NL8602083A

NL8602083A - Werkwijze voor de bereiding van tricalciumfosfaat.

Info

Publication number: NL8602083A
Application number: NL8602083A
Authority: NL
Original assignee: Kazak Ni I Pi Fosfornoi Promy
Priority date: 1986-08-14
Filing date: 1986-08-15
Publication date: 1988-03-01
Also published as: FR2602759B1; FR2602759A1

Description

N.0. 34031 i 1 & Werkwijze voor de bereiding van tricalciumfosfaat.

Aanvraagster noemt als uitvinders: 1. Almira Faizrakhmanovna GAFAROVA, 2. Larisa Iosifovna ALTUNINA, 3. Boris Yakovlevich MALKIN, 4. Ljudmila Semenovna ESCHENKO.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de bereiding van fosforverbindingen en meer in het bijzonder op een werkwijze voor de bereiding van tricalciumfosfaat dat wordt gebruikt als stabilisator voor suspensiepolymerisatie.

5 Bekend is een werkwijze voor de bereiding van tricalciumfosfaat (Amerikaans octrooischrift 3.379.541) door reactie van kalkmelk met 70-80¾ orthofosforzuur in stoechiometrische verhoudingen, bij 75-85°C onder krachtig roeren gedurende 3 uur, gevolgd door drogen van de verkregen suspensie tot een watergehalte van 30 gew.%, calcineren bij 10 700-1100eC en zeven door een zeef van 325 mesh. De molverhouding van calciurooxide en fosfor(V)oxide in het eindprodukt is 3,27-3,37. De gemiddelde deeltjesgrootte van het tricalciumfosfaat is kleiner dan 10 /urn.

Volgens bovenstaande methode bereid tricalciumfosfaat heeft een 15 onvoldoende ontwikkeld specifiek oppervlak waardoor de bruikbaarheid als stabilisator voor suspensiepolymerisatie beperkt is.

Een andere bekende methode voor het bereiden van tricalciumfosfaat (Brits octrooi schrift 1.183.011) gaat via neutralisering van 20¾ orthofosforzuur met kalkmelk welke 118 g CaO per liter water bevat tot een 20 eind pH-waarde van het reactiemengsel van 6,7-8,5 bij 20-50°C. De werkwijze geschiedt met krachtig roeren gedurende 20-60 minuten. Na de neutralisatie wordt nog eens 10-30 minuten geroerd. Wanneer het neerslag van tricalciumfosfaat is bezonken wordt het afgefiltreerd, waarna het wordt gemengd met monomeren voor de suspensiepolymerisatie van polysty-25 reen, of wordt gedroogd en gemalen. Het specifieke oppervlak van het tricalciumfosfaatneerslag is 48-70 m2/g.

Het aldus verkregen tricalciumfosfaat wordt gekenmerkt door een ontoereikend specifiek oppervlak wat van belangrijke invloed is op de stabiliserende eigenschappen.

30 Het hoofddoel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het bereiden van tricalciumfosfaat door de juiste keuze van de hoeveelheden uitgangsstoffen en aanpassing van de omstandigheden van 8602083 -,- ^i f ί 2 het neutralisatieproces waardoor een groter specifiek oppervlak van het gevormde tricalciumfosfaat wordt verkregen en daarmee de stabiliserende activiteit in suspensiepolymerisatie wordt verhoogd.

Dit doel van de uitvinding wordt bereikt met een werkwijze voor de 5 bereiding van tricalciumfosfaat door middel van neutralisatie van or-thofosforzuur met kalkmelk onder krachtig roeren van het reactiemengsel gedurende 20-60 minuten, vorming van een suspensie en isolatie van het eindprodukt daaruit waarbij volgens de uitvinding de concentratie van het gebruikte orthofosforzuur tenminste 50 en bij voorkeur 70-87,5¾ is 10 en de neutralisatie wordt voortgezet tot een pH van 8,5-11,0.

Deze werkwijze leidt tot de bereiding van tricalciumfosfaat met de gewenste granulometrische samenstelling met een ontwikkeld specifiek oppervlak dat 2 tot 3 maal zo groot is als dat van het volgens de bekende werkwijzen bereide tricalciumfosfaat. De genoemde eigenschappen 15 zorgen voor een hoge stabiliserende activiteit van het tricalciumfosfaat bij de bereiding van polystyrenen van de gewenste granulometrische samenstelling.

Het is gewenst de mol verhouding van calciumoxide en fosfor(V)oxide in het reactiemengsel op 3,4-3,6:1 te houden.

20 Een hoger calciumoxidegehalte in het reactiemengsel leidt tot de vorming van fijn kristallijn tricalciumfosfaat dat een enigszins verminderde stabilisatie van een overeenkomstige hoeveelheid polymeer tijdens de suspensiepolymerisatie geeft.

