氢氧化铝及其生产方法技术

氢氧化铝的生产方法，该方法包括将通过Ｂａｙｅｒ法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中以获得淤浆和将淤浆温度从６０℃或更低升温至９０℃或更高的步骤。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为塑料、橡胶等等用阻燃填料的氢氧化铝及其制备方法。更具体地说，本专利技术涉及氢氧化铝、氢氧化铝的生产方法和含有氢氧化铝的组合物，所述氢氧化铝具有极小的附聚物含量并且以初级颗粒解体，并且在将其填充在树脂中时，可产生冲击性能优异的树脂组合物。
技术介绍
迄今为止，氢氧化铝已广泛用作填充在橡胶和塑料中的填料。例如，已发现其在热塑性树脂、橡胶和环氧树脂中用作阻燃剂和在热固性树脂，如不饱和聚酯树脂和丙烯酸类树脂中用作调色填料。在将氢氧化铝用作阻燃剂时，当提高树脂中加入的氢氧化铝的浓度时，就提高了通过加入阻燃剂改善给定树脂的阻燃性的程度。但是，填充系数的升高引起诸如降低成形性和提高树脂的捏合扭矩的问题。也产生诸如提高模压温度和使部分氢氧化铝产生脱水和膨胀(发泡)的问题。当将氢氧化铝用作填料时，由于氢氧化铝缺乏增强作用，它降低了树脂模制品的强度，特别是冲击强度。为了抑制冲击强度的降低，建议尽可能减少氢氧化铝的粒径。尽管通过沉淀不是不可能获得具有微小粒径的氢氧化铝，但难以将氢氧化铝作为填料大量填充，因为所述氢氧化铝呈二级附聚颗粒的形式并因此具有很大的吸收油的能力，所述二级附聚颗粒由初级颗粒的大量附聚产生。因此，通常使用直径约为50-150μm，通过使用球磨机或其它类似的粉碎机将上述氢氧化铝颗粒粉碎至处级颗粒的程度的氢氧化铝颗粒。通过粉碎将氢氧化铝粉碎至规定粒径需要大量能量。当粉碎时，氢氧化铝的初级颗粒破裂，形成粗糙表面和脱落的碎屑并且导致产生的粉末提高了其比表面积。因此，由于降低了与树脂的相容性并提高了粘度，粉碎的氢氧化铝难以在树脂中高度填充。特别是在热固性树脂的情况下，使固化时间延长。仅通过粉碎，并不能容易地获得均匀直径的颗粒并且仍存在较粗的附聚颗粒(未粉碎的颗粒)。已证实，当将粉末填充在树脂中时，上述未粉碎的颗粒构成了断裂的起因并导致降低冲击强度。为了除去上述未粉碎的颗粒，普遍使用如通过在粉碎后空气分级或筛选使它们分离的方法。但是，由于它们要求巨大的初始设备投资，上述分离操作并不经济。因此，已提议旨在获得具有均匀的规定粒径的氢氧化铝的各种方法。JP-B平5-4336公开了一种通过使用连续离心分离器对颗粒施加很大的离心力而抑制颗粒变粗的方法，从而使二级附聚颗粒解体而不破坏初级颗粒。上述方法将经受施加离心力的氢氧化铝的初级粒径限制在1-4μm。据报道，当直径超过4μm，借助离心力的解体作用不足以使二级附聚颗粒解体。上述方法从未用于宽范围的应用。JP-B昭62-9256公开了一种通过使固体氢氧化铝暴露于预先加热至高温的Bayer萃取剂，获得具有初级颗粒形式或棒状晶体形式的氢氧化铝的想法。但是，由于在暴露的过程中进行氢氧化铝的溶解，上述方法在要求长时间暴露和降低生产效率方面处于不利地位。JP-A平9-208740公开了一种通过以下步骤产生表面溶解和降低比表面积的方法首先使用干式冲击粉碎机将氢氧化铝中的二级附聚颗粒粉碎，然后将所得到的氢氧化铝转化为在特定的碱浓度的铝酸钠溶液中的淤浆并使淤浆升温。但是，同样因为其要求将氢氧化铝过滤和干燥以便使其能被预先干式粉碎，上述方法具有生产过程延长和生产成本提高的问题。本专利技术的目的是提供氢氧化铝和提供氢氧化铝的生产方法，所述氢氧化铝具有极小的附聚物含量并且以初级颗粒解体，并且在将其填充在树脂中时，高度有效地产生冲击强度优异的树脂组合物。
技术实现思路
