DE10058922A1 - Stabilisierter roter Phosphor und ein Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Stabilisierter roter Phosphor und ein Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphor aus Phosphorteilchen mit einer Teilchengröße von höchstens 2 mm, deren Oberfläche mit einer dünnen Schicht eines Oxidationsstabilisators bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Oxidationsstabilisator um Silber handelt, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.
Description
Die Erfindung betrifft einen stabilisieren, pulverförmigen roten Phosphor aus Phosphorteil
chen mit einer Teilchengröße von höchstens 2 mm, deren Oberfläche mit einer dünnen
Schicht eines Oxidationsstabilisators bedeckt ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung
und seine Verwendung.
Bekanntlich wird der rote Phosphor durch die thermische Umwandlung des gelben Phosphors
in die stabilere rote Modifikation erhalten. Hierbei bildet der rohe rote Phosphor mit einem
Gehalt von etwa 0,5-1,5 Gew.-% gelbem Phosphor nach Beendigung der Reaktion eine kom
pakte Masse. Er wird unter Inertgasatmosphäre vermahlen und in wäßriger Suspension durch
Kochen mit verdünnter Natronlauge vom gelben Phosphor befreit. Die Umwandlung wird in
der Regel in rotierenden Reaktoren vorgenommen, wobei der rote Phosphor als Pulver an
fällt.
Die aus dem Reaktor entnommene wäßrige Suspension von rotem Phosphor wird in Rührge
fäßen mit Dampf aufgeheizt und durch portionsweise Zugabe von Natronlauge vom Restanteil
von etwa 0,1 Gew.-% gelbem Phosphor befreit.
Roter Phosphor wird in der Pyrotechnik sowie bei der Herstellung von Zündholzreibflächen
benötigt und findet Anwendung als Flammschutzmittel für Kunststoffe, wie z. B. Polyamide
oder Polyurethane.
Bekanntlich findet in feuchter Atmosphäre an der Oberfläche von rotem Phosphor eine che
mische Reaktion statt, bei der durch Oxidation und Disproportionierung verschiedene Säuren
des Phosphors in den Oxidationsstufen +1 bis +5 und Phosphorwasserstoff (PH3) gebildet
werden.
Phosphorwasserstoff ist ein giftiges Gas, der MAK-Wert beträgt 0,1 ppm. Geringe Konzen
trationen werden durch knoblauchartigen Geruch wahrgenommen (die Geruchsschwelle be
trägt 0,02 ppm). Die verschiedenen Säuren des Phosphors führen in Pyrotechnik und Flamm
schutz-Anwendungen zu Korrosionsproblemen, insbesondere von Kupfer.
Es bestand somit die Aufgabe, die unzureichende Oxidationsstabilität des roten Phosphors
durch geeignete Stabilisierungsmaßnahmen zu verbessern. Hierbei wird unter dem Begriff
"Stabilisierung" eine Maßnahme verstanden, die dem roten Phosphor einen besseren Schutz
gegen atmosphärische Einflüsse verleiht und so beispielsweise bei der Lagerung oder der
weiteren Verarbeitung zu einer geringeren Bildung von Oxosäuren des Phosphors und von
Phosphorwasserstoff beiträgt.
Aus der EP-0 378 803 B1 (DE-PS 39 00 965) ist bekannt, dass die Oxidationsstabilität des
roten Phosphors durch Auffällen von Zinnoxidhydrat verbessert werden kann.
In der EP-0 028 744 B1 (DE-PS 29 45 118) wird vorgeschlagen, zur Stabilisierung des roten
Phosphors eine Kombination aus Aluminiumhydroxid und gehärtetem Epoxidharz zu ver
wenden.
In der EP-0 283 759 B1 (US-PS 4,853,238) wird ein stabilisierter, pulverförmiger roter Phos
phor aus Phosphorteilchen mit einer Teilchengröße von höchstens 2 mm beschrieben, deren
Oberfläche mit einer dünnen Schicht eines Oxidationsstabilisators bedeckt ist, der aus minde
stens einem in Wasser schwer- oder unlöslichen Metallhydroxid und aus einem Polykonden
sationsprodukt aus Melamin und Formaldehyd besteht. Die in den dortigen Beispielen 17 und
18 beschriebenen Kombinationen von Zinnoxidhydrat und Melamin-Formaldehyd-Harz lie
fern bereits gute Werte bei der Oxidationsstabilität.
