專利名稱：用于生產(chǎn)可納米分散的勃姆石的工藝及其在阻燃合成樹脂中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)可納米分散的勃姆石阻燃劑的工藝、由此工藝生產(chǎn)的可納米分散的勃姆石粒子以及它們的用途。
背景技術(shù)：
勃姆石，一種通常以式AlO (OH)代表的氧化鋁氫氧化物(aluminum oxide hydroxide),是在(除其他的之外)各種合成樹脂中用作阻燃劑的阻燃填料。用于合成勃 姆石的方法在本領(lǐng)域中是眾所周知的。例如，WO 2005/100245教導(dǎo)了勃姆石可以通過 水熱處理氫氧化鋁(一種三羥鋁石/水鋁礦混合物)來生產(chǎn)。雖然這些勃姆石改進(jìn)了塑 料化合物的阻燃性能，但是這些勃姆石填料的缺點(diǎn)是即使當(dāng)以較低的裝填(loading)使用 時(shí)，化合物的半透明性損失，這在其中期望優(yōu)良的阻燃性能和優(yōu)良的半透明性的某些應(yīng) 用中可能是缺點(diǎn)。因此，對于定制的勃姆石等級的需求逐漸增加，并且現(xiàn)有的工藝不能夠生產(chǎn)這 些等級。因此，存在對優(yōu)等勃姆石等級和用于它們的生產(chǎn)的方法的逐漸增加的需求。


圖1和圖2是描繪當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的勃姆石粒子時(shí)乙烯_醋酸乙烯酯化合物 (ethylene vinyl acetate compound)中半透明性改善的圖。圖1描繪了用75phr的實(shí)施例1
中生產(chǎn)的本發(fā)明填料填充的EVA化合物的半透明性。圖2描繪了用75phr的實(shí)施例2中 生產(chǎn)的本發(fā)明填料填充的EVA化合物的半透明性。圖3和圖4是描繪當(dāng)使用比較勃姆石粒子時(shí)乙烯_醋酸乙烯酯化合物的不透明 性的圖。圖3描繪了用75phr的實(shí)施例3中生產(chǎn)的比較填料填充的EVA化合物的不透明 性。圖4描繪了用75phr的實(shí)施例4中生產(chǎn)的比較填料填充的EVA化合物的不透明性。圖5是描繪用75phr的可商購獲得的氫氧化鎂填料Magnmn H 5填充的乙 烯-醋酸乙烯酯化合物的不透明性的圖。圖6是描繪用75phr的可商購獲得的氫氧化鋁填料Martinal OL-104LE填充的 乙烯_醋酸乙烯酯化合物的不透明性的圖。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的勃姆石粒子的形狀的SEM照片。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種工藝，所述工藝包括在水和一種或多種堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑的 存在下，將含有至少氫氧化鋁粒子和在基于所述氫氧化鋁粒子的總重量的約lwt.%至約 40wt.%的范圍內(nèi)的部分、優(yōu)選基本上全部已膠溶勃姆石的混合物加熱至至少約160°C的 一個(gè)或多個(gè)溫度，從而生產(chǎn)附聚的勃姆石粒子(agglomerated boehmite particle)。如此生 產(chǎn)的附聚的勃姆石粒子是至少部分可膠溶的(peptizable)，優(yōu)選基本上全部可膠溶的。在本發(fā)明的實(shí)施中，優(yōu)選的是，加熱在大于大氣壓力的壓力下進(jìn)行。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，如此生產(chǎn)的附聚的勃姆石粒子可以通過例如過濾來回 收，并且然后經(jīng)受干燥處理，從而生產(chǎn)勃姆石產(chǎn)物粒子。在本發(fā)明的實(shí)施中，附聚的勃姆石粒子還可以被至少部分膠溶，并且然后被干燥。發(fā)明的詳細(xì)描述氫氧化鋁氫氧化鋁(aluminum hydroxide)具有多種可選擇的名稱，例如氫氧化鋁 (aluminum hydrate)、三水合鋁等等，但是通常稱為ΑΤΗ。在本發(fā)明的實(shí)施中，ATH粒
子在水和一種或多種晶體生長調(diào)節(jié)劑的存在下經(jīng)受處理。應(yīng)注意到，本文公開的所有粒徑測量結(jié)果，即d5(l值，除非另作說明，都使用來 自Quantachrome的Cilas 1064L激光分光計(jì)通過激光衍射來測量。通常，本文用于測量 d5Q的程序可以通過首先將合適的水分散溶液(制備見下文)引入裝置的樣品制備容器中來 實(shí)施。在軟件“Particle Expert”中，選擇測量模式“Range 1”，參照適用于所預(yù)期的 粒度分布的裝置內(nèi)部參數(shù)。應(yīng)注意到，在測量期間，樣品在分散期間和測量期間通常暴 露于超聲約60秒。在已經(jīng)進(jìn)行背景測量之后，將待分析的約75mg至約IOOmg的樣品放 置在具有水/分散劑溶液的樣品容器中，并且開始測量。水/分散劑溶液可以通過首先 由500g的可從KMF Laborchemie獲得的Calgon和3升的可從BASF獲得的CAL Polysalt 制備濃縮物來制備。用去離子水將該溶液補(bǔ)足至10升。該最初的10升中的IOOml被取 出，并且又進(jìn)一步用去離子水稀釋至10升，并且將該最終溶液用作上文描述的水-分散 劑溶液。本發(fā)明的實(shí)施中所使用的ATH粒子可以通常被表征為具有i)在約lm2/g至約 IOOmVg的范圍內(nèi)的BET ； ii)在約0.1 μ m至約60 μ m的范圍內(nèi)的d5Q ；或i)和ii)的組合。
在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的實(shí)施中所使用的ATH粒子具有在約10m2/g至約 60m2/g的范圍內(nèi)、優(yōu)選在約20m2/g至約40m2/g的范圍內(nèi)的BET。在一個(gè)示例性的實(shí)施 方案中，本發(fā)明中所使用的ATH粒子的BET在約25m2/g至約35m2/g的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的實(shí)施中所使用的ATH粒子具有在約0.1 μ m至約 30 μ m的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在約0.1 μ m至約IOym的范圍內(nèi)的d5Q。在一個(gè)示例性的實(shí)施 方案中，d5(1在約Ο. μιη至約4μιη的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的實(shí)施中所使 用的ATH粒子具有在約0.5 μ m至約4 μ m的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在約1 μ m至約3 μ m的范 圍內(nèi)、最優(yōu)選在約1.5 μ m至約2.5 μ m的范圍內(nèi)的d5Q。本發(fā)明的實(shí)施中所使用的ATH粒子優(yōu)選已經(jīng)存在于水性懸浮液中。如果ATH粒 子是干燥的粒子，那么水和/或分散劑，例如下文所描述的那些，可以被加入以提供水 性懸浮液。在一些實(shí)施方案中，水性懸浮液中的ATH粒子，或用于產(chǎn)生水性懸浮液的ATH 粒子，是純的水鋁礦或者三羥鋁石/水鋁礦混合物，優(yōu)選三羥鋁石/水鋁礦混合物。在 這樣的三羥鋁石/水鋁礦混合物中的三羥鋁石部分通常是至少約50wt.%，優(yōu)選至少約 70wt.%,更優(yōu)選至少約80wt.%，并且在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中是至少約90wt.