一种硅酸铝的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅酸铝的制备方法，包括：将可溶性硅酸盐加入优选滴加到含分散剂的溶液中，形成混合液；将可溶性铝盐加入优选滴加到制得的混合液中，从而与所述可溶性硅酸盐发生反应，生成硅酸铝。本发明专利技术制备过程简单，工艺经济环保，且制得的硅酸铝粒度较小、分散性较好。

【技术实现步骤摘要】
一种硅酸铝的制备方法
本专利技术涉及材料的制备领域，具体涉及一种硅酸铝的制备方法。
技术介绍
硅酸铝是一种硅酸盐，其化学式为Al2SiO5，由于其的结构非常复杂，常不写成盐的形式而是写成金属各自的氧化物的形式，即Al2O3·SiO2。硅酸铝的密度为2.8到2.9克/立方厘米，折射率为1.56，其莫氏硬度与矿石类型，含水量有关系，在4.5到7.5之间变化。硅酸铝在工业上具有有广泛的用途。例如，硅酸铝可以用于玻璃、陶器、颜料及油漆的填料；而且也是涂料中的钛白粉和优质高岭土的理想替代品，与颜料配合广泛用于油漆、皮革、印染、油墨、造纸、塑料、橡胶等方面；硅酸铝还可以用来制作耐高温防火隔音隔热棉、板、管、缝毡、防火隔热布、耐高温纸、耐火保温绳、带、防火保温针刺毯(有甩丝、喷吹)、无机防火装饰板、无机防火卷帘等；硅酸铝还可用作胶黏剂和密封剂的填充剂，其能够提高硬度、白度、耐磨性、耐候性、贮存稳定性。现有的硅酸铝制备方法多为通过甩丝法或喷吹法，这些方法制备的硅酸铝呈纤维状，因此导致制得的硅酸铝存在长短不均匀，分散性较差等缺陷。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种硅酸铝的制备方法，通过将可溶性硅酸盐加入优选滴加到含分散剂的溶液中，形成混合液，再将可溶性铝盐加入优选滴加到制得的混合液中，使得制得的硅酸铝不含纤维状结构，分散性好且颗粒粒度小。本专利技术一方面提供一种硅酸铝的制备方法，包括：将可溶性硅酸盐或所述可溶性硅酸盐的一部分加入优选滴加到含分散剂的溶液中，形成混合液；将可溶性铝盐或所述可溶性铝盐与所述可溶性硅酸盐的剩余部分加入优选滴加到制得的混合液中，从而使所述可溶性铝盐与所述可溶性硅酸盐发生反应，生成硅酸铝。本申请的专利技术人经研究发现，将可溶性硅酸盐加入优选滴加到含分散剂的溶液中，一方面可提高可溶性硅酸盐在溶剂中的分散性，由此再滴入可溶性铝盐时，可溶性硅酸盐能够与可溶性铝盐充分接触，进而在高度分散的条件下充分发生反应，最终导致制得的硅酸铝不含纤维状结构，分散性较好且粒度较小；另一方面因为溶液中已经含有足够的可溶性硅酸盐，能够使可溶性铝盐立即与可溶性硅酸盐发生反应，避免了絮凝反应的发生。根据本专利技术，在实际操作中，为了减少反应的时长，提高反应效率，优选将一部分可溶性硅酸盐加入优选滴加到含分散剂的溶液中，形成混合液；之后再将剩余部分的可溶性硅酸盐与可溶性铝盐一同加入优选滴加到制得的混合液中，从而与所述可溶性硅酸盐发生反应，生成硅酸铝。根据本专利技术，将可溶性铝盐加入优选滴加到制得的混合液中，从而与所述可溶性硅酸盐发生反应，生成含有硅酸铝的悬浮液。然后采用去离子水或无水甲醇或无水乙醇洗涤制得的悬浮液，并在60℃-110℃的温度下将洗涤后的悬浮液干燥12h-16h，制得固体硅酸铝。根据本专利技术，优选在搅拌的条件下，将可溶性硅酸盐加入优选滴加到含分散剂的溶液中，和/或将可溶性铝盐加入优选滴加到制得的混合液中；更优选地，通过高速搅拌桨进行所述搅拌操作，最优选地，高速搅拌桨的转速为900-1100rpm；更优选地，通过蠕动泵实现所述滴加操作，最优选地，蠕动泵的出液速度为0.5-3g/min。根据本专利技术，含可溶性硅酸盐的溶液和含可溶性铝盐的溶液可以以相同的出液速度滴加，也可以以不同的出液速度滴加，优选以不同的出液速度滴加。根据本专利技术，优选在将可溶性铝盐加入优选滴加到制得的混合液中后继续搅拌5h-20h，以使反应更加充分。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述分散剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵和六偏磷酸钠中的至少一种；优选地，所述分散剂为聚丙烯酸钠。根据本专利技术，上述特定的分散剂，尤其是聚丙烯酸钠，由于其具有良好的水溶性和较大的极性，能够与可溶性铝盐结合形成可溶的链状阴离子，从而吸附于硅酸铝固体颗粒表面，使凝聚的固体颗粒表面的电荷增加，提高形成立体阻碍的颗粒间的排斥力，提高聚丙烯酸钠的分散性。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述可溶性硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠和硅酸铵中的至少一种；优选地，所述可溶性硅酸盐为硅酸钠。根据本专利技术，硅酸钾、硅酸钠和硅酸铵可以采用任意常见的形态，例如硅酸钠可以采用无水硅酸钠、五水硅酸钠、九水合硅酸钠或水玻璃。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述可溶性铝盐选自氯化铝、硫酸铝、硝酸铝和硫化铝中的至少一种；优选地，所述可溶性铝盐为硫酸铝。