Dennoch besteht weiterhin Bedarf an Phosphor-Rot Produkten mit verbesserter Oxidations
stabilität, da insbesondere bei der Verarbeitung je nach Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt
der Raumluft die Geruchsschwellen für Phosphin überschritten werden können.
Einen Versuch, Phosphin zu binden, enthält die DE-OS 23 08 104. Sie beschreibt Form
massen aus thermoplastischen Kunststoffen, rotem Phosphor und dem Zusatz einer Phosphin-
bindenden Substanz. Als Phosphin-bindende Substanzen werden MoS2, PbO2, AgNO3, HgCl2,
FeCl3, CuO und Aktivkohle genannt. Der rote Phosphor wird dabei mit der Phosphin
bindenden Substanz vermischt und in das jeweilige Polymer eingearbeitet. Der Nachteil die
ses Verfahrens sind in der Zugabe der Phosphinbindenden Substanz als weiteres Additiv zu
sehen: Die Wasserlöslichkeit der genannten Verbindungen ist teilweise sehr hoch, die Poly
merverträglichkeit unzureichend und die thermische Stabilität gering.
Daher bestand die Aufgabe, eine weitere Verbesserung der Oxidationsstabilität zu erreichen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass die Oxidationsstabilität des roten Phosphors
durch Aufbringen von metallischem Silber, insbesondere in Kombination mit einem Metall
hydroxid und einem ausgehärteten duroplastischen Kunstharz, deutlich verbessert werden
kann.
Der Effekt der Erfindung kann gegebenenfalls noch verstärkt werden, wenn nach dem Verfah
ren der EP-0 176 836 B1 (DE-OS 34 36 161) zusätzlich noch ein Phlegmatisierungsmittel
aufgebracht wird.
In diesem Zusammenhang wird unter dem Begriff "Phlegmatisierung" eine Maßnahme ver
standen, durch die die Neigung des roten Phosphors zur Staubbildung reduziert wird, wodurch
die Gefahr des Entstehens von Staubexplosionen sinkt und die Verarbeitungssicherheit steigt.
Die Erfindung betrifft daher einen stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphor der Eingangs
genannten Art, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Oxidationsstabilisator um Silber
handelt.
Bevorzugt enthält der stabilisierte, pulverförmige rote Phosphor 0,05 bis 2, besonders bevor
zugt 0,1 bis 0,4 Gew.-% Silber.
Bevorzugt enthält der stabilisierte, pulverförmige rote Phosphor zusätzlich einen Stabilisator.
Bevorzugt handelt es sich bei dem zusätzliche Stabilisator um ein Metallhydroxid.
Bevorzugt werden als Ausgangsprodukte für das Metallhydroxid die Hydroxide, Oxidhydrate
und/oder Oxide von Aluminium, Silicium, Titan, Chrom, Mangan, Zink, Germanium, Zirkon,
Niob, Cadmium, Zinn, Blei, Wismut und/oder Cer eingesetzt.
Bevorzugt enthält der rote Phosphor die Metallhydroxide in Mengen von 0,5 bis 10, beson
ders bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%.
Bevorzugt ist der stabilisierte, pulverförmige rote Phosphor mit einem duroplastischen Kunst
harz mikroverkapselt.
Bevorzugt handelt sich bei dem duroplastischen Kunststoff um Epoxidharze, Melaminharze,
Phenolharze oder Polyurethane.
Bevorzugt enthält der stabilisierte, pulverförmige rote Phosphor die duroplastischen Kunst
stoffe in Mengen von 0,2 bis 10, insbesondere von 0,5 bis 8 und besonders bevorzugt von
2 bis 5 Gew.-%.
Bevorzugt ist der stabilisierte, pulverförmige rote Phosphor von einer dünnen Schicht eines
Phlegmatisierungsmittel bedeckt.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Phlegmatisierungsmittel um eine wasseremulgierbare or
ganische Verbindung.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Phlegmatisierungsmittel um Di-2-ethylhexylphthalat oder
um Polyglycole.