%，所 有都基于三羥鋁石/水鋁礦混合物的總重量。如果使用三羥鋁石/水鋁礦混合物，那么水鋁礦部分可以是至少約5wt.%，且其余是三羥鋁石，有時(shí)在約20wt.%至約25wt.%的范 圍內(nèi)的水鋁礦，二者都基于三羥鋁石/水鋁礦混合物的總重量。用作起始物料的三羥鋁石可以例如根據(jù)EP 1 206 412B1中描述的方法生產(chǎn)，具 體地參見該文獻(xiàn)的第3頁第21段上的公開內(nèi)容。如果需要，以所期望的量加入水鋁礦， 并且BET表面積和粒度可以通過對水鋁礦的晶體沉淀?xiàng)l件的合適的選擇來預(yù)先調(diào)節(jié)，并 且如果必要的話研磨至所期望的范圍。存在于本發(fā)明中所使用的水性懸浮液中的ATH粒子的量通常在基于懸浮液(即 水和氫氧化鋁)的總重量的約lwt.%至約30wt.%的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約5wt.%至約20wt.% 的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約6wt.%至約lOwt.%的范圍內(nèi)。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，水性 懸浮液含有在基于懸浮液(即水和氫氧化鋁)的總重量的約7wt.%至約9wt.%的范圍內(nèi)的 ATH粒子。部分可膠溶 勃姆石本發(fā)明的實(shí)施中所使用的至少部分已膠溶勃姆石在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中作 為晶種(seedparticle)，并且可以以任何合適的方式與ATH粒子(通常是ATH懸浮液)結(jié) 合。至少部分已膠溶勃姆石通常以溶膠的形式，并且因此，溶膠和ATH懸浮液可以以任 何方式結(jié)合；例如，溶膠可以與ATH懸浮液結(jié)合或反之亦然。在一些實(shí)施方案中，例如 當(dāng)至少部分已膠溶勃姆石基本上完全膠溶時(shí)，溶膠基本上不包含未膠溶勃姆石。在其他 實(shí)施方案中，例如當(dāng)至少部分已膠溶勃姆石并未基本上完全膠溶時(shí)，溶膠還包含某一量 的未膠溶勃姆石。被加入到ATH懸浮液中的以溶膠的形式或以還包含某一量的未膠溶勃 姆石的溶膠的形式的勃姆石的總量在基于ATH粒子的總重量的約Iwt.%至約40wt. %的范 圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，被加入到ATH懸浮液中的至少部分可膠溶勃姆石的總量在基 于ATH粒子的總重量的約lOwt.%至約30wt.%的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，被加入到 ATH懸浮液中的至少部分可膠溶勃姆石的總量在約5wt.%至約30wt.%的范圍內(nèi)，優(yōu)選在 約8wt.%至約20wt.%的范圍內(nèi)，兩個(gè)量都基于ATH粒子的總重量。本發(fā)明的實(shí)施中所使用的至少部分已膠溶勃姆石，在其根據(jù)下文所描述的膠 溶工藝被膠溶之前，可以通常被表征為具有i)在約70m2/g至約400m2/g的范圍內(nèi)的 BET ； ii)大于0.02μιη的d5(1 ； iii)通過下文所描述的方法可膠溶至少約30 % ；或i)、 ii)、iii)的任何組合。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，至少部分已膠溶勃姆石，在其被膠溶 之前，被表征為i)、π)和iii)。在一些實(shí)施方案中，至少部分已膠溶勃姆石的BET在約200m2/g至約300 m2/g 的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約250m2/g至約300m2/g的范圍內(nèi)。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，本 發(fā)明中所使用的至少部分可膠溶勃姆石的BET在約280m2/g至約300m2/g的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，至少部分可膠溶勃姆石可膠溶至少約50%、優(yōu)選至少約 70%,最優(yōu)選至少約90%。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，至少部分已膠溶勃姆石是基本 上完全可膠溶的，即可膠溶約100%。雖然上文描述的方法是使用硝酸來表征勃姆石的可膠溶性，但是對于根據(jù)本發(fā) 明的本發(fā)明的勃姆石產(chǎn)物粒子的合成來說，本領(lǐng)域中已知的其他無機(jī)酸或化學(xué)產(chǎn)品例如 有機(jī)酸、無機(jī)堿和有機(jī)堿或鹽可以用于膠溶。其他無機(jī)酸的合適的、非限制性的例子是 鹽酸、磷酸以及類似物。當(dāng)使用除了硝酸之外的其他化學(xué)產(chǎn)品來膠溶時(shí)，膠溶等級以上文描述的相同的方式來確定。對于導(dǎo)致低于7的pH值的化學(xué)產(chǎn)品，對pH值的最低限制 被設(shè)置為1。對于導(dǎo)致高于7的pH值的化學(xué)產(chǎn)品，對pH值的最高限制被設(shè)置為12。合 適的有機(jī)酸的非限制性的例子包括甲酸(fumic)、乙酸、檸檬酸以及類似物。在一些實(shí)施 方案中，所使用的有機(jī)酸是乙酸。在其他實(shí)施方案中，所使用的無機(jī)酸是硝酸。在一些實(shí)施方案中，本文中用作晶種的至少部分已膠溶勃姆石具有大于0.04 μ m 的d5(1。在一些實(shí)施方案中，本文中用作晶種的至少部分已膠溶勃姆石具有在約0.02 μ m 至約2ym的范圍內(nèi)、優(yōu)選在約0.05 ym至約Iym的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在約0.08 μ m至約 力口！?。〉姆秶鷥?nèi)的屯”應(yīng)注意到，本文使用的至少部分已膠溶勃姆石的d5(l測量結(jié)果根 據(jù)ISO 13320使用Beckman Coulter LS 13320粒度分析儀通過激光衍射來合適地測量。為 獲得至少部分已膠溶勃姆石的d5(l測量結(jié)果，遵循以下程序把具有與已膠溶勃姆石粒子 相同的pH的合適的水_分散劑溶液填充入Beckman Coulter LS 13 320粒度分析儀中并且 進(jìn)行背景測量。把約0.5g的至少部分已膠溶勃姆石簡單地分散在用于獲得背景測量結(jié)果 的相同的水-分散劑溶液中，從而形成懸浮液。借助吸管把該懸浮液引入裝置中，直到 達(dá)到最佳測量濃度，所述最佳測量濃度由制造者給出。在應(yīng)用軟件中，選擇樣品的合適 的參數(shù)，即折光指數(shù)和測量條件，測量條件包括用于納米范圍的PIDS檢測器。對懸浮液 施加5分鐘的超聲處理。之后，以90s的間隔采集粒度分布數(shù)據(jù)，并且根據(jù)米氏散射理 論分析粒度分布數(shù)據(jù)。重復(fù)該程序，且在每次運(yùn)行之間進(jìn)行5分鐘的超聲處理，直到粒 度分布在進(jìn)一步施加超聲波下不變化。在已膠溶粒子的情況下，必不可少的是，所使用 的分散溶液具有與已膠溶溶膠相同的pH，因此設(shè)備用由膠溶酸例如硝酸或乙酸酸化的水填充至與溶膠相同的pH。在這種情況下，分散劑的進(jìn)一步加入是不必要的。對于膠溶，其意思是通過把電解質(zhì)加入液體中的粒子中來形成膠體溶液(即溶 膠)。合適的電解質(zhì)是例如酸、堿或鹽。因此，在本發(fā)明的實(shí)施中，“膠溶”是指把合 適的電解質(zhì)加入含有勃姆石的漿料中。