164762. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szálak készítésére
5 164762 6 komplex foszfát oldatok; előnyösen további komponenseket tartalmazhatnak, pl. olyan anyagokat, melyek az oldatok további feldolgozását elősegítik, vagy az oldatokból képezett termékek tulajdonságait kedvezően befolyásolják. Így pl. szerves anyagokat - előnyösen polimereket - oldhatunk fel a komplex foszfát oldatában, különösen szerves oldószer alkalmazása esetén. A komplex foszfátok oldataiban további komponenseket (pl. pigmenteket, színező- vagy töltőanyagokat) is diszpergálhatunk. A komplex foszfát oldata különösen előnyösen olyan anyagot vagy anyagokat tartalmazhat, melyek az oldatból pl. hevítéskor képződő szilárd aluminiumfoszfát-fázis fizikai tulajdonságait szabályozzák. Amennyiben oldószerként vizet használunk, előnyösen kristályosodás-stabilizáíorokat (pl. finomeloszlású szilíciumdioxidot, vagy aluminiumoxidot) vagy gócképző aktivátorokat vagy katalizátorokat (pl. dibutilperoxidot vagy kalcium-, magnézium- vagy nátriumkloridot) alkalmazhatunk. Amennyiben a komplex foszfátot nem-vizes közegben (pl. etanolban) oldjuk az aluminiumfoszfát kristályosodásának megakadályozása céljából előnyösen bórsavésztereket, vagy étereket vagy kovasavesztereket vagy -étereket (pl metílborátot, trimetoxiboroxint vagy etilszilikátot) alkalmazhatunk. A szálképzéshez előnyösen 20-5000 poise, különösen előnyösen 200-3000 poise viszkozitású oldatokat alkalmazhatunk. A komplex foszfátok nem-vizes oldatainak viszkozitását előnyösen megfelelő polimerek (pl. hidroxipropii- cellulóz vagy poliamidok) feloldásával növelhetjük. A szálakat kívánt esetben száríthatjuk. A szárítást pl. vákuum és/vagy melegítés segítségével, általában 20-100 C°-on végezhetjük el. A szálakat szárított állapotban alkalmazhatjuk (pl. többrészes anyagokban) vagy előnyösen 100 C° feletti hőmérsékleten, különösen előnyösen 100 500 C°-ra hevíthetjük, kémiailag iners szálak készítése céljából. A hevítés időtartama előnyösen 10-120 perc. Hevített szálak esetében a vákuumban történő szárítás elmaradhat. Abból a célból, hogy a szálban a krisztallitok nagyobbmérvű orientációt mutassanak, a fonási szakasznál a szálra előnyösen feszítést gyakorolunk. A szálat előnyösen hevítésnél is feszíthetjük. Az ily módon kapott szálak átlagos átmérője általában 1 25 mikron: előnyösen 10 mikronnál kisebb átlagos átmérőjű' szálakat készítünk. Amennyiben a szálat szálképzés után 100 C°nál magasabb hőmérsékletre hevítjük és kb. 1:1 alumínium foszfor grammatom aranynak megfelelő kiindulási anyagot alkalmazunk, a szál azonos aluminium foszfor grammatomarányának megfelelő , összetételű, amorf vagy valamely kaistalyos módosulat (berlinit, tridinit vagy krisztoballit) alakjában levő aluminiumfoszfátot tartalmaz. A 100 C°-nál magasabb hőmérsékletre hevített szálakat olvadáspontjuknál magasabb hőmérséklet hatásának vethetjük alá, majd gyors lehűtéssel üvegszerű szál-formát alakíthatunk ki. A krisztallitok orientációját a szálban oly módon fokozhatjuk, hogy a szálat fonás közben húzzuk. A találmányunk szerinti foszfátok oldatait szálképzés előtt szűrhetjük (pl. mikroporózus szűrőn) és ily módon az aluminiumfoszfát kristályosodását befolyásoló idegen gócokat eltávolíthatjuk. Az aluminiumfoszfátnak a komplex foszfátok vizes oldataiból való kristályosodását szabályozó adalékanyagokat is alkalmazhatunk. Szálak készítésére (pl. vizes oldatokból) különösen előnyösen alkalmazhatuk az ACPE, ACPH