Bevorzugt enthält der stabilisierte, pulverförmige rote Phosphor das Phlegmatisierungsmittel
in Mengen von 0,05 bis 2, besonders bevorzugt 0,3 bis 1,5 Gew.-%.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphor, da
durch gekennzeichnet, dass er
76 bis 99,2 Gew.-% roten Phosphor,
0,05 bis 2 Gew.-% Silber,
0,5 bis 10 Gew.-% Metallhydroxid,
0,2 bis 10 Gew.-% duroplastisches Kunstharz und
0,05 bis 2 Gew.-% Phlegmatisierungsmittel enthält.
76 bis 99,2 Gew.-% roten Phosphor,
0,05 bis 2 Gew.-% Silber,
0,5 bis 10 Gew.-% Metallhydroxid,
0,2 bis 10 Gew.-% duroplastisches Kunstharz und
0,05 bis 2 Gew.-% Phlegmatisierungsmittel enthält.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten, pulverförmigen
roten Phosphors, dadurch gekennzeichnet, dass man nacheinander
- a) in eine wäßrige Suspension des (unbehandelten) roten Phosphors eine wasser lösliche Silberverbindung einrührt und den pH auf 7 einstellt;
- b) in diese Suspension eine wasserlösliche Metallverbindung einrührt und den pH auf einen Wert von 4 bis 9 einstellt und noch 0,5 bis 3 Stunden bei 40 bis 80°C rührt;
- c) dann eine wäßrige Emulsion eines Epoxidharzes und eines Epoxidharz-Härters zufügt und noch 0,5 bis 3 Stunden bei 40 bis 80°C rührt;
- d) eine wäßrige Emulsion der als Phlegmatisierungsmitttel dienenden wassere mulgierbaren organischen Verbindung zufügt und den pH auf einen Wert von 5 bis 9 einstellt und noch 0,5 bis 3 Stunden bei 20 bis 90°C rührt und
- e) anschließend das Produkt filtriert und bei Temperaturen von 80 bis 150°C trocknet.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung filtriert man die nach Schritt a) erhaltene
Emulsion und trocknet den als Produkt erhaltenen silberhaltigen roten Phosphor bei Tempe
raturen von 80 bis 150°C.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung führt man nur die Schritte a) und b) aus und
trocknet den als Produkt erhaltenen silberhaltigen, mit einem Metallhydroxid stabilisierten
roten Phosphor bei Temperaturen von 80 bis 150°C.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung führt man die Schritte a) bis c) aus und
trocknet den als Produkt erhaltenen silberhaltigen, mit einem Metallhydroxid und einem du
roplastischen Kunstharz stabilisierten roten Phosphor bei Temperaturen von 80 bis 150°C.
Alternativ kann man auch nur die Schritte a), b) und d) ausführen und den als Produkt erhalte
nen silberhaltigen, mit einem Metallhydroxid stabilisierten und mit einem Phlegmatisie
rungsmittel versehenem roten Phosphor bei Temperaturen von 80 bis 150°C trocknen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten, pulverförmigen
roten Phosphors, dadurch gekennzeichnet, dass man jeweils und wahlweise
76 bis 99,2 Gew.-% roten Phosphor,
0,05 bis 2 Gew.-% wasserlösliche Silberverbindung,
0,5 bis 10 Gew.-% Metallhydroxid, Metalloxidhydrat oder Metalloxid
0,2 bis 10 Gew.-% duroplastisches Kunstharz und
0,05 bis 2 Gew.-% Phlegmatisierungsmittel
einsetzt.
76 bis 99,2 Gew.-% roten Phosphor,
0,05 bis 2 Gew.-% wasserlösliche Silberverbindung,
0,5 bis 10 Gew.-% Metallhydroxid, Metalloxidhydrat oder Metalloxid
0,2 bis 10 Gew.-% duroplastisches Kunstharz und
0,05 bis 2 Gew.-% Phlegmatisierungsmittel
einsetzt.
Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung des stabilisierten, pulverförmigen roten
Phosphors als Flammschutzmittel oder zur Herstellung von Flammschutzmitteln.