根据本专利技术，氯化铝、硫酸铝、硝酸铝和硫化铝可以采用任意常见的形态，例如硫酸铝可以采用无水硫酸铝或十八水合硫酸铝。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述可溶性硅酸盐与所述分散剂的质量比为(2-10):1，优选为(3-8):1；和/或所述可溶性硅酸盐与所述可溶性铝盐的质量比为(1-3):1，优选为(1.8-2.3):1。根据本专利技术，当所述可溶性硅酸盐与所述分散剂的质量比和/或所述可溶性硅酸盐与所述可溶性铝盐的质量比在上述特定的范围内时，有利于获得分散度良好、粒度较小的硅酸铝。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述含分散剂的溶液中，分散剂的浓度为5％-30％，优选为10％-15％。根据本专利技术，所述分散剂的溶液中，溶剂为醇类有机溶剂或水，优选为水；其中，所述醇类有机溶液选自C1-C5醇中的至少一种，优选为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异丁醇和正戊醇中的至少一种。在本专利技术的一些优选的实施方式中，将可溶性硅酸盐溶于溶剂优选水形成硅酸盐溶液后加入到所述含分散剂的溶液中；和/或将可溶性铝盐溶于溶剂优选水形成铝盐溶液后加入到所述混合液中。根据本专利技术，在20℃-35℃的温度下、优选在室温下将可溶性硅酸盐溶于溶剂优选水形成硅酸盐溶液；和/或在40℃-80℃、优选50℃-65℃的温度下将可溶性铝盐溶于溶剂优选水形成铝盐溶液，更优选将形成的铝盐溶液保温0.5h-2h。根据本专利技术，在上述温度范围内进行溶解操作有利于可溶性硅酸盐和可溶性铝盐的充分溶解以及在后续的使用过程中保持稳定。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述硅酸盐溶液中，硅酸盐的浓度为10％-45％，优选为25％-30％；和/或所述铝盐溶液中，铝盐的浓度为5％-35％，优选为15％-20％。根据本专利技术，硅酸盐的浓度与铝盐的浓度在上述特定的范围内时，有利于获得分散度良好、粒度较小的硅酸铝。本专利技术另一方面提供一种根据上述的制备方法制得的硅酸铝，所述硅酸铝不含纤维状结构，优选地，所述硅酸铝具有球形或类球形结构。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述硅酸铝的粒径为500nm-6000nm，优选为500nm-1500nm。本专利技术中，除非特别说明，“水”是指去离子水，室温是指25℃。本专利技术所提供的硅酸铝的制备方法制备过程简单，工艺经济环保，且制得的硅酸铝粒径在5000nm以下，大部分呈球形或类球形结构。附图说明图1表示的是实施例1制得的硅酸铝的SEM图片。图2表示的是实施例2制得的硅酸铝的SEM图片。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于下述说明。对实施例1-10、对比例1制备的硅酸铝，按照以下方法进行测试与分析。硅酸铝的粒径：使用激光粒度仪对制得的硅酸铝悬浮液进行测试，以确定硅酸铝的粒径。硅酸铝的扫描电子显微镜(SEM)测试：将硅酸铝悬浮液滴在铜片上自然风干后进行SEM观测，以获得SEM图片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅酸铝的制备方法，包括：将可溶性硅酸盐或所述可溶性硅酸盐的一部分加入优选滴加到含分散剂的溶液中，形成混合液；将可溶性铝盐或所述可溶性铝盐与所述可溶性硅酸盐的剩余部分加入优选滴加到制得的混合液中，从而使所述可溶性铝盐与所述可溶性硅酸盐发生反应，生成硅酸铝。

【技术特征摘要】
1.一种硅酸铝的制备方法，包括：将可溶性硅酸盐或所述可溶性硅酸盐的一部分加入优选滴加到含分散剂的溶液中，形成混合液；将可溶性铝盐或所述可溶性铝盐与所述可溶性硅酸盐的剩余部分加入优选滴加到制得的混合液中，从而使所述可溶性铝盐与所述可溶性硅酸盐发生反应，生成硅酸铝。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵和六偏磷酸钠中的至少一种；优选地，所述分散剂为聚丙烯酸钠。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠和硅酸铵中的至少一种；优选地，所述可溶性硅酸盐为硅酸钠。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铝盐选自氯化铝、硫酸铝、硝酸铝和硫化铝中的至少一种；优选地，所述可溶性铝盐为硫酸铝。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性硅酸盐与所述分散剂的质量比为(2-10):1，优选为(3-8):1；和/或所述可溶性硅酸盐与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋民，张川川，杨国武，王璜琪，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11