含有勃姆石的漿料可以含有如上文在討論ATH水 性懸浮液時(shí)所描述的任何量的勃姆石，并且含有勃姆石的漿料還可以含有分散劑，例如 下文所描述的那些。在一些實(shí)施方案中，含有勃姆石的漿料通過結(jié)合至少部分可膠溶勃 姆石粒子(如下文描述的)、水、分散劑或水和分散劑的組合來生產(chǎn)。在一些實(shí)施方案 中，含有勃姆石的溶膠通過把至少部分可膠溶勃姆石粒子、水、分散劑或水和分散劑的 組合與酸、堿或鹽結(jié)合來生產(chǎn)，酸、堿或鹽例如下文在討論晶體生長調(diào)節(jié)劑時(shí)所描述的 那些酸、堿或鹽。在本發(fā)明的實(shí)施中，勃姆石的膠溶等級可以通過在室溫下在使用攪拌器的攪拌 下把濃硝酸加入到去離子水中的lOwt.%勃姆石懸浮液中來測量。根據(jù)定義，如果懸浮 液中的所有勃姆石粒子在室溫下在高于或等于1的pH值下都可以被轉(zhuǎn)化為膠體溶液，那 么勃姆石的膠溶等級是100%。如果即使在pH等于1時(shí)勃姆石粒子保持未膠溶，那么膠 溶等級低于100%。然后，膠溶等級可以如下確定當(dāng)在燒杯中攪拌包含溶膠和勃姆石 粒子懸浮液的所獲得的溶液以獲得均一的漿料時(shí)，借助吸管從燒杯移出合適體積V的漿 料，并且將所述合適體積V的漿料在離心機(jī)中在約5000rpm下離心約10分鐘。已知最 初的勃姆石懸浮液含有l(wèi)Owt.%的勃姆石，并且考慮到所加入的硝酸的體積，可以計(jì)算所 述體積V中的總勃姆石含量(即已膠溶的和未膠溶的)的重量wt。t。在離心之后，借助 吸管除去溶膠，而不除去沉積在溶液的底部的勃姆石粒子。然后把包含未膠溶勃姆石粒子的燒瓶在24h期間在烘箱中在105°C下干燥。含有干燥的未膠溶勃姆石粒子的干燥燒瓶 和空的燒瓶的重量之間的重量差給出了離心之前存在于燒瓶中的體積V的漿料中的未膠 溶勃姆石粒子的重量Wu。然后通過將離心之前存在于燒瓶中的體積V中的總勃姆石含量 的重量wt。t和未膠溶勃姆石粒子的重量Wu之間的重量差除以總勃姆石含量的重量Wtot獲 得膠溶等級P P = (Wtot-Wu) · 100% /Wtot (1)晶體牛長調(diào)節(jié)劑在本發(fā)明的實(shí)施中，AT H粒子和至少部分已膠溶勃姆石的組合在水和一種或多 種堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑的存在下被處理，所述處理在本文中有時(shí)被稱為水熱處理。適合 于在本文使用的堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑可以是本領(lǐng)域已知的任何堿性的晶體生長調(diào)節(jié)劑， 例如堿或堿的氧化物或氫氧化物以及類似物。合適的堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑的非限制性的例子包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧 化鈣、氧化鈣、氧化鈉和氧化鎂。本文所使用的堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑的量將使得溶液的所得到的pH值在約8至約 14或約10至約14的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約11至約13的范圍內(nèi)。水熱處理在本發(fā)明的實(shí)施中，使ATH水性懸浮液、至少部分已膠溶勃姆石和晶體生長 調(diào)節(jié)劑經(jīng)受水熱處理。水熱處理在至少160°C的一個(gè)或多個(gè)溫度下在高于約大氣壓力即 1.01325bar的一個(gè)或多個(gè)壓力下進(jìn)行足夠生產(chǎn)附聚的勃姆石粒子的一段時(shí)間，以生產(chǎn)勃姆 石產(chǎn)物粒子，如下文描述的，所述附聚的勃姆石粒子可以被干燥，如下文描述的。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，水熱處理在約160°C至約340°C的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溫 度下進(jìn)行，更優(yōu)選在約170°C至約250°C的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溫度下進(jìn)行。在一個(gè)示例 性的實(shí)施方案中，水熱處理在約160°C至約215°C的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溫度下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，水熱處理在約1.01325bar至約152bar的范圍內(nèi)的一個(gè)或多 個(gè)壓力下進(jìn)行，優(yōu)選在約7bar至約152bar的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)壓力下進(jìn)行，更優(yōu)選在 約9bar至約43bar的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)壓力下進(jìn)行。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，水 熱處理在約7bar至約23bar的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)壓力下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，水熱處理進(jìn)行高達(dá)約2天的一段時(shí)間。在一些實(shí)施方案 中，水熱處理進(jìn)行在約10分鐘、優(yōu)選約15分鐘、更優(yōu)選約30分鐘、最優(yōu)選約1小時(shí)， 至約2天、優(yōu)選高達(dá)約24小時(shí)、更優(yōu)選高達(dá)約5小時(shí)的范圍內(nèi)的一段時(shí)間。在另一個(gè)實(shí) 施方案中，處理進(jìn)行a)在約10分鐘至約2天的范圍內(nèi)的一段時(shí)間；b)在約15分鐘至 約24小時(shí)的范圍內(nèi)的一段時(shí)間；c)在約30分鐘至約24小時(shí)的范圍內(nèi)的一段時(shí)間；或d) 在約1至約5小時(shí)的范圍內(nèi)的一段時(shí)間。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，水熱處理進(jìn)行在 約1小時(shí)至約5小時(shí)的范圍內(nèi)的一段時(shí)間。在水熱處理完成之后，含有以附聚物的形式的至少部分可膠溶勃姆石粒子(因 此在本文中有時(shí)被稱為附聚的勃姆石粒子或附聚的至少部分可膠溶勃姆石粒子)的水性 產(chǎn)物懸浮液被可選擇地冷卻或允許冷卻，優(yōu)選冷卻或允許冷卻至室溫或冷卻或允許冷卻 至允許通過例如過濾從水性產(chǎn)物懸浮液回收附聚的至少部分可膠溶勃姆石粒子的溫度。 然后，回收的附聚的勃姆石粒子可以用水洗滌一次或多次，可選擇地至少部分被膠溶，并且然后被干燥以生產(chǎn)勃姆石產(chǎn)物粒子，如下文描述的。合適的干燥技術(shù)的非限制性的 例子包括研磨干燥(mill drying)、帶式干燥(belt drying)、噴霧干燥以及類似的。在一些實(shí)施方案中，附聚的至少部分可膠溶勃姆石粒子可以在干燥之前至少部 分被膠溶。因此，在一些實(shí)施方案中，在從水性產(chǎn)物懸浮液回收至少部分可膠溶勃姆石 粒子之前，向水性產(chǎn)物懸浮液加入酸或堿，以至少部分膠溶水性產(chǎn)物溶液中的附聚的勃 姆石粒子。在這些實(shí)施方案中，如果使用酸性化合物，那么加入到水性產(chǎn)物懸浮液中的 酸或堿的量是足夠使pH達(dá)到和/或保持在約1至約5的范圍內(nèi)、優(yōu)選在約2至約4的范 圍內(nèi)的量。如果使用堿，那么所使用的堿的量將使得水性產(chǎn)物溶液的所得到的pH值在約 10至14的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約11至約13的范圍內(nèi)。應(yīng)注意到，被加入以達(dá)到這些pH值 的酸或堿的量每次可以不同，因?yàn)樗援a(chǎn)物溶液的所得到的pH值取決于各種因素，所述 因素包括例如所使用的酸或堿濃度，即使對于每一種類的酸或堿來說典型的濃度是不同 的；所使用的酸或堿的強(qiáng)度，這對于每種酸或堿通常是不同的；以及將酸或堿加入其中 的水性產(chǎn)物溶液的起始pH的任何波動(dòng)。在膠溶之后，可以通過能夠從溶膠回收固體的任 何合適的過濾/回收技術(shù)來回收至少部分已膠溶勃姆石產(chǎn)物粒子，并且然后將其干燥。
