一种制备氧化铝的方法，所述方法包括提供氧化铝浆料、使浆料老化、向老化的氧化铝浆料中添加三羧酸、进一步使浆料老化以及喷雾干燥，所述方法的特征在于与三羧酸同时添加二羧酸，或者在第二次老化之后并且在喷雾干燥之前添加二羧酸。所得的氧化铝在大于9.5的pH下高于95％是可分散的并且对于10重量％的溶胶具有低于0.4Pa.S的粘度。
Method for producing dispersible alumina at pH greater than 8
A method for preparing alumina comprises the provision of alumina slurry, aging of the slurry, addition of three carboxylic acid to the aged alumina slurry, further aging of the slurry and spray drying. The method is characterized by simultaneously adding two carboxylic acids to the three carboxylic acid, or adding two carboxylic acid before the second aging and before spray drying. The obtained aluminium oxide is dispersible over 95% at pH greater than 9.5 and has a viscosity lower than 0.4 Pa.S for a sol of 10 wt%.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产在大于8的PH下可分散的氧化铝的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年8月29日提交的美国申请号62/380,770的优先权，将其公开内容通过引用结合于此用于所有目的。本专利技术涉及制备在大于8的pH下可分散的氧化铝的新方法以及高度可分散的氧化铝。
技术介绍
：在高度可分散的氧化铝的领域中，柠檬酸作为铝氧化物的有效分散剂是众所周知的。通常，柠檬酸在酸性pH(pH低于7)下用作分散剂，然而，确实存在使用柠檬酸来稳定在碱性pH下分散的氧化铝的商业产品。虽然柠檬酸是有效的分散剂，但是其限制在于在pH大于7时，这些柠檬酸分散剂在合理的重量载荷(例如在10重量％的Al2O3)下具有变得十分粘稠的趋势。这限制了它们在许多应用中的使用。为了解决此粘度问题，将粘度调节剂添加至这些氧化铝分散体中。添加这些粘度调节剂的问题在于它们向氧化铝分散体中的引入，例如聚丙烯酸盐/酯，会影响分散体以及在干燥和煅烧后的所得产物的性质。本专利技术的专利技术人已经找到了对于此问题的解决方案。专利技术根据本专利技术的第一方面，提供了一种制备氧化铝的方法，所述方法包括以下步骤：i)提供氧化铝浆料；ii)使氧化铝浆料老化以形成老化的氧化铝浆料，其包含微晶尺寸为38至(120面)的氧化铝；iii)向老化的氧化铝浆料中添加三羧酸以形成酸改性的浆料；iv)使酸改性的浆料在75℃至125℃的温度下老化以形成产物浆料；以及v)将产物浆料喷雾干燥，所述方法的特征在于，在所述方法的步骤iii)中与三羧酸一起添加二羧酸，或者在步骤iv)之后、在步骤v)中的喷雾干燥之前将二羧酸添加至产物浆料。通过本专利技术方法生产的氧化铝在大于8、优选大于9并且最优选大于9.5的pH下是可分散的。氧化铝浆料包含羟基氧化铝(aluminumoxyhydroxide)、氧化铝、氢氧化铝或其混合物。氧化铝浆料优选地包含勃姆石(Boehmite)、三羟铝石(Bayerite)、三水铝矿(Gibbsite)、γ-氧化铝、过渡型(δ-θ)氧化铝(transitional(delta-theta)aluminas)及其混合物。更优选地，氧化铝浆料包含勃姆石和γ-氧化铝，并且最优选地包含勃姆石。可以以多种方式生产氧化铝浆料。可以经由烷醇铝(烃氧基铝，aluminumalkoxides)在水中的水解、通过氧化铝盐在至少水中的沉淀、或通过铝化合物在至少水中的悬浮来生产氧化铝浆料。提供经由烷醇铝(例如勃姆石)在水中的水解制得的氧化铝浆料是优选的。取决于生产路线，氧化铝浆料的pH为6-10。通过加热至95-220℃的温度持续30分钟至8小时的时间使氧化铝浆料老化。在老化后，氧化铝浆料优选地包含微晶尺寸为40至(120面)的氧化铝，更优选地，老化的氧化铝浆料包含微晶尺寸为60至(120面)的氧化铝，并且最优选微晶尺寸为80至(120面)的氧化铝。三羧酸可以作为溶液或作为粉末添加。三羧酸包括柠檬酸、异柠檬酸(isocitricacid)、乌头酸(aconiticacid)、丙三甲酸(tricarballylicacid)、苯均三甲酸(trimesicacid)及其衍生物，优选地，三羧酸包括柠檬酸、苯均三甲酸和乌头酸，并且最优选地，三羧酸包括柠檬酸。本专利技术提供三羧酸的衍生物、特别是其钠盐和铵盐的用途。三羧酸盐的衍生物包括柠檬酸钠(柠檬酸一钠、柠檬酸二钠和柠檬酸三钠)和柠檬酸铵(柠檬酸一铵、柠檬酸二铵和柠檬酸三铵)。也可以使用三羧酸的混合物。向氧化铝浆料中添加三羧酸(单独或与二羧酸一起)将pH降至pH为1至6，因而氧化铝浆料变为酸改性的浆料。将酸改性的浆料老化10分钟至1小时的时间。用于使酸改性的浆料老化的更优选的温度范围是优选85℃至115℃的温度，最优选地，酸改性的浆料在95℃至105℃的温度下老化。