專利名稱：一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，涉及用作電線電纜、 橡膠、塑料等阻燃填料用球形超細(xì)氫氧化鋁的制備方法。
背景技術(shù)：
氫氧化鋁是一種價(jià)格低廉的無機(jī)阻燃劑，且能與磷等多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同阻 燃效應(yīng)，已成為用量最大的環(huán)保型阻燃劑。球形氫氧化鋁具有流動(dòng)性好、填充 量大、容易填充等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)球形氫氧化鋁還可以用作制備球形氧化鋁的前驅(qū) 體。
目前，工業(yè)化生產(chǎn)超細(xì)氫氧化鋁的顆粒形貌主要為粒狀或棱柱狀，填充時(shí) 粘度高，填充性能差，填充量也較低。為此，人們迫切希望能生產(chǎn)出性能優(yōu)異 的球形超細(xì)氫氧化鋁，以改善超細(xì)氫氧化鋁的使用性能。
室溫下控制金屬醇鹽的水解過程可制得單一尺寸的球形顆粒。 一些可溶性 無機(jī)鹽在(或接近于)沸點(diǎn)的條件下也會(huì)由于水解而形成單一尺寸的球形顆粒，如 將硫酸鋁溶液在沸點(diǎn)保持較長間(達(dá)數(shù)十小時(shí))，水解后可獲得粒徑分布均勻的 球形氫氧化鋁顆粒。但金屬醇鹽水解法成本高，且其水解過程極為迅速，反應(yīng) 過程不易有效控制，用這種方法無法工業(yè)化生產(chǎn)球形氧化鋁或氫氧化鋁顆粒。 用無機(jī)鹽的高溫水解法，雖可獲得了球形單一尺寸的顆粒，但這種方法產(chǎn)率低， 生長周期長。
中南大學(xué)張蕾等通過將二氧化碳?xì)庵泻弯X酸鈉溶液制備出用作牙膏磨擦劑
的球形氫氧化鋁，產(chǎn)品平均粒徑(d50)為8 11um。但采用此工藝制取的球
形氫氧化鋁是通過較小一次晶粒團(tuán)聚形成的，粒度較大，不適合用作電線電纜 阻燃填料。
中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的施劍林和高建華等用尿素和硫酸鋁銨為原 料，通過均相沉淀法制得了粒度分布較窄的球形氫氧化鋁顆粒。但此法需對沉 淀溫度和反應(yīng)原料濃度嚴(yán)格控制，另外所制取的氫氧化鋁為無定形氫氧化鋁， 主要用作制備球形氧化鋁的前驅(qū)體原料，不能用作阻燃填料。
陳龍武、甘禮華等以水、辛烷基苯酚聚氧己烯醚(TritonX,-lOO)、正己醇、 環(huán)己烷配制的微乳液體系制備出納米球形Y_A1203。首先以硝酸鋁和工業(yè)氫氧化 鈉為原料制備出氫氧化鋁凝膠，再將正己醇和辛垸基苯酚聚氧乙烯醚的混合液
和氫氧化鋁溶膠混合均勻，并加入適量的環(huán)己垸，攪拌并用超聲波振蕩使其成
為均勻透明的微乳液。然后在攪拌下通入氨氣，使微乳液的pH值升高到10左右，
并使反應(yīng)充分。反應(yīng)完畢后，通過離心分離，并用丙酮和蒸餾水充分洗滌沉淀 物，得到氧化鋁水合物超細(xì)微粒樣品，氧化鋁水合物干燥后焙燒后制取了納米
球形Y-A1203。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效降低生產(chǎn) 成本、提高產(chǎn)品的應(yīng)用性能的利用氧化鋁生產(chǎn)過程中的鋁酸鈉溶液制備球形超 細(xì)氫氧化鋁的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，其特征在于采用工業(yè) 鋁酸鈉精液和含鋁的酸式鹽為原料，分別將鋁酸鈉精液和含鋁的酸式鹽溶液加
入由等體積的環(huán)己烷或苯、OP乳化劑或垸基酚聚氧乙烯醚、正辛醇或己醇配制 成的油相溶液中分超聲分散后，在將分散后的溶液混合，在40-8(TC的溫度下， 攪拌下分解2-12小時(shí)；反應(yīng)后對漿體進(jìn)行液固分離、洗滌、干燥、打散后得到 球形超細(xì)氫氧化鋁。