在一些實(shí)施方案中，至少部分可膠溶勃姆石粒子可以從水性產(chǎn)物懸浮液回收， 可選擇地用水洗滌一次或多次，并使用水、分散劑或其組合再漿化，如上文所描述的。 然后可以使用酸或堿至少部分膠溶再漿化的、附聚的至少部分可膠溶勃姆石粒子，如上 文所描述的。在膠溶之后，可以回收至少部分已膠溶勃姆石產(chǎn)物粒子，如上文所描述 的，并且然后根據(jù)下文所描述的技術(shù)中的任一種將其干燥。應(yīng)注意到，在附聚的勃姆 石粒子至少部分膠溶之后，至少部分已膠溶勃姆石粒子的附聚程度小于附聚的勃姆石粒 子。如本文所使用的“研磨干燥”以及“研磨干燥的”意思是從水性懸浮液回收 的勃姆石粒子(在本文中有時(shí)被簡單地稱為回收的勃姆石粒子)，即附聚的勃姆石粒子或 者至少部分已膠溶勃姆石粒子(如果附聚的粒子在干燥之前至少部分被膠溶)，在研磨干 燥單元中在湍流熱空氣流中被干燥。研磨干燥單元包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子被穩(wěn)固地安裝在以高 圓周速度旋轉(zhuǎn)的實(shí)心軸上。與高空氣吞吐量有關(guān)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)把流動(dòng)通過的熱空氣轉(zhuǎn)換為 極其快速的空氣渦流，空氣渦流攜帶回收的勃姆石粒子、把它們加速以及分散和干燥它 們。在已經(jīng)被完全干燥之后，勃姆石產(chǎn)物粒子經(jīng)由湍流空氣從磨中被運(yùn)輸出來，并且通 過使用合適的過濾系統(tǒng)將其與熱空氣和蒸汽分離。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，在已 經(jīng)被完全干燥之后，勃姆石產(chǎn)物粒子經(jīng)由湍流空氣被運(yùn)輸通過被集成入磨中的空氣分級 器，并且然后經(jīng)由湍流空氣從磨中被運(yùn)輸出來，并且通過使用常規(guī)的合適的過濾系統(tǒng)將 其與熱空氣和蒸汽分離。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，從水性懸浮液回收的勃姆石粒子，例如附聚的勃姆 石粒子或者至少部分已膠溶勃姆石粒子(如果附聚的粒子在干燥之前至少部分被膠溶)， 被噴霧干燥。噴霧干燥是用于生產(chǎn)勃姆石的一種技術(shù)。這種技術(shù)通常涉及通過使用噴 嘴和/或旋轉(zhuǎn)霧化器霧化勃姆石進(jìn)料，在此所述勃姆石進(jìn)料是回收的勃姆石粒子。然后 把霧化的進(jìn)料與熱氣體接觸，熱氣體通常是空氣，并且然后從熱氣體流回收噴霧干燥的 勃姆石產(chǎn)物粒子?？梢砸阅媪骰虿⒘鞣绞竭M(jìn)行霧化的進(jìn)料的接觸，并且可以控制氣體溫 度、霧化、接觸以及氣體和/或霧化的進(jìn)料的流動(dòng)速率來生產(chǎn)具有期望的產(chǎn)物性質(zhì)的勃姆石產(chǎn)物粒子，如下文描述的。如果噴霧干燥回收的勃姆石粒子，那么再漿化回收的勃姆石粒子，并且噴霧干 燥所得到的漿料?？梢酝ㄟ^使用水、分散劑或其任何混合物再漿化回收的勃姆石粒子。 如果通過使用水再漿化回收的勃姆石粒子，那么漿料通常含有在基于漿料的總重量的約 lwt.%至約40wt.%的范圍內(nèi)的勃姆石粒子，優(yōu)選在約5wt.%至約40wt.%的范圍內(nèi)，更優(yōu) 選在約8wt.%至約35wt.%的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在約8wt.%至約25wt.%的范圍內(nèi)，所有都基 于漿料的總重量。如果用分散劑或分散劑或水的組合來再漿化回收的勃姆石粒子，那么 因?yàn)榉稚┑淖饔?，漿料可以含有基于漿料的總重量的高達(dá)約50wt.%的回收的勃姆石粒 子。在本實(shí)施方案中，漿料的其余部分，即不包括回收的勃姆石粒子和分散劑，通常是 水，雖然某些試劑、污染物等等可以從沉淀體現(xiàn)出來。因此，在本實(shí)施方案中，漿料通 常包含在基于漿料的總重量的lwt.%至約50wt.%范圍內(nèi)的回收的勃姆石粒子，優(yōu)選地， 漿料包含在基于漿料的總重量的IOwt. %至約50wt.%范圍內(nèi)、更優(yōu)選在約20wt.%至約 50wt.%的范圍內(nèi)、最優(yōu)選在約25M.%至約40wt.%的范圍內(nèi)的回收的勃姆石粒子。適合 于在本文中使用的分散劑的非限制性的例子包括聚丙烯酸酯、有機(jī)酸、萘磺酸酯/甲醛 縮合物(naphtalensulfonate/formaldehyde condensate)、脂肪醇-聚乙二醇-醚(fatty-alcoh ol-polyglycol-ether) > 聚丙烯-環(huán)氧乙燒(polypropylene-ethylenoxid)、聚乙二醇-酯、聚 胺-環(huán)氧乙烷、磷酸鹽、聚乙烯醇?？梢酝ㄟ^使用諸如過濾的回收技術(shù)或僅僅允許“噴霧干燥的”粒子落下以便收 集在可以從中移除這些粒子的噴霧干燥器中來實(shí)現(xiàn)勃姆石產(chǎn)物粒子的回收，但是可以使 用任何合適的回收技術(shù)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過允許勃姆石產(chǎn)物粒子沉降來從噴霧 干燥器回收勃姆石產(chǎn)物粒子，且螺旋運(yùn)輸器從噴霧干燥器回收勃姆石產(chǎn)物粒子并隨后借 助于壓縮空氣通過管道運(yùn)輸?shù)酵矀}中。噴霧干燥條件是常規(guī)的并且可以由具有下文描述的所需要的勃姆石產(chǎn)物粒子質(zhì)量的知識的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易地選擇。通常，這些條件包括通常在250°C和 550°C之間的入口空氣溫度和通常在105°C和150°C之間的出口空氣溫度。勃姆石產(chǎn)物粒子本發(fā)明所生產(chǎn)的勃姆石產(chǎn)物粒子，即在已經(jīng)干燥回收的勃姆石粒子之后收集的 勃姆石粒子，通?？梢杂梢韵旅枋鰅)通過DIN-66132測定的在約20m2/g至約300m2/ g的范圍內(nèi)的BET比表面積；ii)在1200°C的溫度下的約20%的最大燒失量(LOI) ； iii) 在等于或高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重； iv)至少部分可膠溶；ν)具有在IOnm至25nm之間的微晶大??；vi)小于約2 1的長寬 比；或vii)i)-vi)中的兩個(gè)或更多個(gè)的任何組合。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，勃姆石產(chǎn) 物粒子由i)-vi)中的全部描述。