[发明专利]生产在大于8的PH下可分散的氧化铝的方法

说明书

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。

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。

本发明涉及制备在大于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。

背景技术：

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。

本发明的发明人已经找到了对于此问题的解决方案。

发明

根据本发明的第一方面，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。

通过本发明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(aluminum oxyhydroxide)、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。