De werkwijze volgens de uitvinding verloopt als volgt: 25 Orthofosforzuur met een concentratie van 50-87,5¾ wordt onder krachtig roeren gedurende 20-60 minuten aan 8-10¾ kalkmelk toegevoegd. De werkwijze verloopt bij 20-50°C, bij voorkeur bij 20-40°C, totdat de pH van het reactiemengsel 8,5-11 is.

Uitvoering van de neutralisatie tot een pH van het reactiemengsel 30 beneden 8,5 leidt tot een vermindering van het specifieke oppervlak van het gevormde tricalciumfosfaat terwijl beëindiging van de reactie bij een pH boven 11 leidt tot vrij calciumhydroxide in het calciumfosfaat. Bij een pH van 11,2 is het gehalte aan ongebonden calciumhydroxide in het tricalciumfosfaat 0,3 gew.^ Het vrije calciumhydroxide verhoogt de 35 pH van het tricalciumfosfaat scherp, waardoor aan de stabiliserende eigenschappen afbreuk wordt gedaan.

Het krachtige roeren tijdens de neutralisatie en het langzame toevoegen van de bestanddelen voorkomen plaatselijke overoxidatie, d.w.z. het optreden van hoge zuurconcentratiegebieden in het reactiemengsel.

40 Om voor de vorming van fijn kristallijn neerslag van tricalciumfosfaat 8602083 3 de gunstigste omstandigheden te bieden wordt aanbevolen de mol verhouding calciumoxide en fosfor(V)oxide in het reactiemengsel op 3,4-3,6:1 te houden.

Nadat het zuur volledig is toegevoegd wordt het reactiemengsel nog 5 5 tot 20 minuten geroerd om de reactie te laten aflopen.

Het neerslag wordt dan afgefiltreerd.

De verkregen natte tricalciumfosfaatkoek wordt in een pasta-achti-ge toestand gebruikt of gedroogd en gemalen. Het specifieke oppervlak is 74-135 m2/g. Indien de juiste omstandigheden van de werkwijze in 10 acht worden genomen is het mogelijk tricalciumfosfaat van de gewenste granulometrische samenstelling te bereiden waardoor het geschikt is voor suspensiepolymerisatie.

Het bereide tricalciumfosfaat is een actieve suspensiestabilisa-tor. Wanneer het in een hoeveelheid van 0,6 gew.% aan een suspensiepo-15 lymerisatiemengsel wordt toegevoegd leidt het tot de vorming van deeltjes polystyreenschuim, waarvan 94¾ een doorsnede van 0,5-1 mm of 99¾ een doorsnede van 0,2-2 mm hebben. Hieronder volgen enige voorbeelden van de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding.

Voorbeeld I

20 Aan 800 g kalkmelk welke 62,6 g (98 gevi.%) calciumoxide bevatte, werd 57,9 ml 70¾ orthofosforzuur onder roeren bij 20°C in 40 minuten toegevoegd. De uiteindelijke molverhouding CaO^Os in het reactiemengsel was 3,47:1 en de pH 10. Na de toevoeging werd de suspensie nog 15 minuten geroerd, waarna het neerslag op een vacuumfilter werd afge-25 filtreerd. De natte koek met een vochtgehalte van 68-75¾ werd bij 110eC gedroogd, gemalen en gezeefd. Het eindprodukt was 118 g tricalciumfosfaat met een specifiek oppervlak van 90 m2/g.

Voorbeeld II

Aan 800 g kalkmelk welke 64 g (96 gevi.%) calciumoxide bevatte, 30 werd 39,8 ml 87,5¾ orthofosforzuur onder roeren bij 40°C in 50 minuten toegevoegd. De uiteindelijke molverhouding CaO^Os in het reactiemengsel was 3,6:1 en de pH 11,0. De suspensie werd nog 20 minuten geroerd, waarna het neerslag op een vacuumfilter werd afgefiltreerd. De natte koek met een vochtgehalte van 68-75¾ werd bij 120°C gedroogd, ge-35 malen en gezeefd. Het eindprodukt was 117,6 g tricalciumfosfaat met een specifiek oppervlak van 135 g/m2·

Voorbeeld III

Aan 800 g kalkmelk welke 61,4 g (100 gew^) calciumoxide bevatte, werd 94,7 ml 50¾ orthofosforzuur in 30 minuten onder roeren bij een 40 temperatuur van 30°C toegevoegd. De uiteindelijke molverhouding 8602083 I . ..

ΐ 4

Ca0/P£05 in het reactiemengsel was 3,4:1 en de pH 8,5. De suspensie werd nog 10 minuten geroerd, waarna het neerslag op een vacuumfilter werd afgefiltreerd. De natte koek met een vochtgehalte van 68-75¾ werd bij 110°C gedroogd, gemalen en gezeefd. Het verkregen produkt was 117,7 5 g tricalciumfosfaat met een specifiek oppervlak van 74 m2/g.