如本文所使用的失重是指干燥的勃姆石粒子的水的釋放并且可以直接通過幾種 熱分析方法來評估，熱分析方法例如熱重分析(“TGA”)，并且在本發(fā)明中，通過TGA 測量干燥的勃姆石粒子的熱穩(wěn)定性。在測量之前，把勃姆石產(chǎn)物粒子樣品在烘箱中在 105°C下干燥4小時(shí)以除去表面水分。然后用Mettler Toledo TGA/SDTA 851%通過使用 70 μ 1氧化鋁坩堝(初始重量約180mg)，在N2 (25ml每分鐘)下，以1°C每min的加熱速 率進(jìn)行TGA測量。測量在2wt.%失重和5wt.%失重處的干燥的勃姆石粒子(如上文所描述的預(yù)干燥的)的TGA溫度，二者都基于干燥的勃姆石粒子的重量。應(yīng)注意到，使用蓋 子覆蓋坩堝來進(jìn)行上文描述的TGA測量。在一些實(shí)施方案中，勃姆石產(chǎn)物粒子具有在約50m2/g至約200m2/g的范圍內(nèi)、 優(yōu)選在約70m2/g至約180m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積。在示例性的實(shí)施方案中，勃 姆石產(chǎn)物粒子具有在約80m2/g至約150m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積。如上所述，在一些實(shí)施方案中，由本發(fā)明生產(chǎn)的勃姆石產(chǎn)物粒子可以被表征為 至少部分可膠溶。當(dāng)被用于描述勃姆石產(chǎn)物粒子時(shí)，對于至少部分可膠溶，其意思是在 使用乙酸在不低于2的pH值下勃姆石產(chǎn)物粒子的可膠溶性的等級或程度是至少30%，優(yōu) 選至少50%，更優(yōu)選至少70%，最優(yōu)選至少80%。用于測量膠溶等級的方法在上文一般 地描述。在一些實(shí)施方案中，由本發(fā)明生產(chǎn)的勃姆石產(chǎn)物粒子具有在約IOnm至約22nm 的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在約IOnm至約19nm的范圍內(nèi)的微晶大小。微晶大小由X射線衍射 (“XRD” )如下測定X射線粉末衍射在Siemens D500上以Bragg-Brentano聚焦進(jìn)行， 應(yīng)用具有用于單色化的鎳濾光片的銅陽極。微晶大小使用Scherrer方程計(jì)算a = KA/ β cos θ
a微晶大小λ X 射線波長，CuKa = 0.154nmβ FWHM (半最大值全寬)θ 反射角K系數(shù)，我們假設(shè)K= 1不對峰展寬的裝置影響和物理影響應(yīng)用進(jìn)一步的校正。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的勃姆石產(chǎn)物粒子具有在約1 1至約2 1的范圍 內(nèi)的長寬比。對于長寬比，其意思是最長的晶體尺寸與垂直于所述最長的晶體尺寸的晶 體最大長度的比率。例如，理想球體的長寬比是1 1，因?yàn)榍蝮w的直徑在所有測量中是 基本上相同的，例如最長的晶體尺寸(在這種情況下是直徑)與垂直于最長的晶體尺寸的 晶體最大長度相同，而晶體最大長度也是直徑。因此，可以說，本發(fā)明的勃姆石產(chǎn)物粒 子近似是球體或是近似球形的并且因此具有小于2 1的長寬比。應(yīng)注意到，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員將理解，并非所有的本發(fā)明的勃姆石粒子都將具有精確地相同的長寬比，即 粒子中的某些在形狀上是接近球形的而不是理想球體，并且其他粒子幾乎是理想球體， 即具有1 1或十分接近1 1的長寬比。還應(yīng)注意到，由于勃姆石產(chǎn)物粒子近似是球 體，它們不具有確定的晶面，并且因此次要長寬比(secondary aspect ratio)是不適用的。勃姆石粒子的用途由本發(fā)明生產(chǎn)的勃姆石產(chǎn)物粒子在多種合成樹脂中用作阻燃劑填料。因此，在 一些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及阻燃聚合物制劑。在這些實(shí)施方案中，阻燃聚合物制劑包 含阻燃量的如上文所描述的勃姆石粒子。對于勃姆石粒子的阻燃量，其通常的意思是在 約0.1至約250份每100份樹脂(“phr”)的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約5至約150phr的范圍內(nèi)。 在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案中，阻燃量在約10至約120phr的范圍內(nèi)。在一個(gè)最優(yōu)選的實(shí) 施方案中，阻燃量在約15至約SOphr的范圍內(nèi)。阻燃量的根據(jù)本發(fā)明的勃姆石粒子可以單獨(dú)使用或與其他阻燃添加劑結(jié)合使用。這樣的阻燃添加劑的非限制性的例子是氫氧化鋁(ATH)、氫氧化鎂(MDH)、碳酸鈣 鎂石、水菱鎂礦、層狀雙氫氧化物(layered double hydroxide)、包括有機(jī)改性粘土(即納 米粘土)的粘土、含商素阻燃劑、磷化合物或有機(jī)磷化合物、含氮阻燃劑(例如氰尿酸三 聚氰胺(melaminecyamirate)以及類似物。如果也將使用其他阻燃劑填料，那么它們的量 通常在相對于100份(phr)的合成樹脂的約249.9至約0.1份(phr)的范圍內(nèi)。本發(fā)明的阻燃聚合物制劑還包含至少一種(有時(shí)僅一種)合成樹脂。合成樹脂的 非限制性的例子包括熱塑性塑料、彈性體和熱固性材料(未固化的，或如果需要的話固 化的)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，合成樹脂是熱塑性樹脂?？稍谄渲惺褂貌肥a(chǎn)物粒子的 熱塑性樹脂的非限制性的例子包括聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、(2至(8烯烴(a-烯烴) 的聚合物和共聚物(例如聚丁烯、聚(4_甲基戊烯-1)或類似物、這些烯烴和二烯的共聚 物)、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯樹脂(例如PBT)、 ABS樹脂、AAS樹脂、AS樹脂、MBS樹脂、乙烯-氯乙烯共聚物樹脂、乙烯-醋酸乙 烯酯共聚物樹脂、乙烯-氯乙烯-醋酸乙烯酯接枝聚合物樹脂、偏二氯乙烯、聚氯乙烯、 氯化聚乙烯、氯乙烯_丙烯共聚物、醋酸乙烯酯樹脂、苯氧基樹脂以及類似物。合適的 合成樹脂的另外的例子包括熱固性樹脂，例如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不 飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂和尿素樹脂，并且還包括天然橡膠或合成橡膠，例如EPDM、 丁基橡膠、異戊二烯橡膠、SBR、NIR、聚氨酯橡膠、聚丁二烯橡膠、丙烯酸橡膠、硅橡 膠、含氟彈性體、NBR和氯磺化聚乙烯。還包括聚合物懸浮液(晶格)。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，至少一種合成樹脂是基于聚乙烯的樹脂，例如高密 度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、EVA(乙烯 -醋酸乙 烯酯樹脂)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯樹脂)、EMA(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物樹脂)、 EAA (乙烯-丙烯酸共聚物樹脂)和超高分子量聚乙烯；以及(2至(8烯烴(a-烯烴)的 聚合物和共聚物，例如聚丁烯和聚(4-甲基戊烯-1)、聚氯乙烯和橡膠。