20世纪90年代,日本帝国化工公司生产出了偏磷酸铝,使用硅、钙进行改性后,确定型号为K-WHITE94,应用于防腐领域如制造防锈涂料时，对钢材有很好的保护作用。经过几十年的发展,偏磷酸铝在光学玻璃、磷酸盐玻璃、高温粘结剂、氟化物玻璃、功能性陶瓷、抗氧化石墨材料、织物增强磷酸铝基复合材料、重金属污染废水的处理、正极材料包覆层、热喷涂涂层封孔剂、羊绒织物防锈剂、抗菌釉层、无卤素阻燃剂、磷酸盐多孔陶瓷、渗透反应型砂浆防水防腐添加剂、纸张的涂布组合物与颜料等应用领域受到了广泛关注。
理化性质
偏磷酸盐是二元磷酸盐中最稳定的成分，是制造磷酸盐玻璃的基础原料。其中，偏磷酸铝的英文名称为Aluminium Metaphosphate，CAS:13776-88-0，化学式为AI(PO3)3，分子量263.9，pH值2.4，外观为玻璃态或者白色粉末,微溶于水,折射率1.545。
将偏磷酸铝制成涂料时,偏磷酸铝中的偏磷酸根离子会缓慢释放出来,在钢铁或锌合金表面形成较强的螯合作用,从而保护了这些易腐蚀的基材。当偏磷酸铝作为功能性陶瓷与光学玻璃的原材料时,因其结构的特殊性与合适的折射率,偏磷酸铝具有较理想的耐水耐候性能、高度的透明性、化学和物理学上的高度均匀性与稳定性[1]。
研究现状[1]
明添等采用控温分步转化的方法生产高纯度电子级偏磷酸铝。在反应釜中加入重量比为1∶1的水和磷酸，待反应完全后再缓慢加入氢氧化铝，加入的氢氧化铝与磷酸的重量比为1∶2。将生成的磷酸二氢铝装入盒内置于加热炉后封闭，升温，抽气使得加热炉内呈负压状态。将加热炉分三步控温焙烧，制得高纯度偏磷酸铝，取出并置于室温冷却。通过控制不同的温度，对磷酸二氢铝进行分步转化，制得高纯度电子级偏磷酸铝。方法的操作步骤简单明了，工业流程操作稳定性和安全性高，生产出来的偏磷酸铝纯度高，生产成本低且可以实现批量化生产。
竹内宏介等将氧化铝、氢氧化铝或碳酸铝，与磷酸酐和多磷酸或者两者的混合物一起，放入预先铺设有偏磷酸铝粉末的容器中进行烧结，获得高纯度的偏磷酸铝。该高纯度偏磷酸铝中的铁、铬、镍、 锰、铜中的一种或几种的元素浓度在5×10-6以下。
娄战荒等研究了一种高纯度偏磷酸铝粉末的制备方法。在反应釜中加入电子级磷酸，再加入适量水稀释，搅拌均匀后，加入氢氧化铝，反应完全后生成磷酸二氢铝溶液。将磷酸二氢铝溶液置于烧 结容器中，加热脱水为一水酸式磷酸铝。将一水酸式磷酸铝固体置于加湿装置中，利用一水酸式磷酸铝会吸水风化的特性，使一水磷酸铝转化为酸式磷酸铝粉末。将酸式磷酸铝粉末在加热炉中高温焙烧，即转化为粉末偏磷酸铝。该方法制备的偏磷酸铝的纯度高，各有色金属元素杂质的浓度在5×10-6以下。
刘红梅等用纯化后的可溶性铝盐制备高纯的磷酸铝、磷酸氢铝或氢氧化铝，并经多次水洗去杂。当上清液的电导率≤50μs·cm-1 后，离心甩干，再与高纯磷酸反应。生成的磷酸二氢铝溶液中，P2O5/Al2O3的质量比为4.10~4.30。对溶液进行喷雾干燥，然后放置在微波炉反应以制备偏磷酸铝粗品。粗品用陶瓷棒压碎拌匀后得到粉体，再用马弗炉灼烧后，即得高纯偏磷酸铝粉体。产物的有色金属离子含量低，铁离子≤2×10-6，Co、Ni、Cu都小于1×10-6。
参考文献
[1] 廖欢,李潇咏,王俊虹,等. 偏磷酸铝的制造与应用研究进展[J]. 化工技术与开发,2021,50(4):21-24,55.