引晶勃姆石微粒材料及其形成方法技术

揭示了一种勃姆石微粒材料。该材料通过包括以下的方法形成：以悬浮液的形式提供勃姆石前体和勃姆石晶种；对所述悬浮液进行热处理，以使勃姆石前体转化为勃姆石微粒材料。所述勃姆石微粒材料的纵横比不小于３∶１。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】引晶勃姆石微粒材料及其形成方法                 相关申请的交叉引用本申请是：(i)于2003年4月16日提交的美国专利申请10/414590的部分继续申请，10/414590又是于2002年4月19日提交的美国临时申请60/374014的非临时申请；和(ii)于2004年4月13日提交的美国专利申请10/823400的部分继续申请。本申请要求上述申请的优先权，其主题内容通过参考结合于此。                        背景                      专利
本申请一般地涉及勃姆石微粒材料和形成该材料的方法。本专利技术更具体地涉及具有形态特征的引晶(seeded)勃姆石微粒材料。                    相关技术说明勃姆石微粒材料特别可用作形成含铝产品如高性能氧化铝磨料粒的原料。在此背景下，属本受让人共有的美国专利4797139中揭示了形成勃姆石微粒材料的具体方法，该材料随后可用作后续加工形成氧化铝磨料粒的阶段的进料。如文中所述，勃姆石材料通过引晶处理的方法(seeded process)形成，并且局限于勃姆石微粒材料适应形成氧化铝磨料粒的范围内。因此，所揭示的微粒材料具有特别期望的球形形态，这种形态使得它适用于研磨应用。除了研磨应用外，特别需要产生各种不同形态的勃姆石微粒材料。因为微粒形态可对材料的应用产生深远的影响，所以本领域中对于产生除磨料之外的新应用材料的需求不断增加，包括用于专用涂料产品和各种聚合物产品的填料。其它应用包括其中勃姆石材料就以其形成时的状态而不是-->作为进料使用的那些应用。人们除了对产生新材料感兴趣外，能够形成这种材料的加工技术也必需加以开发。就此而言，这种加工技术要有令人满意的投入产出、可直截了当的加以控制、并且能够提供高产率。                        概述依据一个方面，通过引晶处理形成的勃姆石微粒材料的纵横比不小于3∶1。依据本专利技术的另一个方面，勃姆石微粒材料通过包括以下步骤的方法形成：以悬浮液的形式提供勃姆石前体和勃姆石晶种，对该悬浮液进行加热处理，以使勃姆石前体转化成勃姆石微粒材料。该微粒材料可以具有一定的形态，例如较高的纵横比，例如不小于约2∶1，例如不小于约3∶1。另外，依据本专利技术的另一个方面，勃姆石微粒材料通过包括以下步骤的方法形成：以悬浮液的形式提供勃姆石前体和勃姆石晶种，对该悬浮液进行加热处理以，以使勃姆石前体转化成勃姆石微粒材料。此处，勃姆石微粒材料由薄片组成，其纵横比不小于约2∶1。                    附图简要说明图1是说明片形勃姆石微粒材料的SEM显微照片。图2是说明针形勃姆石微粒材料的SEM显微照片。图3是说明椭球形勃姆石微粒材料的SEM显微照片。图4是说明球形勃姆石微粒材料的SEM显微照片。                 优选实施方式的说明依据本专利技术的一个实施方式，勃姆石微粒材料通过包括以下步骤的方法形成：以悬浮液的形式提供勃姆石前体和勃姆石晶种，加热(例如，通过热液处理)该悬浮液(或者溶胶或浆料)，使勃姆石前体转化成颗粒或微晶形成的勃姆石微粒材料。依据一具体方面，所述勃姆石微粒材料具有相对细长的形态，在文中一般用下文所述的纵横比来描述。-->文中一般使用的术语“勃姆石”指水合氧化铝，包括：矿物勃姆石，通常为Al2O3·H2O，含水量约为15％；以及假勃姆石(psuedoboehmite)，含水量高于15重量％，例如20-38重量％。