Спосіб отримання нанорозмірного фосфату цинку

Реферат: Спосіб отримання нанорозмірного фосфату цинку полягає у взаємодії неорганічної солі та фосфату амонію у водному середовищі в присутності модифікатора поверхні. Реакцію проводять у середовищі вода/метанол, як неорганічну сіль використовують ацетат цинку, а модифікатором поверхні служать бутилакрилат або бутилметакрилат. UA 78529 U (12) UA 78529 U UA 78529 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до лакофарбової промисловості, а саме до вибору способу отримання нанорозмірних матеріалів на основі фосфату цинку з метою їх використання як пігментів з антикорозійними властивостями для лакофарбових ґрунтувальних композицій при захисті від атмосферної корозії сталевих виробів та металоконструкцій. Відомий метод отримання фосфату цинку [1], який базується на взаємодії водної суспензії оксиду цинку з фосфорною кислотою. Однак, при використанні такого способу, отримані кристали фосфату цинку характеризуються середнім розміром 25 мкм. Найбільш близьким до запропонованого способу є метод отримання пластинок фосфату Кальцію довжиною від 5 до 500 нм і товщиною від 0,5 до 20 нм [2]. Суть методу полягає в тому, що при інтенсивному перемішуванні змішуються еквімолярні кількості водних розчинів хлориду Кальцію та фосфату амонію. Після закінчення реакції до отриманої суспензії додається розчин поліакрилової кислоти для модифікації поверхні отриманих наночастинок та запобігання їх укрупненню, після чого реакційна суміш витримується при 80 °C впродовж 16 годин. Отриманий продукт відділяється центрифугуванням, промивається 4 рази дистильованою водою і висушується. Такий метод отримання нанорозмірних фосфатів металів є досить енергоємним, вимагає складного апаратного оформлення процесу та не дозволяє досягнути достатнього ступеня однорідності продукту. В основу корисної моделі поставлена задача розробити такий спосіб отримання нанорозмірних матеріалів на основі фосфату, який би дозволив виключити енергозатратну стадію термообробки продукту та забезпечити якомога вужчий розподіл за розмірами частинок фосфату цинку. Поставлена задача вирішується тим, що як модифікатор поверхні нанорозмірного фосфату цинку використовується бутилакрилат/бутилметакрилат, а розчинником є суміш вода/метанол при різних співвідношеннях. Акрилові мономери мають незначні поверхево-активні властивості, а також є практично нерозчинними у воді, тому при утворенні нової фази їх молекули будуть адсорбуватися на поверхні наночастинок фосфату цинку і запобігати їх подальшій агрегації. При висушуванні при підвищеній температурі протікає процес іонно-координаційної полімеризації акрилових мономерів і, відповідно, утворення тонкої полімерної плівки на поверхні пігменту, яка буде запобігати його агрегації та підвищить спорідненість пігменту до полімерної матриці лакофарбової композиції. Використання суміші вода/метанол як розчинника дозволить зменшити розчинність одержуваного нанорозмірного фосфату цинку, що забезпечує кращий вихід цільового продукту. Приклад 1. У 50 мл дистильованої води розчиняється 20 г Zn(СН3СОО)2  4 Н2О, після чого до розчину додається 50 мл метанолу та 10 мл бутилакрилату. До отриманої суміші при інтенсивному перемішуванні додаємо 30 мл 1,7 М розчину (NH4)3PO4. Реакція проводиться при 20 °C протягом 10 хвилин. Отриманий осад відфільтровуємо та сушимо при 100 °C. З використанням скануючого електронного мікроскопа EVO-40XVP із системою мікроаналізу INCA Energy 350 проведений аналіз отриманого продукту. Встановлено, що співвідношення елементів Zn: Р є рівним 3:2, а середній розмір частинок становить 400 нм (Рис. 1). Приклад 2. У 50 мл дистильованої води розчиняється 20 г Zn(СН3СОО)2  4 Н2О, після чого до розчину додається 50 мл метанолу та 10 мл бутилметакрилату. До отриманої суміші при інтенсивному перемішуванні додаємо 30 мл 1,7 М розчину (NH4)3PO4. Реакція проводиться при 20 °C протягом 10 хвилин. Отриманий осад відфільтровуємо та сушимо при 100 °С. Встановлено, що співвідношення елементів Zn: Р є рівним 3:2, а середній розмір частинок становить 200 нм (Рис. 2). Наведені дані вказують на вищу стабілізуючу ефективність бутилметакрилату в порівнянні із бутилакрилатом, що імовірно, можна пояснити значно вищою теплотою випаровування бутилметакрилату (близько 75 кал/г для бутилметакрилату і 46 кал/г для бутилакрилату), так і дещо кращою розчинністю бутилакрилату у воді (близько 0,08 % для бутилметакрилату і 0,2 % для бутилакрилату) [3]. Запропонований за винаходом спосіб отримання фосфату цинку є енергоощадливим та не вимагає складного апаратурного забезпечення, а тому може бути реалізований у промислових масштабах за мінімальних затрат. Джерела інформації: 1. Eberhard Achsel, Alexander Maurer, Joachim Schutz Process for the production of particulate zinc phosphate // EP19790103520-16.04.1980. 2. Jean-yves Chane-ching Colloidal dispersion of calcium phosphate platelets, and its process of preparation // United States Patent 8026287-27.09.2011. 1 UA 78529 U 3. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров. T.1. M.: "Советская Энциклопедия" - 1972 - 1224 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб отримання нанорозмірного фосфату цинку, який полягає у взаємодії неорганічної солі та фосфату амонію у водному середовищі в присутності модифікатора поверхні, який відрізняється тим, що реакцію проводять у середовищі вода/метанол, як неорганічну сіль використовують ацетат цинку, а модифікатором поверхні служать бутилакрилат або бутилметакрилат. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2