[发明专利]水合磷酸盐湿化组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及水合磷酸盐的生产，更详细地说，是涉及一种新型的水合磷酸盐的湿化、结晶组合物及其生产方法。

多年来，对三聚磷酸钠盐（STP）的大量需求是由于其广泛的应用，尤其是作为洗涤剂的增效剂以及食品加工方面的应用。可是，通常的三聚磷酸钠组合物具有一些缺点。如目前市售的三聚磷酸钠组合物在水中的溶解速度并不理想，即它们的溶解速度不够快。三聚磷酸钠组合物的溶解速度与其组成的水化速度有关。此外，粉末状的三聚磷酸钠组合物易结块，而会产生下述的一些严重问题。

通常三聚磷酸钠的制造包括了如美国专利3，233，976中，Shen所公开的一种工艺方法，并在200℃至600℃的温度范围内煅烧此法所得之三聚磷酸钠。在约250℃至375℃温度范围内煅烧所得称之为Ⅱ型的三聚磷酸钠。更高的煅烧温度，即417℃以上，550℃以上更好，在这样高的煅烧温度下可得称之为Ⅰ型的三聚磷酸钠。Ⅱ型三聚磷酸钠的水化速度比Ⅰ型三聚磷酸钠为低，但其流动性却优于Ⅰ型三聚磷酸钠，由于Ⅱ型三聚磷酸钠的制备只需要较低的煅烧温度，所以其制造费用远比制备Ⅰ型三聚磷酸钠便宜的多。

市售三聚磷酸钠通常是这两种类型三聚磷酸钠的混合物。这两种三聚磷酸钠按不同比例的混合可以得到特性有一定差异的三聚磷酸钠的混合物。因此，Ⅰ型和Ⅱ型三聚磷酸钠混合物的使用可按需要折衷选取每种三聚磷酸钠的优良特性和不良特性。通常，市售三聚磷酸钠含有20%～50%（重量）的Ⅰ型三聚磷酸钠。

但是，由于这种混合物兼容了两种三聚磷酸钠的优缺点，所以三聚磷酸钠混合物具有一些缺点。一般希望混合物在水中较易水化和溶解，也就是说在较短的时间内有较高的水化速度。虽然Ⅰ型三聚磷酸钠的水化速度高于Ⅱ型三聚磷酸钠，但还达不到所要求的高水化速度。此外，Ⅰ型三聚磷酸钠易结块，这种结块及形成团状物的趋势一般会造成不好的流动特性。在装运期间，常发生大量的三聚磷酸钠结块，在载货容器中形成了三聚磷酸钠的大硬块，处理这种硬块很费钱，一般需用气锤处理。此外，由于生产Ⅰ型三聚磷酸钠需要较高的煅烧温度，所以Ⅰ型三聚磷酸钠的价格会更贵，通常比制造Ⅱ型三聚磷酸钠的费用贵40%。一些生产厂家用加入少量钾的方法来促进Ⅱ型三聚磷酸钠转化为Ⅰ型三聚磷酸钠。

更确切地说，粉末状或粒状的三聚磷酸钠结晶组合物通常是有用的，同时每种形状的三聚磷酸钠都有其特定的缺点，这将在下面要进行讨论。在粉末状情况下，粒度小于270目的份额一般占60%至70%，基本上所有细粒都小于60目。另一方面，在粒状的情况下，至少有40%的颗粒超过60目，而所有的颗粒（除了极少细粒外）都超过100目。这两种形态的三聚磷酸钠都可用作洗涤剂的增效剂。作为增效剂，三聚磷酸钠会螯合水中的钙离子和镁离子，因此使水软化，增加了洗涤剂的洗涤作用。用做增效剂时，希望这两种形态的三聚磷酸钠组合物都能迅速而完全的溶解和水化。因此，这两种形态的三聚磷酸钠组合物在短时间内均应具有很高的水化速度，从而应有很高的溶解速度。此外，为达到更好的使用效果，希望三聚磷酸钠组合物的水化速度和溶解速度较一致。换言之，希望三聚磷酸钠组合物的各批样品的水化速度较为一致。

通常的家用洗涤剂均为粉末状三聚磷酸钠组合物。为了增加水化速度，一般都是在组合物中加水。在配制洗涤剂材料的过程中，特别希望有高的水化速度，因为高的水化速度表明在过程中会放出热量，从而促进了生产过程。除了希望在短时间内有高的水化速度外，主要的是要使粉末呈自由流动态，并能防止结块。但是，为增加水化速度的加水处理都会加剧结块。如上所述，三聚磷酸钠组合物在贮运期间的结块将是一个严重的问题。

在工业规模器皿洗涤中通常使用含粒状三聚磷酸钠组合物的干燥混合洗涤剂，此洗涤剂是将粒状三聚磷钠与其它的洗涤剂成分，如苏打粉和硅酸盐一起烧结成固体块，后将其放入工业洗涤机中。因此，重要的是三聚磷酸钠的溶解速度要近似于洗涤剂固体块中其它成分的溶解速度。由于Ⅱ型三聚磷酸钠具有低的水化速度，这样洗涤剂块中的其它成分会在三聚磷酸钠溶解之前先行溶解，所以Ⅱ型三聚磷酸钠用于此目的是有缺点的。Ⅰ型三聚磷酸钠的单独使用或Ⅰ型或Ⅱ型三聚磷酸钠混合物的使用均不足以解决此问题，其中至少有两个原因，首先是Ⅰ型三聚磷酸钠的制造费用相当贵。其次是希望三聚磷酸钠的水化速度要高于通常的Ⅰ型三聚磷酸钠的水化速度。