Das Verfahren zur Herstellung des stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphors kann bei
spielsweise so ausgeführt werden, indem man in eine wäßrige Suspension des roten Phos
phors eine wasserlösliche Silberverbindung einrührt und den pH-Wert auf 7 einstellt, an
schließend eine wasserlösliche Zinnverbindung einrührt, einen pH-Wert von 4 bis 9 einstellt
und während 0,5 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von 40 bis 80°C rührt, darauf hin eine
wäßrige Emulsion des Epoxidharzes und des Härters zufügt und während 0,5 bis 3 Stunden
bei einer Temperatur von 40 bis 80°C rührt, derart, dass auf 76 bis 99,2 Gew.-% roten Phos
phor 0,05 bis 2 Gew.-% Silber, 10 bis 0,5 Gew.-% Zinnoxidhydrat, berechnet als SnO, und
unter 10 bis 0,2 Gew.-% Epoxidharz oder Melaminharz kommen; und dass man schließlich
die Phosphorteilchen abfiltert und bei erhöhter Temperatur trocknet.
Das Verfahren zur Herstellung des stabilisierten und phlegmatisierten, pulverförmigen roten
Phosphors kann auch so ausgeführt werden, dass man in eine wäßrige Suspension des roten
Phosphors eine wasserlösliche Silberverbindung und anschließend eine wasserlösliche Zinn
verbindung einrührt, einen pH-Wert von 4 bis 9 einstellt, während 0,5 bis 3 Stunden bei einer
Temperatur von 40 bis 80°C rührt, anschließend eine wäßrige Emulsion des Epoxidharzes
oder eine Lösung des Epoxidharzes in einem mit Wasser mischbaren Lösemittel zufügt, wäh
rend 0,5 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von 40 bis 80°C rührt, darauf hin gegebenenfalls
eine wäßrige Emulsion von DI-2-ethylhexylphthalat zusetzt und während 0,5 bis 3 Stunden
bei einer Temperatur von 20 bis 90°C rührt, derart, dass auf 76 bis 99,2 Gew.-% roten Phos
phor 0,05 bis 2 Gew.-% Silber, 10 bis 0,5 Gew.-% Zinnoxidhydrat, berechnet als SnO, 10 bis
0,2 Gew.-% Epoxidharz und 2 bis 0,05 Gew.-% Di-2-ethylhexylphthaiat kommen; und dass
man schließlich die Phosphorteilchen abfiltriert und bei erhöhter Temperatur trocknet.
Die abschließende Trocknung der abfiltrierten Phosphorteilchen kann bevorzugt bei einer
Temperatur von 80 bis 120°C im Stickstoffstrom erfolgen.
Als mit Wasser mischbares Lösemittel kommen bevorzugt Aceton, Methanol oder Ethanol in
Frage.
Die bevorzugte Teilchengröße des pulverförmigen roten Phosphors sind beispielsweise Berei
che von 0,1 bis 500 µm und besonders bevorzugt von 0,1 bis 150 µm.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele und Tabellen dienen der näheren Erläuterung der
Erfindung. Die Prozentangaben sind Gew.-%.
Die Bestimmung der Oxidationsstabilität wurde nach einem Feucht/Warm-Lagerungstest
durchgeführt. Hierzu wurden 5,0 g roter Phosphor (Teilchengröße: 100% < 150 µm) in eine
Kristallisierschale mit einem Durchmesser von 50 mm eingewogen und die Schale in einem
geschlossenen Glasgefäß bei 80°C und 100% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert Der hierbei
gebildete Phosphorwasserstoff wurde entweder durch einen Luftstrom (10 l/h) aus dem Glas
gefäß ausgetrieben, in einer Gaswaschflasche mit 2,5%iger Quecksilber(II)chloridlösung zur
Reaktion gebracht und die Menge der dabei entstandenen Salzsäure titrimetrisch bestimmt
oder mit Hilfe eines Dräger-Röhrchens "Phosphorwasserstoff 0,1/a" oder "50/a" erfaßt.
Zur Bestimmung des Gehaltes an den verschiedenen Oxosäuren des Phosphors wurde die
Phosphorprobe in ein 250-ml-Becherglas übergeführt, mit 200 ml 1%iger Salzsäure versetzt,
10 Minuten zum Sieden erhitzt und anschließend filtriert. Im Filtrat erfolgte dann die Be
stimmung des säurelöslichen Phosphors nach der photometrischen Molybdato-Vanadato-
Phosphorsäure-Methode.
Zur Bestimmung des Ausgangswertes an säurelöslichem Phosphor wird der rote Phosphor
dem gleichen Analysenverfahren ohne vorausgegangene Feucht/Warm-Lagerung unterzogen.
Dieser Wert wird dann bei der Ermittlung des Gehalts an säurelöslichem Phosphor nach der
Feucht-Warm-Lagerung abgezogen.
