用于汽车涂装组合物的氧化铝磨料颗粒制造技术

本公开涉及α氧化铝粉末以及制备此类粉末的方法，所述粉末用于研磨抛光剂中，并具有特定的表面积、特定的晶粒尺寸和特定的粒度分布。制备所述α氧化铝粉末的所述方法可包括在800‑1500℃的温度下煅烧氧化铝前体粉末，以及将所述煅烧粉末研磨成具有所述特定的粒度分布。当用于研磨抛光剂中时，本文所公开的α氧化铝粉末能够快速实现高去除率，同时不降低美学质量。

Alumina abrasive particles for automobile coating composition

The present disclosure relates to alpha alumina powders and methods of preparing such powders, which are used in abrasive polishes and have a specific surface area, a specific grain size and a specific particle size distribution. The method for preparing the \u03b1 alumina powder may include calcining the alumina precursor powder at a temperature of 800 \u2011 1500 \u2103, and grinding the calcined powder to have the specific particle size distribution. When used in abrasives and polishes, the \u03b1 - alumina powder disclosed herein can quickly achieve high removal rate without reducing aesthetic quality.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于汽车涂装组合物的氧化铝磨料颗粒相关申请的引用本申请要求于2017年2月15日提交的美国临时申请No.62/459,400的权益，该临时申请的全部内容以引用方式并入本文。
本公开涉及氧化铝粉末以及使用所述粉末的应用。更具体地，本公开涉及α氧化铝粉末，其用于研磨抛光剂中，并具有特定的表面积、特定的初级晶粒尺寸、特定的孔隙率和特定的粒度分布。
技术介绍
透明涂层是具有光泽且透明的涂层，通常喷涂在汽车(例如轿车、轮船、飞机等)的色漆涂层的顶部。透明涂层可与环境形成最终界面。因此，除为汽车提供期望的光泽以外，透明涂层还可提供紫外线(导致车漆褪色)防护，并且保护彩色涂层免受各种形式的有害化学品、鸟粪、酸雨、微小划痕等的影响。在施加透明涂层后，透明涂层可能存在一些缺陷或不均匀，从而影响汽车的光泽度。这样，透明涂层可用研磨抛光剂(也称为化合物)进行抛光，以使透明涂层变平。该研磨抛光剂可包括粗磨料颗粒。这些粗磨料颗粒可去除透明涂层的非常薄的层，从而使透明涂层变平。除使透明涂层变平以外，研磨抛光剂还可用于去除透明涂层中的划痕。这种去除划痕的过程可以为多步骤过程。例如，可先用较大的粗磨料颗粒使透明涂层变平，然后可用较小的细磨料颗粒获得高光洁度。因此，抛光透明涂层的过程可能非常耗时。
技术实现思路
申请人已经发现一种粉末，该粉末可用于研磨抛光剂中，以在短时间内获得高去除率，同时改善光泽度和雾度。具体地，申请人已经发现一种α氧化铝粉末，该α氧化铝粉末具有特定的表面积、特定的初级晶粒尺寸、特定的孔隙率和特定的粒度分布，当用于研磨抛光剂中时，能够快速实现高去除率，同时不降低美学质量。本公开涉及颗粒和粉末两者。这两个术语是等价的，唯一需要注意的是单数的“粉末”是指颗粒的集合。本专利技术可应用于各种粉末和颗粒。“颗粒”和“聚集体”可在整个说明书中互换使用。聚集体/颗粒可包含可烧结在一起的多个晶粒。这些晶粒可轻微或强力烧结。本文对“约”值或参数的引用包括(并且描述)指向该值或参数本身的变化。例如，关于“约X”的描述包括“X”的描述。此外，对短语“小于”、“大于”、“至多”、“至少”、“小于或等于”、“大于或等于”或其他后跟一串值或参数的类似短语的引用意指将该短语应用于该串值或参数中的每个值或参数。例如，α氧化铝的重量百分比可为至少约75wt％、约80wt％或约85wt％的陈述意指α氧化铝的重量百分比可为至少约75wt％、至少约80wt％或至少约85wt％。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确地指示。还应当理解，本文中所使用的术语“和/或”是指并且涵盖相关联的所列出项目中的一个或多个的任何和全部可能的组合。还应当理解，本文所用术语“包括”或“包含”指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或单元，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件、单元和/或它们的组。根据以下具体实施方式，其他的优点对本领域的技术人员而言将是显而易见的。本文的实例和描述在本质上应视为例示性的而非限制性的。附图说明参考附图描述示例性实施例，其中：图1示出高分辨率SEM显微图，其中显示了本文所述的氧化铝粉末的微观结构。具体实施方式申请人已经发现一种粉末，该粉末可用于研磨抛光剂中，以在短时间内获得高去除率。具体地，申请人发现一种α氧化铝粉末的组合，其具有特定的表面积、特定的初级晶粒尺寸、特定的孔隙率和特定的粒度分布，当其用于研磨抛光剂中时，能够快速实现高去除率，同时不降低美学质量。氧化铝前体起始材料用于形成氧化铝粉末的起始材料可为氧化铝前体粉末。在一些实施例中，氧化铝前体粉末可为氢氧化铝粉末。在一些实施例中，氢氧化铝粉末可包括三水铝石、勃姆石、水铝石或它们的组合。在一些实施例中，氧化铝前体粉末可为包含过渡氧化铝相的氧化铝粉末。例如，氧化铝前体粉末可包括γ、η、θ、χ、K和/或δ相氧化铝。氧化铝前体粉末颗粒可包含多个晶粒，所述多个晶粒具有小于约5微米、约2微米、约1微米或约0.5微米的平均初级晶粒尺寸。在一些实施例中，氧化铝前体粉末颗粒可包含多个晶粒，所述多个晶粒具有约0.01-5微米、约0.05-2微米、约0.075-1微米或约0.1-0.5微米的平均初级晶粒尺寸。在一些实施例中，晶粒中的每个具有小于约5微米、约2微米、约1微米或约0.5微米的初级晶粒尺寸。在一些实施例中，晶粒中的每个具有约0.01-5微米、约0.05-2微米、约0.075-1微米或约0.1-0.5微米的初级晶粒尺寸。氧化铝前体粉末还可具有至少约100m2/g、约200m2/g、约250m2/g、约275m2/g或约300m2/g的比表面积。在一些实施例中，氧化铝前体粉末可具有约10-400m2/g、约30-350m2/g或约50-320m2/g的比表面积。此外，氧化铝前体粉末可具有至少约2g/cm3、约2.2g/cm3、约2.5g/cm3、约3g/cm3、约3.25g/cm3、约3.5g/cm3、约3.75g/cm3或约4g/cm3的密度。热处理氧化铝前体粉末以形成α氧化铝粉末为了制备氧化铝粉末，可煅烧上述氧化铝前体粉末。煅烧氧化铝前体粉末时，可形成氧化铝。然而，氧化铝可处于各种相，包括γ、η、θ、χ、K、δ和/或α相。氧化铝的每种相可具有独特的晶体结构和性质。此外，氧化铝的制备趋于产生多相氧化铝(即，由多种相而不是单个相的氧化铝组成)。然而，申请人的氧化铝前体粉末热处理过程可产生具有大部分α氧化铝(即α-三氧化二铝)的粉末。α氧化铝是化学稳定性最高的氧化铝相，并且也具有最高的硬度，因此使α相适用于磨料化合物中。各种装置可用于煅烧氧化铝前体粉末，包括回转窑、静态窑、马弗炉、升降窑或推板窑等。虽然可使用各种装置来煅烧氧化铝前体粉末，但是存在主要的煅烧因素。这些主要因素可包括，例如煅烧温度和煅烧时间。由于可产生各种相的氧化铝，因此主要的煅烧因素可使煅烧粉末主要处于α氧化铝相。例如，煅烧氧化铝粉末可为至少约50wt％、约60wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％、约95wt％、约96wt％、约97wt％、约98wt％、约99wt％、约99.5wt％、约99.9wt％或约100wt％的α氧化铝。煅烧氧化铝粉末的剩余重量百分比可为α相以外的氧化铝。煅烧过程的温度可为约700-1600℃、约800-1500℃、约900-1400℃、约1000-1300℃或约1100-1300℃。在这些温度范围之外，煅烧粉末的α氧化铝含量可能处于上文公开的α氧化铝重量百分比以外。煅烧时间可为约1-48小时、约12-48小时、约24-48小时或约24小时。较长的煅烧时间可引起更多的晶粒颗粒颈缩或异常生长。此外，煅烧可在空气、真空或惰性气体的气氛中进行。煅烧氧化铝粉末颗粒可包含多个晶粒，所述多个晶粒具有小于约5微米、约2微米、约1微米或约0.5微米的平均初级晶粒尺寸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含至少75wt％的α氧化铝的氧化铝粉末，其中所述氧化铝粉末具有：/n5-12m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170215 US 62/459,4001.一种包含至少75wt％的α氧化铝的氧化铝粉末，其中所述氧化铝粉末具有：
5-12m2/g的比表面积；以及
D5为0.01-5微米、D50为5-50微米并且D95为30-120微米的粒度分布，
其中所述氧化铝粉末中的颗粒包含多个晶粒，所述多个晶粒具有小于2微米的平均初级晶粒尺寸。