要指出的是，勃姆石(包括假勃姆石)具有特定且可确认的晶体结构，因而也具有独特的X射线图谱，并且因此有别于其它含铝材料，包括其它水合氧化铝，例如ATH(三水合氧化铝)，它是这里用于制造勃姆石微粒材料的一种常规前体材料。纵横比定义为最长尺寸与垂直于该最长尺寸的第二长尺寸的比值，一般不小于2∶1，优选不小于3∶1、4∶1或6∶1。事实上，某些实施方式具有相对细长的颗粒，例如不小于9∶1、10∶1，在某些情况下，不小于14∶1。特别涉及针形颗粒，颗粒可进一步用第二纵横比来表征，第二纵横比定义为第二最长尺寸与第三最长尺寸的比例。第二纵横比一般不大于3∶1，通常不大于2∶1，或者甚至1.5∶1，时常约为1∶1。第二纵横比一般描述颗粒在垂直于最长尺寸的平面内截面几何形态。板形或片形颗粒一般具有细长结构，具有以上结合针形颗粒所描述的纵横比。但是，片形颗粒一般具有彼此相对的主表面，这些相对的主表面一般是平整的，且相互平行。另外，片形颗粒的特征是其第二纵横比大于针形颗粒的第二纵横比，一般不小于约3∶1，例如不小于约6∶1，或者甚至不小于约10∶1。通常，垂直于相对的主表面或面的最短维度或边缘维度一般小于50纳米。勃姆石微粒材料的形态可以进一步用粒度、更具体地用平均粒度来定义。这里，引晶勃姆石微粒材料，即通过引晶处理(下文中将详细描述)形成的勃姆石，具有相对较细的粒度或微晶尺寸。一般而言，平均粒度不大于约1000纳米，在约100至1000纳米的范围内。其它实施方式具有更细的平均粒度，例如不大于约800纳米、600纳米、500纳米、400纳米，甚至颗粒的平均粒度小于300纳米，代表一种细微粒材料。文中所用的术语“平均粒度”用来表示颗粒的最长维度或长度的平均值。因为颗粒是细长形态，常规的表征技术一般不足以测量平均粒度，因为表征技术通常基于假设颗粒是球形的或近球形。因此，通过选择多个代-->表性样品并物理地测量这些代表样品的粒度来确定平均粒度。这类样品可通过各种不同的表征技术如扫描电子显微镜(SEM)来进行选择。研究发现，本专利技术的引晶勃姆石微粒材料具有细小的平均粒度，而常与之竞争的基于非引晶处理(non-seeded)的技术一般不能提供这样细小的平均粒度。就此而言，要注意，通常在文献中所报导的粒度不是以本说明书中同样的平均值来陈述的，而是描述为通过物理检测微粒材料样品得到的粒度标称范围。因此，平均粒度将落在现有技术中所报导的范围内，对于预期的高斯粒度分布，一般约在报导范围的算术中点。或者换而言之，虽然基于非引晶处理技术会报导细粒度，但是这种细小尺寸一般指所观测的粒度的下限值，而不是平均粒度值。同样，以类似的方式，以上报导的纵横比一般对应于由代表性样品得到的平均纵横比，而不是与微粒材料纵横比相关联的上限或下限值。通常在文献中报导的颗粒纵横比不是以本说明书同样的平均值来陈述的，而是描述为通过物理检测微粒样品得到的纵横比标称范围。因此，平均纵横比将落在现有技术中所报导的范围内，对于预期的高斯颗粒形态分布，一般约在报导范围的算术中点。或者换而言之，基于非引晶处理的技术会报导纵横比，但是这种数据一般是指观测到的纵横比分布的下限值，而不是平均纵横比值。除了微粒材料的纵横比和平均粒度外，可以进一步根据比表面积来表征微粒材料的形态。这里，使用贯常可用的BET技术来测量微粒材料的比表面积。依据文中所述的实施方式，勃姆石微粒材料具有较高的比表面积，通常不小于约10平方米/克，例如不小于约50平方米/克、70平方米/克或不小于约90平方米/克。因为比表面积随颗粒形态及粒度而变，所以诸实施方式的比表面积一般小于约400平方米/克，例如小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种勃姆石微粒材料，其通过包括以下步骤的方法形成：以悬浮液的形式提供勃姆石前体和勃姆石晶种；对所述悬浮液进行加热处理，以使勃姆石前体转化为勃姆石微粒材料，所述勃姆石微粒材料的纵横比不小于３∶１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-4-13 10/823,400;US 2004-5-14 10/845,7641.