Epoxidharz: Beckopox EP 140, Bisphenol-A-bisglycidylester, EP-Wert 0,54 mol/100 g, Po
lyaminhäter EH 623w, wasserverdünnbarer Aminhärter, Fa. Vianova Resins GmbH, Mainz
Melaminharz: Madurit MW 909, teilverethertes Melamin-Formaldehyd-Harz, wasserlösliches Pulver, Vianova Resins GmbH, Mainz
Melaminharz: Madurit MW 909, teilverethertes Melamin-Formaldehyd-Harz, wasserlösliches Pulver, Vianova Resins GmbH, Mainz
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension
wird auf 7 eingestellt. Dann wird eine Lösung von 1,6 g Silbernitrat in 20 ml Wasser
eingerührt, der pH-Wert wird auf 7 gehalten. Anschließend wird bei pH 7 für eine Stunde bei
60°C gerührt. Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei
120°C im Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 99,8%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension
wird auf 7 eingestellt. Dann wird eine Lösung von 3,2 g Silbernitrat in 20 ml Wasser
eingerührt, der pH-Wert wird auf 7 gehalten. Anschließend wird bei pH 7 für eine Stunde bei
60°C gerührt.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 99,6%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension
wird auf 7 eingestellt. Dann wird eine Lösung von 4,8 g Silbernitrat in 20 ml Wasser
eingerührt, der pH-Wert wird auf 7 gehalten. Anschließend wird bei pH 7 für eine Stunde bei
60°C gerührt.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 99,4%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension
wird auf 7 eingestellt. Dann wird eine Lösung von 3,2 g Silbernitrat in 20 ml Wasser
eingerührt, der pH-Wert wird auf 7 gehalten. Anschließend wird bei pH 7 für eine Stunde bei
60°C gerührt. Der pH-Wert wird durch Zugabe von 5%iger Schwefelsäure auf 5 eingestellt.
Danach werden 48 g SnSO4 in 200 ml Wasser dazugeben und es wird 20 min bei 60°C
gerührt.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 97,8%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension
wird auf 7 eingestellt. Darm wird eine Lösung von 3,2 g Silbernitrat in 20 ml Wasser
eingerührt, der pH-Wert wird auf 7 gehalten. Anschließend wird bei pH 7 für eine Stunde bei
60°C gerührt. Der pH-Wert wird durch Zugabe von 5%iger Schwefelsäure auf 3 eingestellt.
Danach werden 99,2 g MgSO4.H2O in 200 ml Wasser dazugeben, der pH-Wert auf 12
eingestellt und 20 min bei 60°C gerührt.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 97,8%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension
wird auf 7 eingestellt. Dann wird eine Lösung von 3,2 g Silbernitrat in 20 ml Wasser
eingerührt, der pH-Wert wird auf 7 gehalten. Anschließend wird bei pH 7 für eine Stunde bei
60°C gerührt. Der pH-Wert wird durch. Zugabe von 5%iger Schwefelsäure auf 3 eingestellt.
Danach werden 246 g Al2(SO4)3.18H2O in 200 ml Wasser dazugeben, der pH-Wert auf 7
eingestellt und 20 min bei 60°C gerührt.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 97,8%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension
wird auf 7 eingestellt. Dann wird eine Lösung von 3,2 g Silbernitrat in 20 ml Wasser
eingerührt, der pH-Wert wird auf 7 gehalten. Anschließend wird bei pH 7 für eine Stunde bei
60°C gerührt. Der pH-Wert wird durch Zugabe von 5%iger Schwefelsäure auf 5 eingestellt.
Danach werden 48 g SnSO4 in 200 ml Wasser dazugeben und es wird 20 min bei 60°C
gerührt.
Dann wird eine wäßrige Emulsion eines wasseremulgierbaren Epoxidharzes und eines
wasseremulgierbaren Polyaminhärters (20 g Beckopox EP 122w und 20 g Beckopox EH
623w) eingerührt und eine Stunde bei ca. 60°C Rühren gelassen, anschließend werden
nochmals 20 g Beckopox EP 122w und 20 g Beckopox EH 623w in Wasser emulgiert und
zugegeben, nochmals ca. 1 h bei 60°C gerührt und abfiltriert.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 91,0%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension
wird auf 7 eingestellt. Dann wird eine Lösung von 3,2 g Silbernitrat in 20 ml Wasser
eingerührt, der pH Wert wird auf 7 gehalten. Anschließend wird bei pH 7 für eine Stunde bei
60°C gerührt. Der pH-Wert wird durch Zugabe von 5%iger Schwefelsäure auf 5 eingestellt.