本發(fā)明的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，其特征在于 所述的將環(huán)己烷或苯、OP乳化劑或垸基酚聚氧乙烯醚和正辛醇或己醇配制的油 相，是按74:16:10的體積比配制的，油相溶液使用超聲波分散10-60分鐘。
本發(fā)明的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，其特征在于 所述的含鋁的酸式鹽為硫酸鋁、硝酸鋁或氯化鋁。
本發(fā)明的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方、法，其牛寺征在于 將配制好的油相等分為二份，其中一份中加入占該份油相體積5% 30%的鋁 酸鈉水溶液；另一份中加入占該份油相體積的5% 30%的含鋁酸式鹽水溶液。 再將這二份混合液分別經(jīng)超聲分散10-60分鐘后，充分混合制成含鋁酸鈉的乳狀 液和含有鋁的酸式鹽乳狀液。
本發(fā)明的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，其特征在于 所述的鋁酸鈉溶液中的八1203濃度為100 280g/l，溶液苛性比(ak)為1.45 1.80，含鋁的酸式鹽的加入量為鋁酸鈉溶液中含鋁酸式鹽水溶液中的鋁離子的摩 爾量與鋁酸鈉溶液中苛性氧化鈉(Na2Ok)摩爾量比=2:3。
本發(fā)明的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，其特征在于 所述的含鋁的酸式鹽溶液的濃度為0.1mol/L 4mol/L。
本發(fā)明的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，其牛寺征在于
所述的含有鋁酸鈉的乳化液與上述的含有鋁的酸式鹽的乳化液是在30°C 80 。C的溫度下反應(yīng)2 14小時(shí)，攪拌速度為100 400RPM。
本發(fā)明的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，其特征在于 所述的進(jìn)行液固分離后，采用5(TC 95r的熱軟水對分離出的氫氧化鋁濾餅進(jìn) 行洗滌，之后經(jīng)過在6(TC 165。C下的溫度下干燥。
采用本發(fā)明的方法的制備球形超細(xì)氫氧化鋁，通過控制鋁酸鈉溶液的濃度、 油相與水相的體積比以及分解溫度工藝條件，可制得粒徑為0.5 3um的球形 超細(xì)氫氧化鋁微粉。生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品品質(zhì)和使用性能好， 顆粒粒度在一定范圍內(nèi)可控。


圖1是本發(fā)明方法的的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具體實(shí)施方案為將環(huán)己垸(或苯)、OP乳化劑(或烷基酚聚氧乙烯 醚)和正辛醇(或己醇)按74:16:10的體積比配制一定體積的油相溶液，使用超 聲波分散10-60分鐘，之后將其均分成A、 B兩份。然后，在A中加入化學(xué)計(jì) 量的鋁酸鈉溶液，B中加入適量的硫酸鋁(或硝酸鋁，或氯化鋁)溶液，超聲分 散10-60分鐘。之后，將混有鋁酸鈉的A和混有硫酸鋁的B混合，并在40-80 x:的溫度下，攪拌下分解2-10小時(shí)。之后采用液固分離設(shè)備將分解析出的氫氧 化鋁與乳狀液進(jìn)行液固分離，采用熱軟水對分離出的氫氧化鋁濾餅進(jìn)行洗滌， 洗后濾餅經(jīng)干燥、打散后得到球形超細(xì)氫氧化鋁。
其步驟為
a. 首先用己垸(或苯)、OP乳化劑(或垸基酚聚氧乙烯醚)和正辛醇(或己醇) 按74:16:10的體積比配制油相溶液，使用超聲波分散10-60分鐘，之后將其均 分成兩份；
b. 將步驟a中配制的二份油相溶液中， 一份中加入占油相體積5% 50% 的鋁酸鈉水溶液，另一份中加入占油相體積5% 50%上述的含鋁酸式鹽水溶液， 將二份混合液分別采用超聲分散10-60分鐘，充分混合制成含鋁酸鈉溶液乳狀液 和含有鋁的酸式鹽的乳狀液。其中，鋁酸鈉水溶液中的八1203濃度為100 280g/l 左右，溶液苛性比(ak)為1.45 1.80。含鋁的酸式鹽的加入量為鋁酸鈉溶液 中含鋁酸式鹽水溶液中的鋁離子的摩爾量與鋁酸鈉溶液中苛性氧化鈉(Na2Ok) 摩爾量比=2:3