2.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述氧化铝粉末包含至少85wt％的α氧化铝。


3.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述氧化铝粉末的粒度分布具有0.1-1微米的D5、10-45微米的D50和60-150微米的D95。


4.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述粒度分布具有0.1-1微米的D0。


5.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述粒度分布具有65-200微米的D100。


6.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述氧化铝粉末的表面积为7-10m2/g。


7.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述氧化铝粉末具有至少3g/cm3的密度。


8.根据权利要求7所述的氧化铝粉末，其中所述密度至少为3.8g/cm3。


9.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述平均初级晶粒尺寸为0.1-0.5微米。


10.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述晶粒中的每个具有小于2微米的初级晶粒尺寸。


11.根据权利要求10所述的氧化铝粉末，其中所述晶粒中的每个具有小于1微米的初级晶粒尺寸。


12.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述煅烧氧化铝粉末的至少一部分具有0.001-0.5cm3/g的孔体积和约2-50nm的孔径。


13.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述煅烧氧化铝粉末的至少一部分具有0.01-0.2cm3/g的孔体积和50-500nm的孔径。


14.根据权利要求1所述的氧化铝粉末，其中所述粒度分布具有小于200微米的D100。


15.一种形成研磨后的氧化铝粉末的方法，所述方法包括：
将包含氢氧化铝的...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔利金·吕桑德·穆尔德，詹姆斯·贝尔贝里安，斯蒂芬·博蒂列里，詹姆斯·A·萨尔瓦托雷，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US