三聚磷酸二氢铝

三聚磷酸二氢铝性质、用途与生产工艺

简介

三聚磷酸二氢铝又名三聚磷酸铝、聚磷酸铝、聚磷酸二氢铝等，白色斜方晶系结晶或固体粉末，相对密度2.31，微溶于水和醇，不挥发，难溶于酸，在空气中长时间放置部分水解，溶于碱，在强碱溶液中可降解。

理化性质

三聚磷酸二氢铝是一种缩合型化合物，呈弱酸性，对酸比较稳定，解离常数pKa=1.5～1.6，对碱类具有选择吸附性，如对碱金属离子、铵离子等有交换能力；对氨、胺和碱性气体有选择性吸收能力，其过程为化学吸附，吸附能力为活性炭的10倍，除臭能力为活性炭的6倍。与其他固体酸比较，酸度较高（以质量计），为氧化铝、硅胶等的10～100倍。溶解时生成螯合力很强的三聚磷酸根离子（P3O105-），能与各种金属离子形成螯合物，并在金属表面形成性能稳定的保护膜，对铁具有很的防腐蚀能力。解聚时变为正磷酸，也可与金属形成防腐保护膜。三聚磷酸二氢铝还具有催化性质。三聚磷酸二氢铝对皮肤无刺激，毒理学试验半致死量LD50为18.0g/kg（小白鼠），属实际无毒级，符合食品容器及儿童玩具涂装的要求。

应用领域

三聚磷酸二氢铝作为一种无机精细化学品，具有无毒、贮存稳定性和耐候性好等优点，是新一代环保型防锈颜料，可与醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、环氧聚酯、丙烯酸-三聚氰胺树脂、苯丙乳液、有机硅树脂、聚苯胺树脂、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化橡胶等混合，应用于涂料工业中制备防锈涂料、富锌底漆、厚浆涂料、粉末涂料、有机钛防腐蚀涂料、带锈涂料、防火涂料、耐热涂料、水性涂料等，颜色可以自由调配，防锈性能优于红丹、锌铬黄、磷酸锌、钼酸锌等材料，使用效果好，深受用户青睐。另外，在吸附剂、离子交换剂、耐火材料、无机模塑材料、催化剂等方面的应用也已受到广泛的关注。

制备

将氧化铝和五氧化二磷（正磷酸或磷酸二氢铵）以适当的配比于100～200℃搅拌反应生成正磷酸铝。正磷酸铝在高温炉中进行脱水聚合反应，生成物结构随聚合温度、聚合时间及物料环境气氛不同而差异较大。为制得高纯AlH2P3O10·2H2O型产物，聚合条件一般控制为：聚合温度250～400℃，聚合时间3～24h。聚合后期应通入水蒸气使其变成二水物。制作颜料时，要用硅、锌处理剂对AlH2P3O10·2H2O进行改性处理。处理剂一般为硅酸及锌盐。处理后的产物经水洗、干燥、粉碎和分级，最终得三聚磷酸二氢铝颜料。

化学性质 

白色微晶粉末，无毒、无臭。斜方晶系结晶，相对密度2.31。难溶于水，微溶于醇。长时间在空气中放置则部分水解。对酸比较稳定。储存稳定性和耐侯性良好。

用途 

是一种无公害白色防锈优良的颜料。广泛用于输油管道、桥梁、铁路、船舶、车辆、化工设备以及建筑行业的内外墙涂料等。在用于电冰箱底漆及建筑用乳胶漆等方面效果良好。也用作催化剂、水玻璃硬化剂、吸附脱臭剂。

生产方法 

氧化铝法。反应方程式：
Al2O3+6H3PO4→2AlH2P3O10+7H2O
操作方法：将α-氧化铝与磷酸按摩尔比R=0.5～0.2进行混合。用微火加热至100～200℃脱水，生成第一次生成物。将此生成物在300～350℃的电记中在水蒸气压高的气氛下加热3～24h，进行聚合反应，生成三聚磷酸二氢铝。冷却，制得三聚磷酸二氢铝成品。

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