在一個(gè)更優(yōu)選的 實(shí)施方案中，合成樹脂是基于聚乙烯的樹脂。本發(fā)明的阻燃聚合物制劑還可以含有本領(lǐng)域中通常使用的其他添加劑。適合于 在本發(fā)明的阻燃聚合物制劑中使用的其他添加劑的非限制性的例子包括擠出助劑，例如 聚乙烯蠟、硅基擠出助劑、脂肪酸；偶聯(lián)劑，例如氨基硅烷、乙烯基硅烷或烷基硅烷或 馬來酸接枝聚合物；硬脂酸鈉或硬脂酸鈣；有機(jī)過氧化物；染料；顏料；填料；發(fā)泡 劑；除臭劑；熱穩(wěn)定劑；抗氧化劑；抗靜電劑；增強(qiáng)劑；金屬凈化劑或鈍化劑；抗沖 改性劑；加工助劑；脫模助劑、潤滑劑；防粘連劑；其他阻燃劑，在一些實(shí)施方案中是 氫氧化鎂、氫氧化鋁、磷阻燃劑或鹵素阻燃劑；紫外穩(wěn)定劑；增塑劑；流動(dòng)性助劑；以 及類似物。如果期望的話，在阻燃聚合物制劑中還可以包括成核劑，例如硅酸鈣或靛 藍(lán)。其他可選擇的添加劑的比例是常規(guī)的并且可以是變化的以適應(yīng)任何給定條件的需 要。結(jié)合和加入阻燃聚合物制劑的組分的方法對于本發(fā)明不是關(guān)鍵的，并且可以是 本領(lǐng)域中任何所知的方法，只要所選擇的方法涉及組分的基本上均勻的混合。例如，可 以使用布斯共捏合機(jī)、密閉式混合機(jī)、法勞連續(xù)混合機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)或在某些情況下 也可以使用單螺桿擠出機(jī)或雙輥磨(two roll mill)來混合以上組分中的每種以及可選擇的 添加劑(如果使用的話)。然后可以在后續(xù)加工步驟中模塑阻燃聚合物制劑，如果期望的話。在一些實(shí)施方案中，可以使用徹底地混合組分以形成阻燃聚合物制劑并且還由 阻燃聚合物制劑模塑制品的裝置。此外，阻燃聚合物制劑的模塑制品可以在制造之后 用于諸如拉伸處理、壓花處理、涂覆、印刷、鍍層、穿孔或切割的應(yīng)用。模塑制品還 可以被固定于除了本發(fā)明的阻燃聚合物制劑之外的材料，例如石膏板、木材、木芯板、 金屬材料或石頭。然而，捏合了的混合物還可以被吹脹成型(inflation-mold)、注射成 型、擠出成型、吹塑(blow-mold)、壓模(press-mold)、旋塑(rotation-mold)或壓延成型 (calender-mold)。在擠壓制品的情況下，可以使用已知對上文描述的合成樹脂混合物有效的任何 擠出技術(shù)。在一種示例性的技術(shù)中，在混合機(jī)器中混合合成樹脂、勃姆石粒子和可選擇 的組分(如果選擇的話)，以形成如上文所描述的阻燃樹脂制劑。然后阻燃樹脂制劑在擠 出機(jī)中被加熱至熔融狀態(tài)，并且然后熔融的阻燃樹脂制劑被通過所選擇的模具擠出，以 形成擠壓制品或涂覆例如用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕饘倬€或玻璃纖維。以上的描述涉及本發(fā)明的若干實(shí)施方案。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，可以設(shè) 想其他的同樣有效的手段，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明精神。還應(yīng)注意到，本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案 設(shè)想本文所討論的所有范圍包括從任何較低的量至任何較高的量的范圍。以下的實(shí)施例將闡述本發(fā)明，而不意在以任何方式進(jìn)行限制。實(shí)施例1(本發(fā)明)在以下的實(shí)施例中使用的在水中的水性三羥鋁石/水鋁礦懸浮液具有98g/l的固 體含量。BET比表面積是27.2m2/g，且中值d5(1粒度是1.88 y m。d5(1值如上文所描述的 測定。在室溫下，在強(qiáng)烈的攪拌下混合588g的假勃姆石(pseudo-boehmite)與5292g的 去離子水，以獲得10Wt.%的在水中的假勃姆石懸浮液。逐滴加入10g的硝酸(濃)，直 到假勃姆石被100%膠溶以成為溶膠。溶膠的所獲得的pH值是2。在501的高壓釜中， 倒入301的在水中的三羥鋁石/水鋁礦懸浮液。懸浮液的固體含量是98g/l，并且懸浮液 中ATH粒子的總量是2940g。把勃姆石溶膠的總量，包括水和硝酸，加入高壓釜中，得 到588g/2940g的勃姆石溶膠/ATH比率，該比率相當(dāng)于20%。加入500g的濃氫氧化鈉 溶液作為晶體生長調(diào)節(jié)劑，直到獲得12.5的pH值。然后使用攪拌器在攪拌下以約3°C / min的加熱速率加熱懸浮液至200°C的溫度并且保持該溫度lh。高壓釜中的壓力是自生 的。允許懸浮液在攪拌下以約10°c /min的冷卻速率冷卻至約50°C。然后把懸浮液倒入 容器中以允許進(jìn)一步冷卻至室溫。在冷卻至室溫之后，使用濾紙過濾101的勃姆石粒子 懸浮液。然后把由此所獲得的濾餅懸浮在151的去離子水中兩次并且再次過濾。使用已 洗滌的濾餅生產(chǎn)具有l(wèi)Owt.%的固體含量的水性懸浮液。然后在攪拌下逐滴加入約200g 的乙酸直到獲得3.5的pH值。在達(dá)到3.5的pH之后使用攪拌器以約5000rpm持續(xù)攪拌 lOmin。然后使用來自Biichi Company的“B-290”型噴霧干燥器噴霧干燥兩升的包含勃 姆石溶膠且最終包含未膠溶勃姆石粒子、水和乙酸的所獲得的懸浮液，從而生產(chǎn)干燥的 勃姆石粒子。噴霧干燥器的通過量是約50g/h固體，入口空氣溫度是約220°C，并且出口 空氣溫度是約73 °C。為了測量干燥的勃姆石粒子的可膠溶性的等級，在燒杯中使用攪拌器用11的去 離子水制成含有l(wèi)Owt.%的干燥的勃姆石粒子的懸浮液。然后在攪拌下逐滴加入乙酸直到獲得3.5的pH值。使用攪拌器以約5000rpm持續(xù)攪拌lOmin。從包含勃姆石溶膠、未膠 溶勃姆石粒子和乙酸的所獲得的懸浮液，可以通過計(jì)入所加入的乙酸的量來計(jì)算以g每1 懸浮液為單位的新的總勃姆石含量。從包含勃姆石溶膠、未膠溶勃姆石粒子和乙酸的所 獲得的懸浮液，借助于吸管從燒杯除去40ml，將其倒入燒瓶并且在lOmin期間在離心機(jī) 中以約5000rpm離心。在離心之后，借助于吸管除去溶膠，而不取出沉降在溶液的底部 的未膠溶勃姆石粒子。然后在24h期間在烘箱中在105°C下干燥包含未膠溶勃姆石粒子的 燒瓶。含有干燥的未膠溶勃姆石粒子的干燥燒瓶和空的燒瓶的重量之間的重量差給出了 存在于燒瓶中的40ml的懸浮液中的未膠溶勃姆石粒子的重量。然后通過用存在于燒瓶中 的40ml體積中的勃姆石粒子的總重量和未膠溶勃姆石粒子的重量之間的重量差除以40ml 體積中的總勃姆石粒子的重量來獲得膠溶等級P。在本實(shí)施例中，獲得了 85%的膠溶等 級。以下的表1匯總了本發(fā)明的勃姆石等級的性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種工藝，所述工藝包括在水和一種或多種堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑的存在下，將含 有至少氫氧化鋁粒子(“ΑΤΗ”)和在基于所述氫氧化鋁粒子的總重量的約lwt.%至約 40wt. %的范圍內(nèi)的至少部分已膠溶勃姆石的混合物加熱至至少約160°C的一個(gè)或多個(gè)溫 度達(dá)高達(dá)約2天的一段時(shí)間，從而生產(chǎn)包含至少勃姆石產(chǎn)物粒子的水性產(chǎn)物懸浮液，其 中所述勃姆石產(chǎn)物粒子具有在小于約21的范圍內(nèi)的長寬比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述混合物中的所述堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑的量導(dǎo) 致范圍在約10至約14的pH。