本专利技术提供了一种氢氧化铝的生产方法，该方法包括以下步骤将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中以获得淤浆；和将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高。在该方法中，升温步骤之前淤浆具有的比A/C为0.4或更少，其中A表示铝酸钠溶液中的氧化铝浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠浓度(克/升)。在该方法中，在升温步骤中，将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高所需时间H为15分钟或更短。在淤浆升温的步骤之后，该方法进一步包括将淤浆在温度为85℃或更高下保持至少(15-H)分钟的步骤。在该方法中，氢氧化铝具有如下通式表示的通过升温的溶解度比例溶解度比例(％)＝升温之前的C×(升温之后的A/C-升温之前的A/C)×1.53/升温之前淤浆的氢氧化铝浓度×100，其中A表示铝酸钠溶液中的氧化铝浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠浓度(克/升)，所述比例低于30％。优选在淤浆升温的步骤之后，该方法进一步包括使用连续离心分离器对淤浆施加离心力的步骤。离心力优选为300G或更大。在该方法中，升温步骤使用套管换热器进行。本专利技术还涉及一种氢氧化铝，所述氢氧化铝具有的平均粒径D为1-10μm，BET比表面积S为1.5m2/g或更少，附聚度D/Dbet小于3，其中Dbet表示根据BET比表面积S通过球形近似法依Dbet＝6(S×ρ)计算的的粒径，其中ρ指的是氢氧化铝的比重，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.5质量％或更低。直径超过20μm的颗粒的含量优选为0.1质量％或更低。本专利技术还提供了包含氢氧化铝作为填料的组合物。所述组合物包含至少一种橡胶和塑料的基体材料。通过以下步骤生产的本专利技术的氢氧化铝具有极小的附聚物含量并且以初级颗粒解体将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中以获得淤浆并将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高。当在升温之后采用对淤浆施加离心力的步骤时，获得的氢氧化铝具有更小的附聚物含量。当将氢氧化铝颗粒填充在树脂中时，可获得冲击强度优异的树脂组合物。实施本专利技术的最佳方案为了获得具有极小附聚物含量且以初级颗粒解体的氢氧化铝，本专利技术人已进行勤奋研究并因此已发现，通过将以下步骤组合可获得适于用作填料的具有低比表面积的理想单晶氢氧化铝在特定条件下使含有悬浮在特定的铝酸钠溶液中的氢氧化铝的淤浆的温度升高，随后对淤浆施加离心力，从而使淤浆中的固体颗粒浓缩并且同时使二级凝聚颗粒解体。结果已经完成了本专利技术。本专利技术涉及提供一种氢氧化铝的生产方法，该方法包括以下步骤将含有悬浮在铝酸钠溶液中通过Bayer法获得的氢氧化铝的淤浆的温度从60℃或更低升温至90℃或更高。在本专利技术中升温的步骤中，选择性溶解晶体学上内聚力不足的二级附聚颗粒的晶粒边界，并且通过对淤浆内的氢氧化铝施加热冲击使二级附聚颗粒解体，所述淤浆含有悬浮在铝酸钠溶液中通过Bayer法获得氢氧化铝。即，在升温步骤中，升温之前淤浆温度为60℃或更低，优选55℃或更低。如果所述温度高于60℃，在升温过程中此过量在阻止施加足以实现仅仅晶粒边界的选择性溶解的大的热冲击方面处于不利地位。升温之后的温度为90℃或更高，优选95℃或更高，且更优选97℃或更高。如果所述温度低于90℃，此不足在阻止施加足以实现仅仅晶粒边界的选择性溶解的大的热冲击方面处于不利地位，使附聚颗粒继续存在并使颗粒表面变粗糙。另外，铝酸钠溶液的沸点并不限定，因为其随氢氧化钠的浓度而变化。但是，在用于Bayer法的铝酸钠溶液的情况下，所述沸点为约104℃。如上所述，升温之前比A/C为0.4或更少，其中A指的是铝酸钠溶液中的氧化铝(Al2O3)的浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠(NaOH)浓度(克/升)。优选该比例为0.35或更少，且更优选0.3或更少。如果比A/C高于0.4，此过量在阻止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：尾西晃，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：