Voorbeeld IV

Aan 800 g kalkmelk welke 48,8 g (99 gew.%) calciumoxide bevatte, werd 33,4 ml 87,5¾ orthofosforzuur onder roeren bij 20°C in 40 minuten toegevoegd. De uiteindelijke mol verhouding Ca0/P205 in het reactie-10 mengsel was 3,4:1 en de pH 8,7. De suspensie werd nog 20 minuten geroerd, waarna het neerslag op een vacuumfilter werd afgefiltreerd. De natte koek met een vochtgehalte van 68-75¾ werd bij 120eC gedroogd, gemalen en gezeefd. Het eindprodukt was 94,1 g tricalciumfosfaat met een specifiek oppervlak van 100 m2/g.

15 Voorbeeld V

Aan 800 g kalkmelk welke 48,4 g (100 gew^) calciumoxide bevatte, werd 44,3 ml 70¾ orthofosforzuur onder roeren bij 40eC in 30 minuten toegevoegd. De uiteindelijke mol verhouding CaO^Og in het reactiemengsel was 3,6:1 en de pH 11,0. De suspensie werd nog 15 minu-20 ten geroerd en het neerslag op een vacuumfilter afgefiltreerd. De natte koek met een vochtgehalte van 68-75¾ werd bij 110eC gedroogd, gemalen en gezeefd. Het eindprodukt was 93 g tricalciumfosfaat met een specifiek oppervlak van 90 m2/g.

Voorbeeld VI

25 Aan 800 g kalkmelk welke 48,4 g (100 gew^) calciumoxide bevatte, werd 32,7 ml 87,5¾ orthofosforzuur onder roeren bij een temperatuur van 20°C in 20 minuten toegevoegd. De uiteindelijke mol verhouding Ca0/P205 in het reactiemengsel was 3,45:1 en de pH 10. De suspensie werd nog 10 minuten geroerd waarna het neerslag op een vacuumfilter 30 werd afgefiltreerd. De natte koek met een vochtgehalte van 68-75¾ werd bij 120eC gedroogd, gemalen en gezeefd. Het eindprodukt was 94,3 g tri-calciumfosfaat met een specifiek oppervlak van 120 m2/g.

Voorbeeld VII

Aan 800 g kalkmelk welke 61,4 g (100 gew^) calciumoxide bevat-35 te, werd 91,7 ml 50¾ orthofosforzuur onder roeren bij een temperatuur van 40°C in 20 minuten toegevoegd. De uiteindelijke mol verhouding Ca0/P205 in het reactiemengsel was 3,5:1 en de pH 10. De suspensie werd nog 10 minuten geroerd en het neerslag op een vacuumfilter afgefiltreerd. De natte koek met een vochtgehalte van 68-75¾ werd bij 110°C 40 gedroogd, gemalen en gezeefd. Het eindprodukt was 117,6 g tricalcium- 8602083 S' 5 ί fosfaat met een specifiek oppervlak van 80 m2/g.

Voorbeeld VIII

Aan 800 g kalkmelk welke 61,4 g (100 gew.%) calciumoxide bevatte, werd 59,3 ml 70¾ orthofosforzuur onder roeren bij een temperatuur 5 van 50°C in 40 minuten toegevoegd. De uiteindelijke molverhouding Ca0/P205 in het reactiemengsel was 3,4:1 en de pH 8,5. De suspensie werd nog 10 minuten geroerd en het neerslag op een vacuumfilter afgefiltreerd. De natte koek met een vochtgehalte van 68-75% werd bij 120eC gedroogd, gemalen en gezeefd. Het eindprodukt was 118 g tricalciumfos-10 faat met een specifiek oppervlak van 130 m2/g.

In de onderstaande tabel is het effect van variatie van de neutra-lisatieparameters op het specifieke oppervlak van het tricalciumfosfaat weergegeven.

15 pH reactie- _Concentratie orthofosforzuur (gew.%)__ mengsel 20_40_50_70_87,5 _specifiek oppervlak van tricalciumfosfaat (m2/g) 6,7 48 52 57 59 61 8,5 70 71 74 78 103 20 10,0 72 72 81 87 120 11,0 73 75 86 93 135 11,2 72 74 85 91 130 8602083

Claims

1. Werkwijze voor de bereiding van tricalciumfosfaat door neutralisatie van orthofosforzuur met kalkmelk, waarbij het reactiemengsel gedurende 20-60 minuten krachtig wordt geroerd onder vorming van een 5 suspensie en het eindprodukt daaruit wordt geïsoleerd, met het kenmerk, dat het gebruikte fosforzuur een gehalte van tenminste 50 gew.% heeft en de neutralisatie wordt uitgevoerd tot een pH van 8,5-11,0.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gebruikte fosforzuur een gehalte van 70-87,5¾ heeft. 10

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de mol verhouding van calciumoxide en fosfor(V)oxide in het reactiemengsel wordt gehouden op 3,4-3,6:1. +++++++ 8602000