és ABPE jelzésű komplex foszfátokat. A szálakba különböző adalékanyagokat építhetünk be, melyeket pl. a szálképző oldathoz adhatunk. E célra előnyösen pl. az alábbi adalékanyagok alkalmazhatók.: a) szemcsenövekedésgátló adalékok (pl. finom magnéziumoxid vagy alumíniumoxid), b) finom aluminiumfoszfát, c) fázisátalakulást stabilizáló szerek d.) erősítő részecskék (pl. sziliciumdioxid vagy grafit) e.) kristályosítást visszaszorító szerek (pl. kolloid sziliciumdioxid). A szervetlen szálak általában Tegalább 1600 C° -os hőmérsékletig hőállóak, továbbá kémiailag ellenállóak és ezért hőszigetelésre vagy erős formáikban gyanták, fémek (pl. aluminium) kerámiai >l anyagok, égetett agyagáruk és üveg 5 esetében erősítőszálként alkalmazhatók. Aluminiumfoszfátot és szerves anyagot tartalmazó szálat oly módon készíthetünk, hogy a komplex foszfátnak oldott szerves vegyületet tartalmazó oldatából szálat képezünk. Így pl. aluminium-klór-foszfát- etanolátot és alkoholban oldható poliamidot tartalmazó metanolos oldat fonása, majd a képződő szál 100-200 C°-ra történő hevítése útján többrészes szálat kapunk. 5 Eljárásunk további részleteit a példákban ismertetjük anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk. Az eljárásnál felhasználható komplex foszfátok előállítását a. sz. szabadalmi bejelentésünkben is bemutatjuk. 1. példa 25 400 g vízmentes aluminiumkloridot 3000 ml vízmentes etanolban oldunk és az oldatot jégben 0 C'-ra hűtjük. Az oldathoz keverés közben 325 g 88%-os ortofoszforsavat ad unk. 370 g A1P01H-, 5 C t O s tapasztalati képletnek meg-30 felelő fehér kristályos szilárd anyagot leszűrünk és vákuumkemencében 2 órán át 20 C°-on szárítunk. 800 g szilárd anyagot 100 g vízben oldunk: az oldat viszkozitása 700 poise. Az oldatból levegőn 20 C°-os hőmérsékleten monofileket 35 húzunk. Az összegyűjtött monofileket 120C°-on szárítjuk és 500 C°-os kemencébe átvisszük, ahol 4 órán át tartjuk. A kapott termék gyakorlatilag aluminiumfoszfátot tartalmazó átlátszó szálakból áll. 40 2. példa 45 Az 1. példában leírt módon AlPCiH, s O,C, tapasztalati képlctű kristályos szilárd anyagot állítunk elő. 800 g szilárd anyagot 160 ml vízben oldunk: az oldat viszkozitása 20 poise. Az oldatot centrifugális fonógépbe (u.n. „candy-floss" 50 S-ép) visszük, majd fonjuk. Könnyen képezünk 5-15 mikron átmérőjű szálakat. A kapott szálakat 30 percen át 500 C°-os kemencében tartjuk. Gyakorlatilag aluminiumfoszfátból álló átlátszó szálakat kapunk. 3. példa 300 g A1PC1H15 C,0 ( képletű, az 1. példa szerint 5Q előállított komplexet 10,16 cm átmérőjű csőbe helyezünk, melyhez - alsó résznek közelében - G2 sz. zsugorított üvegszűrő kapcsolódik. A fenti vegyületen 92 órán át levegőt fúvatunk keresztül 20 liter levegő/óra sebességgel. A vegyület tiidrolizál és száraz amorf por képződik. A por 12,4 súly% 65 alumíniumot, 11,6 súly% klórt, 14,5 súly% foszfort és 30 s%, kémiailag kötött vizet tartalmaz. Ez körülbelül az A1P04 .HC1.(H 2 0) 4 képletnek felel meg. A fentiek szerint előállított termék tömény (kb. 5 mólos) vizes oldatát képezzük, melynek viszkozitása 2600 poise. Az oldatból 70 fonófejen át végtelen monofileket húzunk. A monofilek melegítéskor súlyuk kb. 45%-át elvesztik. A monofilek (átlagos átmérő 15 mikron) átlátszóak és röntgen-analízis szerint gyakorlatilag kristályos aluminiumfoszfátból állnak. A készített szálak analízisét és az egyes mintákkal elvégzett 75 hőkezelés eredményeit az I. táblázatban foglaljuk össze. 3
