[发明专利]高浓度纳米氢氧化铝水性分散液的制备方法及所得产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉体材料水性分散液的制备方法以及所制得的水性分散液，更具体地讲，本发明涉及一种用于喷墨打印介质吸墨材料的高浓度纳米氢氧化铝水性分散液的制备方法以及所制得的高浓度纳米氢氧化铝水性分散液。

背景技术

用于彩色喷墨打印相纸喷墨介质的铝系产品主要有纳米氧化铝和纳米氢氧化铝。目前用的较多的是纳米氧化铝产品，其中以德固赛(Degussa)、卡博特(Cabot)等公司为主，而用于吸墨介质的纳米氢氧化铝是起步较晚的一种新型吸墨介质材料，目前国内外只有极少数的公司能够生产用作吸墨介质的纳米氢氧化铝。

中国专利申请01134059.2公开了一种纳米氢氧化铝的制备方法，该方法首先采用可溶性无机强酸铝盐与碱性物质在常温下反应，提取反应后生成的沉淀物，将沉淀物加入到碱性溶液中反应，反应后再加入适量的专用酸性分散剂，最后将制成的氢氧化铝的胶状沉淀物，在100-300℃范围内的条件下烘干，烘干后再进行超细粉碎，得到纳米氢氧化铝。

中国专利200410067540.8也公开了一种纳米氢氧化铝的制备方法，该专利的方法主要包括有均相沉淀法合成法和非均相沉淀共沸蒸馏法，其特点是采用铝盐溶液和碱性溶液为原料，添加少量高分子保护剂如聚乙二醇或聚乙烯醇，在均质乳化反应器中发生均相沉淀反应，根据所需产物粒径调节搅拌速度，得到的氢氧化铝悬浊液经冷却、陈化、抽滤，洗涤，将所得滤饼加入正丁醇共沸溶剂的溶液，进行共沸蒸馏，烘干所得氢氧化铝胶体，最后制得纳米氢氧化铝粉体。

中国专利申请200610109370.4也公开了一种纳米氢氧化铝的制备方法，其制备过程包括：a.首先制备浓度为0.5-1.5mol/L的硫酸铝水溶液；b.制备浓度为0.5-1.0mol/L的氢氧化钠水溶液；c.将煤油、乳化剂、磷酸三丁酯按45∶2∶3的比例与同体积氢氧化钠溶液在搅拌制成的乳状液，将制得的乳状液与硫酸铝水溶液按3∶7的乳水比混合搅拌，停止搅拌待分层后，将乳液取出，静置破乳后烘干处理后得到纳米氢氧化铝粉末。

在中国专利申请200810219741.3所公开的制备纳米氢氧化铝的方法中，其采用有机铝水解生成纳米氢氧化铝，再用此纳米氢氧化铝作为晶种，用无机铝盐大批量工业化生产纳米氢氧化铝，从而有效地保证了合成产品晶型的稳定性。有机铝可选择价格低、易合成的甲醇铝，而无机盐作为基本合成原料，可大大降低了原料成本；所得纳米氢氧化铝经硅烷偶联剂修饰后，有非常好的分散性。

然而，以上专利或专利申请都是关于纳米氧化铝粉体的制备方法。而高浓度状态下的分散性一直是困扰纳米氢氧化铝使用的一个主要问题。虽然纳米氢氧化铝用于吸墨介质时有很好的分散性能，但是目前所能制备的纳米氢氧化铝分散液的浓度一般都在15wt.％～25wt.％之间，此范围的浓度使纳米氢氧化铝在作为吸墨材料使用时效率不高，同时也限制了纳米氢氧化铝在其它一些场合的应用。

因此，在纳米氢氧化铝用作吸墨介质时，有必要提供一种高浓度纳米氢氧化铝水性分散液的制备方法，该浓度下的分散液要有较低的粘度以适合涂布，同时也要有非常好的稳定性以适合存放。按照这种方法制备的纳米氢氧化铝水性分散液可以提高纳米氢氧化铝在使用时的生产效率，而且也可以扩大纳米氢氧化铝作为吸墨介质的使用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种高浓度纳米氢氧化铝水性分散液的制备方法以及所制得的高浓度纳米氢氧化铝水性分散液。

一方面，为实现上述本发明的目的，本发明提供了一种高浓度纳米氢氧化铝水性分散液的制备方法，其包括如下的步骤：

(1)在去离子水中加入一元酸作为分散剂，将其pH值调节为2-6.5、优选为4-6之间；

(2)在搅拌状态下加入纳米氢氧化铝粉体进行分散；

(3)在搅拌状态下加入表面修饰剂对纳米氢氧化铝的表面进行修饰；

其中，步骤(2)和步骤(3)同时进行或交替进行，最后制得浓度为30wt.％-66wt.％、优选为35wt.％-60wt.％之间的高浓度纳米氢氧化铝水性分散液。

本发明通过使用一元酸分散籍和加入表面修饰剂等，制得了高浓度的纳米氢氧化铝水性分散液，该分散液具有较高的浓度、较低的粘度和非常好的稳定性，特别适合应用于吸墨材料。

本发明步骤(1)中所使用的去离子水的电导率要小于1μS/cm；所使用的一元酸包括一元无机酸和一元有机酸，具体说包括硝酸、盐酸、氢氟酸、甲酸、乙酸、丙酸和/或乳酸等，优选为硝酸和/或甲酸。

本发明步骤(2)中所使用的纳米氢氧化铝粉体优选使用具有如下物化特征的氢氧化铝粉体：

外  观：白色流动性粉沫