C.步驟b中所述的含有鋁酸鈉溶液乳化液與上述的含有鋁的酸式鹽溶液的
乳化液置于同一水浴反應(yīng)槽中，并用攪拌器充分?jǐn)嚢杌旌?，?(TC 8(TC的《顯 度下反應(yīng)，分解反應(yīng)時(shí)間為2 14小時(shí)，攪拌速度為100 400RPM。
d. 分解反應(yīng)結(jié)束后，采用液固分離設(shè)備將分解析出的氫氧化鋁與乳狀液進(jìn) 行液固分離，采用50'C 95。C的熱軟水對分離出的氫氧化鋁進(jìn)行洗滌，之后在 60 °C 165 °C下的溫度下干燥。
e. 將上述干燥后的氫氧化鋁微粉，進(jìn)行機(jī)械打散，得到球形的超細(xì)氫氧化 鋁微粉。
f. 步驟d中液固分離所得濾液經(jīng)蒸發(fā)去除水分后，循環(huán)用于球形超細(xì)氫氧 化鋁的制備
本發(fā)明的一種片狀超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，其特征在于干燥的氫氧化鋁 微粉，進(jìn)行機(jī)械打散后得到球形的超細(xì)氫氧化鋁微粉。 實(shí)施例l
本發(fā)明具體實(shí)施方案為將環(huán)己烷、OP乳化劑和正辛醇按74:16:10的體積 比配制油相溶液400ml，使用超聲波分散20分鐘，之后將其均分成A、 B兩份。 然后，在A中加入鋁酸鈉溶液(八1203濃度為280g/l，苛性比a k為1.53) 100ml, B中加入B中加入1.4mol/L的硫酸鋁溶液100ml,分別經(jīng)超聲分散30分鐘。之 后，將混有鋁酸鈉的A和混有硫酸鋁的B乳液混合在一起，并在5(TC的溫度下， 攪拌分解8小時(shí)。之后經(jīng)真空過濾，并用熱純水約400ml沖洗干凈，得到的濾 餅經(jīng)干燥、研磨后得到粒徑為2.5 u m球形超細(xì)氫氧化鋁。
實(shí)施例2
本發(fā)明具體實(shí)施方案為苯、垸基酚聚氧乙烯醚和己醇按74:16:10的體積 比配制一定體積的油相溶液400ml，使用超聲波分散20分鐘，之后將其均分成 A、 B兩份。然后，在A中加入鋁酸鈉溶液(八1203濃度為140g/l，苛性比ak 為1.53) lOOml， B中加入B中加入1.4mol/L的硝酸鋁溶液lOOml，分別經(jīng)超聲 分散30分鐘。之后，將混有鋁酸鈉的A和混有硝酸鋁的B乳液混合在一起，并 在7(TC的溫度下，攪拌分解10小時(shí)。之后經(jīng)真空過濾，并用熱純水300ml沖洗 干凈，得到的濾餅經(jīng)干燥、研磨后得到粒徑為1.5um球形超細(xì)氫氧化鋁。
實(shí)施例3
本發(fā)明具體實(shí)施方案為將、OP乳化劑和正辛醇按74:16:10的體積比配制 400ml的油相溶液，使用超聲波分散50分鐘，之后將其均分成A、 B兩份。終 后，在A中加入鋁酸鈉溶液(八1203濃度為100g/l，苛性比a k為1.65) 50ml， B
中加入1.08mol/L的氯化鋁溶液50ml，分別經(jīng)超聲分散30分鐘。之后，將混有 鋁酸鈉的A和混有硫酸鋁的B乳液混合在一起，并在4(TC的溫度下，攪拌分解 IO小時(shí)。之后經(jīng)真空過濾，并用熱純水300ml沖洗干凈，得到的濾餅經(jīng)干燥、 研磨后得到粒徑為l.OPm球形超細(xì)氫氧化鋁
本發(fā)明具體實(shí)施方案為將環(huán)己烷、OP乳化劑和正辛醇按74:16:10的體積 比配制油相溶液400ml，使用超聲波分散30分鐘，之后將其均分成A、 B兩份。 然后，在A中加入鋁酸鈉溶液(Al2O3濃度為200g/1，苛性比cik為1.53) 100ml， B中加入B中加入1.Omol/L的硫酸鋁溶液100ml，分別經(jīng)超聲分散30分鐘。之 后，將混有鋁酸鈉的A和混有硫酸鋁的B乳液混合在一起，并在5(TC的溫度下， 攪拌分解8小時(shí)。之后經(jīng)真空過濾，并用熱純水約400ml沖洗干凈，得到的濾 餅經(jīng)干燥、研磨后得到粒徑為2.0 P m球形超細(xì)氫氧化鋁。