二羧酸包括丙二酸、琥珀酸、戊二酸(gluatricacid)、己二酸、庚二酸、马来酸、富马酸、戊烯二酸、粘康酸、柠康酸、中康酸及其混合物。优选地，二羧酸包括丙二酸、柠康酸、中康酸、富马酸、马来酸、琥珀酸及其混合物。最优选地，二羧酸包括丙二酸。在步骤i)的氧化铝浆料中氧化铝的百分比为1至15重量％Al2O3，并且优选5至10重量％Al2O3。以Al2O3为基础，在本专利技术方法的步骤iii)中和/或步骤iv)之后添加的酸(三羧酸和二羧酸)的总量为酸改性的浆料或产物浆料(取决于何时添加二羧酸)的0.5至15重量％，优选2至11重量％，并且最优选4至9重量％。本专利技术的优点在于两种酸都可以在初始处理中添加并与氧化铝反应，并且因此这消除了对于粘度调节剂的需要。在三羧酸的存在下使氧化铝老化是有利的，因为这增大了材料随时间的分散性和稳定性。在产物浆料老化之前或老化之后，二羧酸可以与三羧酸通过预混合这些酸同时添加，或者通过顺序添加这些酸。这两种方法都生产具有类似性质的材料。如果二羧酸与三羧酸同时添加，则优选将这些酸预混合。根据本专利技术的第二方面，提供了一种在大于8的pH下高度可分散的氧化铝，其具有高于90％的分散性以及对于10重量％的溶胶低于5Pa.S的粘度。优选地，在大于8的pH下高度可分散的氧化铝的粘度具有高于90％的分散性以及对于10重量％的溶胶低于1Pa.S的粘度。优选地，高度可分散的氧化铝具有在大于9.5的pH下高于95％的分散性以及对于10重量％的溶胶低于0.4Pa.S的粘度。按照实施例部分描述的方法测量高度可分散的氧化铝的粘度。宽泛描述根据本专利技术的第一方面，提供了一种制备氧化铝方法，所述氧化铝在大于8的pH下是可分散的，更优选在大于9的pH下是可分散的，并且最优选在大于9.5的pH下是可分散的。所述方法包括提供氧化铝浆料例如勃姆石浆料(通过勃姆石在水中的水解制备)，并在95至220℃的温度下将该浆料水热老化约30分钟至8小时的时间，以形成所需微晶尺寸的老化的氧化铝浆料，该所需微晶尺寸典型地为40至(120面)、更优选60至(120面)，最优选地该老化的氧化铝浆料包含微晶尺寸为80至(120面)的氧化铝。氧化铝浆料将具有6-10的pH。微晶尺寸通过x射线衍射(XRD)分析干燥粉末来确定。120-面峰高、半峰全宽(FWHM)和角度由XRD光谱获得。将此信息输入用于确定微晶尺寸的Scherrer方程。还输入关于具体仪器的其他信息，包括谱线增宽和x射线波长。求解该方程得到所测量的晶面的尺寸。这在本专利技术的领域中是众所周知的。在本专利技术的一个实施方案中，将三羧酸(例如柠檬酸)和二羧酸(例如丙二酸)在水中预分散(预混合)，并且添加至老化的氧化铝浆料中以形成酸改性的浆料。这些酸也可以顺序地添加至老化的氧化铝浆料中以形成酸改性的浆料。在添加一种或多种酸之后，氧化铝浆料将具有1至6的pH，并且因此称为酸改性的浆料。然后使酸改性的浆料老化10分钟至1小时的时间。用于此老化过程的温度范围为75℃至125℃，更优选85℃至115℃，并且最优选地，使酸性改性的浆料在95℃至105℃的温度下老化以形成产物浆料。作为备选方案，所述方法可以包括在产物浆料老化之后且在喷雾干燥之前将二羧酸(即丙二酸)添加至产物浆料，而不是与三羧酸(即柠檬酸)一起添加。使用这两种方法将生产具有类似性质的材料。然后将产物浆料喷雾干燥并收集。所述方法生产包括以下特性的氧化铝；在大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备氧化铝的方法，所述方法包括以下步骤：i)提供氧化铝浆料；ii)使所述氧化铝浆料老化以形成老化的氧化铝浆料，所述老化的氧化铝浆料包含微晶尺寸为38至
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.29 US 62/380,7701.一种制备氧化铝的方法，所述方法包括以下步骤：i)提供氧化铝浆料；ii)使所述氧化铝浆料老化以形成老化的氧化铝浆料，所述老化的氧化铝浆料包含微晶尺寸为38至(120面)的氧化铝；iii)向所述老化的氧化铝浆料中添加三羧酸以形成酸改性的浆料；iv)使所述酸改性的浆料在75℃至125℃的温度下老化以形成产物浆料；以及v)将所述产物浆料喷雾干燥，所述方法的特征在于，在所述方法的步骤iii)中与所述三羧酸一起添加二羧酸，或者在步骤iv)之后在步骤v)中的喷雾干燥之前将二羧酸添加至所述产物浆料。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化铝浆料包含羟基氧化铝、氧化铝、氢氧化铝或其混合物。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述氧化铝浆料包含勃姆石、三羟铝石、三水铝矿、γ-氧化铝、过渡型(δ-θ)氧化铝及其混合物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述氧化铝浆料的pH为6-10。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中通过加热至95-220℃的温度持续30分钟至8小时的时间使所述氧化铝浆料老化。6.根据权利要求5所述的方法，其中在老化后，所述氧化铝浆料优...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾利森·L·汉恩，布赖恩·C·皮普尔斯，
申请(专利权)人：萨索尔美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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