一种勃姆石微粒材料，其通过包括以下步骤的方法形成：以悬浮液的形式提供勃姆石前体和勃姆石晶种；对所述悬浮液进行加热处理，以使勃姆石前体转化为勃姆石微粒材料，所述勃姆石微粒材料的纵横比不小于3∶1。2.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述纵横比不小于4∶1。3.如权利要求2所述的材料，其特征在于，所述纵横比不小于6∶1。4.如权利要求3所述的材料，其特征在于，所述纵横比不小于9∶1。5.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述勃姆石微粒材料主要包括片形颗粒，其第二纵横比不小于3∶1。6.如权利要求5所述的材料，其特征在于，所述第二纵横比不小于6∶1。7.如权利要求6所述的材料，其特征在于，所述第二纵横比不小于10∶1。8.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述勃姆石微粒材料主要包括针形颗粒。9.如权利要求8所述的材料，其特征在于，所述针形颗粒的第二纵横比不大于3∶1。10.如权利要求9所述的材料，其特征在于，所述第二纵横比不大于2∶1。11.如权利要求1所述的材料，其特征在于，平均粒度不大于1000纳米。12.如权利要求11所述的材料，其特征在于，所述平均粒度约为100至1000纳米。13.如权利要求11所述的材料，其特征在于，所述平均粒度不大于800纳米。14.如权利要求13所述的材料，其特征在于，平均粒度不大于600纳米。15.如权利要求14所述的材料，其特征在于，所述平均粒度不大于500纳米。16.如权利要求15所述的材料，其特征在于，所述平均粒度不大于400纳米。17.如权利要求16所述的材料，其特征在于，所述平均粒度不大于300纳米。18.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述勃姆石微粒材料的比表面积不小于约10平方米/克。19.如权利要求18所述的材料，其特征在于，所述比表面积不小于约50平方米/克。20.如权利要求19所述的材料，其特征在于，所述比表面积不小于约70平方米/克。21.如权利要求20所述的材料，其特征在于，所述比表面积不小于约400平方米/克。22.通过引晶处理而形成的勃姆石微粒材料，在所述引晶处理中，通过引入勃姆石晶种材料后再进行热处理使勃姆石前体被处理为勃姆石，所述勃姆石微粒材料的纵横比不小于3∶1。23.如权利要求22所述的材料，其特征在于，所述纵横比不小于4∶1。24.如权利要求23所述的材料，其特征在于，所述纵横比不小于6∶1。25.如权利要求24所述的材料，其特征在于，所述纵横比不小于9∶1。26.如权利要求22所述的材料，其特征在于，所述勃姆石微粒材料主要包括片形颗粒，其第二纵横比不小于3∶1。27.如权利要求26所述的材料，其特征在于，所述第二纵横比不小于6∶1。28.如权利要求27所述的材料，其特征在于，所述第二纵横比不小于10∶1。29.如权利要求22所述的材料，其特征在于，所述勃姆石微粒材料主要包括针形颗粒。30.如权利要求29所述的材料，其特征在于，所述针形颗粒的第二纵横比不大于3∶1。31.如权利要求30所述的材料，其特征在于，所述第二纵横比不大于2∶1。32.如权利要求22所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R鲍尔，D叶纳，M斯科隆，M巴恩斯，
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：US[美国]