權(quán)利要求
1. 一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，其特征在于采用工業(yè)鋁酸鈉精液和含鋁的酸式鹽為原料，分別將鋁酸鈉精液和含鋁的酸式鹽溶液加入等體積的環(huán)己烷或苯、OP乳化劑或烷基酚聚氧乙烯醚和正辛醇或己醇配制成的油相溶液中分超聲分散后，在將分散后的溶液混合，在40-80℃的溫度下，攪拌下分解2-12小時(shí)；反應(yīng)后對漿體進(jìn)行液固分離、洗滌、干燥、打散后得到球形超細(xì)氫氧化鋁。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方 法，其特征在于所述的將環(huán)己烷或苯、OP乳化劑或烷基酚聚氧乙烯醚和正辛 醇或己醇配制的油相，是按74:16:10的體積比配制的，油相溶液使用超聲波分 散10-60分鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方 法，其特征在于所述的含鋁的酸式鹽為硫酸鋁、硝酸鋁或氯化鋁。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方 法，其特征在于將配制好的油相等分為二份，其中一份中加入占該份油相體 積5% 30%的鋁酸鈉水溶液；另一份中加入占該份油相體積的5% 30%的含鋁 酸式鹽水溶液，將這二份混合液分別經(jīng)超聲分散10-60分鐘，充分混合制成含鋁 酸鈉的乳狀液和含有鋁的酸式鹽乳狀液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方 法，其特征在于所述的鋁酸鈉溶液中的Al2(V濃度為100 280g/l，溶液苛性比(ak)為1.45 1.80，含鋁的酸式鹽的加入量為鋁酸鈉溶液中含鋁酸式鹽水溶 液中的鋁離子的摩爾量與鋁酸鈉溶液中苛性氧化鈉>^2(\摩爾量比=2:3。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方 法，其特征在于所述的含鋁的酸式鹽溶液的濃度為0.1mol/L 4mol/L。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方 法，其特征在于所述的含有鋁酸鈉的乳化液與上述的含有鋁的酸式鹽的乳化液 是在30。C 80。C的溫度下反應(yīng)2 14小時(shí)，攪拌速度為100 400RPM。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方 法，其特征在于所述的進(jìn)行液固分離后，采用50。C 95。C的熱軟水對分離出 的氫氧化鋁濾餅進(jìn)行洗滌，之后經(jīng)過在6(TC 165。C下的溫度下干燥。
全文摘要
一種利用鋁酸鈉溶液制備球形超細(xì)氫氧化鋁的方法，涉及用作電線電纜、橡膠、塑料等阻燃填料用球形超細(xì)氫氧化鋁的制備方法。其特征在于采用工業(yè)鋁酸鈉精液和含鋁的酸式鹽為原料，分別將鋁酸鈉精液和含鋁的酸式鹽溶液加入等體積的環(huán)己烷或苯、OP乳化劑或烷基酚聚氧乙烯醚和正辛醇或己醇配制成的油相溶液中分超聲分散后，在將分散后的溶液混合，在40-80℃的溫度下，攪拌下分解2-12小時(shí)；反應(yīng)后對漿體進(jìn)行液固分離、洗滌、干燥、打散后得到球形超細(xì)氫氧化鋁。采用本發(fā)明制備球形超細(xì)氫氧化鋁，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品品質(zhì)和使用性能好，顆粒粒度在一定范圍內(nèi)可控。
文檔編號(hào)C01F7/14GK101391791SQ20081022644
公開日2009年3月25日 申請日期2008年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者李東紅, 錦 王, 王建立 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司