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述混合物中的所述堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑的量導(dǎo) 致范圍在約11至約13的pH。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中ATH粒子具有在約lm2/g至約100m2/g的范圍 內(nèi)的BET。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中ATH粒子具有在約0.1μ m至約60 μ m的范圍內(nèi) 的 d5Q。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中ATH粒子具有i)在約lm2/g至約100m2/g的范 圍內(nèi)的BET和在約0.1 μ m至約4 μ m的范圍內(nèi)的d5(1 ； ii)在約10m2/g至約60m2/g的范 圍內(nèi)的BET和在約0.5 μ m至約4 μ m的范圍內(nèi)的d5(1 ； iii)在約20m2/g至約40m2/g的范 圍內(nèi)的BET和在約1 μ m至約3 μ m的范圍內(nèi)的d5(1 ；或iv)在約25m2/g至約35m2/g的 范圍內(nèi)的BET和在約1.5 μ m至約2.5 μ m的范圍內(nèi)的d5(1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其中所述ATH粒子存在于水性懸浮液中，所述水性 懸浮液含有基于所述水性懸浮液的總重量的在約Iwt. %至約30wt. %的范圍內(nèi)的ATH粒 子。
8 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的工藝，其中所述ATH粒子是純的水鋁礦或三羥鋁石/ 水鋁礦混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工藝，其中所述ATH粒子是三羥鋁石/水鋁礦混合物，其 中這樣的三羥鋁石/水鋁礦混合物中的三羥鋁石部分是基于所述三羥鋁石/水鋁礦混合物 的總重量的至少約50wt. %。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝，其中所述三羥鋁石/水鋁礦混合物含有基于所述三 羥鋁石/水鋁礦混合物的總重量的至少約5wt.%的水鋁礦。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工藝，其中所述水性懸浮液含有在基于所述水性懸浮液的 總重量的約7wt.%至約9wt.%的范圍內(nèi)的ATH粒子。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其中至少部分可膠溶勃姆石在其被膠溶之前被表 征為具有在約70m2/g至約400m2/g的范圍內(nèi)的BET和至少約30 %可膠溶的以及大于 0.02 μ m ^ d50。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其中至少部分可膠溶勃姆石在其被膠溶之前被表 征為具有在約280m2/g至約300m2/g的范圍內(nèi)的BET和基本上完全可膠溶的以及大于 0.04 μ m ^ d50。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝，其中所述混合物在高于約大氣壓力的一個(gè)或多個(gè)壓 力下被加熱至在約160°C至約340°C的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工藝，其中所述混合物在約7bar至約23bar的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)壓力下被加熱至在約160°C至約215°C的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述水性產(chǎn)物懸浮液被冷卻或被允許冷卻。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述工藝還包括允許冷卻或冷卻所述水性產(chǎn)物 懸浮液至至少室溫以及然后從冷卻的水性產(chǎn)物懸浮液回收所述勃姆石產(chǎn)物粒子的至少一 部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的工藝，其中回收的勃姆石產(chǎn)物粒子用水洗滌一次或多次， 并且然后被干燥以生產(chǎn)勃姆石產(chǎn)物粒子。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的工藝，其中在干燥之前把酸或堿加入到所述水性產(chǎn)物懸浮 液中以在水性產(chǎn)物溶液中至少部分膠溶所述勃姆石產(chǎn)物粒子，其中被加入到所述水性產(chǎn) 物懸浮液中的酸的量是足夠使所述水性產(chǎn)物溶液的pH值達(dá)到和/或保持在約1至約5的 范圍內(nèi)的量，或被加入到所述水性產(chǎn)物懸浮液中的堿的量是足夠使所述水性產(chǎn)物溶液的 pH值達(dá)到和/或保持在約10至14的范圍內(nèi)的量。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或19所述的工藝，其中所述工藝還包括a)用水、分散劑或其組合再漿化所述勃姆石產(chǎn)物粒子，從而生產(chǎn)第一勃姆石產(chǎn)物粒 子懸浮液；把酸或堿加入到所述勃姆石產(chǎn)物粒子懸浮液中，從而生產(chǎn)含有至少部分已膠 溶勃姆石產(chǎn)物粒子的第二勃姆石產(chǎn)物粒子懸浮液，其中被加入到所述第一勃姆石產(chǎn)物粒 子懸浮液中的酸的量是足夠使pH達(dá)到和/或保持在約1至約5的范圍內(nèi)的量，或所使用的 堿的量將使得所述第二勃姆石產(chǎn)物粒子懸浮液的所得到的pH值在約10至14的范圍內(nèi)； 以及b)回收并且可選擇地干燥所述至少部分已膠溶勃姆石產(chǎn)物粒子。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中所述勃姆石產(chǎn)物粒子的特征在于a)通過DIN-66132測定的在約20m2/g至約300m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、在 1200°C的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)、在IOnm至25nm之間的微晶大小和小于約 2 1的長寬比；或b)在約50m2/g至約200m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)、在IOnm至22nm之間的微晶大小和在約1 1至 約21的范圍內(nèi)的長寬比；或c)在約70m2/g至約180m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)、在IOnm至22nm之間的微晶大小和在約1 1至 約21的范圍內(nèi)的長寬比；或d)在約80m2/g至約150m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)、在IOnm至19nm之間的微晶大小和在約1 1至 約2 1的范圍內(nèi)的長寬比。