Danach werden 48 g SnSO4 in 200 ml Wasser dazugeben und es wird 20 min bei 60°C
gerührt.
Dann wird eine wäßrige Lösung eines Melaminharzes (40 g Madurit MW 909) eingerührt
und der pH-Wert mit verdünnter Schwefelsäure auf 4,5 eingestellt. Nach einer Stunde Rühren
bei 60°C werden weitere 40 g Madurit MW 909 in ca. 100 ml Wasser gelöst dazugegeben.
Nach einer Stunde Rühren bei pH 4,5 und 60°C wird abfiltriert.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 89,8%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert wird durch
Zugabe von 5%iger Schwefelsäure auf 5 eingestellt. Danach werden 48 g SnSO4 in 200 ml
Wasser dazugeben und es wird 20 min bei 60°C gerührt und anschließend abfiltriert.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 97,5%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert wird durch
Zugabe von 5%iger Schwefelsäure auf 5 eingestellt. Dann wird eine wäßrige Lösung eines
Melaminharzes (40 g Madurit MW 909) eingerührt und der pH-Wert mit verdünnter
Schwefelsäure auf 4,5 eingestellt. Nach einer Stunde Rühren bei 60°C werden weitere 40 g
Madurit MW 909 in ca. 100 ml Wasser gelöst dazugeben. Nach einer Stunde Rühren bei
pH 4,5 und 60°C wird abfiltriert.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 91,8%.
2000 ml einer wäßrigen Phosphor-Rot-Suspension mit einem Gehalt von 1000 g Phosphor-
Rot werden in einem Rührreaktor aus Glas auf 60°C erwärmt. Der pH-Wert wird durch
Zugabe von 5%iger Schwefelsäure auf 5 eingestellt. Danach werden 48 g SnSO4 in 200 ml
Wasser dazugeben und es wird 20 min bei 60°C gerührt.
Dann wird eine wäßrige Lösung eines Melaminharzes (40 g Madurit MW 909) eingerührt
und der pH-Wert mit verdünnter Schwefelsäure auf 4,5 eingestellt. Nach einer Stunde Rühren
bei 60°C werden weitere 40 g Madurit MW 909 in ca. 100 ml Wasser gelöst dazugegeben.
Nach einer Stunde Rühren bei pH 4,5 und 60 C wird abfiltriert.
Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 120°C im
Stickstoffstrom getrocknet. Der Phosphorgehalt beträgt 89,8%.
Claims (21)
1. Stabilisierter, pulverförmiger roter Phosphor aus Phosphorteilchen mit einer Teilchengrö
ße von höchstens 2 mm, deren Oberfläche mit einer dünnen Schicht eines Oxida
tionsstabilisators bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Oxidationssta
bilisator um Silber handelt.
2. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass er 0,05 bis 2, bevorzugt 0,1 bis 0,4 Gew.-% Silber enthält.
3. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass er zusätzlich einen Stabilisator enthält.
4. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zusätzliche Stabilisator um ein Me
tallhydroxid handelt.
5. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsprodukte für das Metallhydroxid die Hy
droxide, Oxidhydrate und/oder Oxide von Aluminium, Silicium, Titan, Chrom, Mangan,
Zink, Germanium, Zirkon, Niob, Cadmium, Zinn, Blei, Wismut und/oder Cer eingesetzt
werden.
6. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der rote Phosphor die Metallhydroxide in Mengen
von 0,5 bis 10, bevorzugt 1 bis 3 Gew.-% enthält.
7. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem duroplastischen Kunstharz mikroverkap
selt ist.
8. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem duroplastischen Kunststoff um
Epoxidharze, Melaminharze, Phenolharze oder Polyurethane handelt.
9. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der rote Phosphor die duroplastische Kunststoffe in
Mengen von 0,2 bis 10, bevorzugt 0,5 bis 8 und besonders bevorzugt 2 bis 5 Gew.-% ent
hält.
10. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass er von einer dünnen Schicht eines Phlegmatisie
rungsmittel bedeckt ist.
11. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Phlegmatisierungsmittel um eine
wasseremulgierbare organische Verbindung handelt.
12. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Phlegmatisierungsmittel um
Di-2-ethylhexylphthalat oder Polyglycole handelt.
13. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der rote Phosphor das Phlegmatisierungsmittel in
Mengen von 0,05 bis 2, bevorzugt 0,3 bis 1,5 Gew.-% enthält.
14. Stabilisierter, pulverförmiger roten Phosphor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er
76 bis 99,2 Gew.-% roten Phosphor,
0,05 bis 2 Gew.-% Silber,
0,5 bis 10 Gew.-% Metallhydroxid,
0,2 bis 10 Gew.-% duroplastisches Kunstharz und
0,05 bis 2 Gew.-% Phlegmatisierungsmittel enthält.
76 bis 99,2 Gew.-% roten Phosphor,
0,05 bis 2 Gew.-% Silber,
0,5 bis 10 Gew.-% Metallhydroxid,
0,2 bis 10 Gew.-% duroplastisches Kunstharz und
0,05 bis 2 Gew.-% Phlegmatisierungsmittel enthält.
15. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphors, dadurch
gekennzeichnet, dass man nacheinander
- a) in eine wäßrige Suspension des (unbehandelten) roten Phosphors eine wasser lösliche Silberverbindung einrührt und den pH auf 7 einstellt;
- b) in diese Suspension eine wasserlösliche Metallverbindung einrührt und den pH auf einen Wert von 4 bis 9 einstellt und noch 0,5 bis 3 Stunden bei 40 bis 80°C rührt;
- c) dann eine wäßrige Emulsion eines Epoxidharzes und eines Epoxidharz-Härters zufügt und noch 0,5 bis 3 Stunden bei 40 bis 80°C rührt;
- d) eine wäßrige Emulsion der als Phlegmatisierungsmitttel dienenden wassere mulgierbaren organischen Verbindung zufügt und den pH auf einen Wert von 5 bis 9 einstellt und noch 0,5 bis 3 Stunden bei 20 bis 90°C rührt und
- e) anschließend das Produkt filtriert und bei Temperaturen von 80 bis 150°C trocknet.
16. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphors nach An
spruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die nach Schritt a) erhaltene Emulsion fil
triert und den als Produkt erhaltene silberhaltigen roten Phosphor bei Temperaturen von
80 bis 150°C trocknet.
17. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphors nach An
spruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man nur die Schritte a) und b) ausführt und den
als Produkt erhaltenen silberhaltigen, mit einem Metallhydroxid stabilisierten roten Phos
phor bei Temperaturen von 80 bis 150°C trocknet.
18. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphors nach An
spruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man nur die Schritte a) bis c) ausführt und den
als Produkt erhaltenen silberhaltigen, mit einem Metallhydroxid und einem duroplasti
schen Kunstharz stabilisierten roten Phosphor bei Temperaturen von 80 bis 150°C trock
net.
19. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphors nach An
spruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man nur die Schritte a), b) und d) ausführt und
den als Produkt erhaltenen silberhaltigen, mit einem Metallhydroxid stabilisierten und mit
einem Phlegmatisierungsmittel versehenem roten Phosphor bei Temperaturen von 80 bis
150°C trocknet.
20. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphors nach ei
nem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass man jeweils
und wahlweise
76 bis 99,2 Gew.-% roten Phosphor,
0,05 bis 2 Gew.-% wasserlösliche Silberverbindung,
0,5 bis 10 Gew.-% Metallhydroxid, Metalloxidhydrat oder Metalloxid
0,2 bis 10 Gew.-% duroplastisches Kunstharz und
0,05 bis 2 Gew.-% Phlegmatisierungsmittel einsetzt.
76 bis 99,2 Gew.-% roten Phosphor,
0,05 bis 2 Gew.-% wasserlösliche Silberverbindung,
0,5 bis 10 Gew.-% Metallhydroxid, Metalloxidhydrat oder Metalloxid
0,2 bis 10 Gew.-% duroplastisches Kunstharz und
0,05 bis 2 Gew.-% Phlegmatisierungsmittel einsetzt.
21. Verwendung des stabilisierten, pulverförmigen roten Phosphors nach einem oder mehre
ren der Ansprüche 1 bis 14 als Flammschutzmittel oder zur Herstellung von Flamm
schutzmitteln.
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