[发明专利]一种高分散厚片状α-氧化铝微粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高分散厚片状α‑Al₂O₃微粉的制备方法，其将前驱体原料和添加剂混合均匀，然后经煅烧即得。所述前驱体原料为工业AlOOH；所述添加剂为NH₄BF₄、或者由NH₄BF₄与NH₄F按质量比20－200∶1复配组成。本发明方法流程简单，容易操作，成本低且无杂质引入，适合大规模工业化生产；制备所得的厚片状α‑Al₂O₃产品粒径尺寸可控、粒度分布均匀、产品光滑平整，可应用于对α‑Al₂O₃微粉形貌有特殊要求的领域。

技术领域

本发明属于氧化铝微粉制备技术领域，具体涉及一种以工业AlOOH为原料制备高分散厚片状α-Al₂O₃微粉的方法。

背景技术

α-Al₂O₃微粉是一种重要的无机非金属材料，由于其具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温及耐磨性好等一系列优异性能而被广泛应用。例如，球形活性氧化铝微粉由于其化学稳定性和高的比表面积，广泛用于石油化工及生物化工等领域；片状氧化铝由于其特殊的二维结构和优异的性能被广泛应用到颜料、化妆品、汽车漆料、耐火材料、增韧陶瓷等领域。其中，应用于颜料和化妆品的薄片状氧化铝要求具有较大的径厚比（一般至少10:1），从而获得良好的分散性、光泽度或在皮肤上的铺展能力；而厚片状氧化铝由于具有良好的机械力学性能而被应用于陶瓷增韧和耐火材料等领域。“何佳, 李芳. 加入片状晶种的氧化铝粉体的烧结研究[J]. 中国陶瓷, 2009 (5): 16-18”研究了加入10%熔盐法制备的厚片状α-Al₂O₃晶粒（平 均 粒 径为1μm）时，通过无压烧结制备出的氧化铝陶瓷中长柱状晶粒的数量和长径比都达到较大值；“朱丽慧, 刘伟, 李太昌, 等. 片状氧化铝晶种对氧化铝陶瓷结构和性能的影响[J]. 材料科学与工程学报, 2008, 26(2): 189-192”研究了加入15%厚片状α-Al₂O₃晶粒（粒径为1.5～3μm，厚度为0.4～0.6μm，径厚比为 3～5）时，陶瓷的断裂强度与断裂韧性比未加晶种的陶瓷分别提高了23%与38%。

不同形貌的氧化铝微粉的制备方法可以分为三大类，主要包括高温煅烧法、液相化学合成法和熔盐法。“Kim H S, Park N K, Lee T J, et al. Effect of AlF₃ seedconcentrations and calcination temperatures on the crystal growth ofhexagonally shaped α-alumina powders[J]. Ceramics International, 2014, 40(2):3813-3818.”利用液相化学合成法研究了AlF₃晶种的浓度对于六角片状α-Al₂O₃生长的影响；“Chen H, Wu Q, Yang T, et al. The influence of different titanium sourceson flaky α-Al₂O₃ prepared by molten salt synthesis[J]. Ceramics International,2015, 41(9): 12288-12294”利用熔盐法研究了不同Ti含量的添加剂对于片状α-Al₂O₃的厚度以及其他形貌α-Al₂O₃生长的影响。

同时，不同形貌氧化铝微粉制备的相关专利如下：

(1) 邵长波、赵萍、李桂梅申请的CN105502450A（申请号201510996824.3），其中介绍了一种利用高温煅烧法制备出近球形的α-Al₂O₃；