22.根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述勃姆石產(chǎn)物粒子的特征在于a)通過DIN-66132測定的在約20m2/g至約300m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、在1200°C的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)、在IOnm至25nm之間的微晶大小和小于約 2 1的長寬比；或b)在約50m2/g至約200m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)、在IOnm至22nm之間的微晶大小和在約1 1至 約21的范圍內(nèi)的長寬比；或c)在約70m2/g至約180m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)、在IOnm至22nm之間的微晶大小和在約1 1至 約21的范圍內(nèi)的長寬比；或d)在約80m2/g至約150m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)、在IOnm至19nm之間的微晶大小和在約1 1至 約2 1的范圍內(nèi)的長寬比。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的工藝，其中所述勃姆石產(chǎn)物粒子被表征為在含有l(wèi)Owt.% 的固體含量的水溶液中使用乙酸在不低于2的pH值下可膠溶至少30%。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的工藝，其中所述勃姆石產(chǎn)物粒子被表征為在含有l(wèi)Owt.% 的固體含量的水溶液中并且使用乙酸在不低于2的pH值下被膠溶至少30%。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中勃姆石產(chǎn)物粒子是近似球形的。
26.—種工藝，所述工藝包括在水和一種或多種堿性晶體生長調(diào)節(jié)劑的存在下，將含 有至少氫氧化鋁粒子(“ΑΤΗ” )和在基于所述氫氧化鋁粒子的總重量的約lwt.%至約 40wt.%的范圍內(nèi)的至少部分已膠溶勃姆石的混合物加熱至至少約160°C的一個(gè)或多個(gè)溫 度達(dá)高達(dá)約2天的一段時(shí)間，從而生產(chǎn)包含至少勃姆石產(chǎn)物粒子的水性產(chǎn)物懸浮液，其 中所述勃姆石產(chǎn)物粒子是近似球形的。
27.勃姆石粒子，所述勃姆石粒子具有小于2 1的長寬比，所述勃姆石粒子使用乙 酸在不低于2的pH值下可膠溶至少30%以及進(jìn)一步的特征在于a)通過DIN-66132測定的在約20m2/g至約300m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、在 1200°C的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至25nm之間的微晶大??；或b)在約50m2/g至約200m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至22nm之間的微晶大?。换騝)在約70m2/g至約180m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至22nm之間的微晶大??；或d)在約80m2/g至約150m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至19nm之間的微晶大小。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的勃姆石粒子，其中所述勃姆石粒子在含有l(wèi)Owt.%的固體 含量的水溶液中i)使用乙酸在不低于2的pH值下可膠溶至少50%; ii)使用乙酸在不低于2的pH值下可膠溶至少70% ；或iii)使用乙酸在不低于2的pH值下可膠溶至少80%。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的勃姆石粒子，其中所述勃姆石粒子是近似球形的。
30.勃姆石粒子，所述勃姆石粒子具有在約1 1至約2 1的范圍內(nèi)的長寬比，所 述勃姆石粒子使用乙酸在不低于2 WpH值下被膠溶至少30%以及進(jìn)一步的特征在于a)通過DIN-66132測定的在約20m2/g至約300m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、在 1200°C溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至25nm之間的微晶大?。换騜)在約50m2/g至約200m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至22nm之間的微晶大??；或c)在約70m2/g至約180m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至22nm之間的微晶大??；或d)在約80m2/g至約150m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至19nm之間的微晶大小。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的勃姆石粒子，其中所述勃姆石粒子在含有l(wèi)Owt.%或更低 的固體含量的水溶液中i)使用乙酸在不低于2的pH值下被膠溶至少50% ； ii)使用乙酸 在不低于2的pH值下被膠溶至少70% ；或iii)使用乙酸在不低于2的pH值下被膠溶至 少 80%。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的勃姆石粒子，其中所述勃姆石粒子是近似球形的。
33.一種阻燃制劑，所述阻燃制劑包含a)阻燃量的勃姆石粒子，所述勃姆石粒子具有小于約2 1的長寬比并且在含有 lOwt.%的固體含量的水溶液中使用乙酸在不低于2的pH值下可膠溶至少30%，其中所述 勃姆石粒子進(jìn)一步的特征在于b)通過DIN-66132測定的在約20m2/g至約300m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、在 1200°C的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至25nm之間的微晶大??；或c)在約50m2/g至約200m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至22nm之間的微晶大??；或d)在約70m2/g至約180m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至22nm之間的微晶大?。换騟)在約80m2/g至約150m2/g的范圍內(nèi)的BET比表面積、通過TGA測定的在等于或 高于約250°C的溫度下的2%失重和在等于或高于約330°C的溫度下的5%失重、在1200°C 的溫度下的20%的最大燒失量(LOI)和在IOnm至19nm之間的微晶大??；f)至少一種合成樹脂；以及可選擇地，g)選自以下的一種或多種添加劑另外的阻燃劑；擠出助劑；偶聯(lián)劑；硬脂酸鈉或 硬脂酸鈣；有機(jī)過氧化物；染料；顏料；填料；發(fā)泡劑；除臭劑；熱穩(wěn)定劑；抗氧化 劑；抗靜電劑；增強(qiáng)劑；金屬凈化劑或鈍化劑；抗沖改性劑；加工助劑；脫模助劑、潤滑劑；防粘連劑；其他阻燃劑，在一些實(shí)施方案中是氫氧化鎂、氫氧化鋁、磷阻燃劑 或鹵素阻燃劑；紫外穩(wěn)定劑；增塑劑；流動(dòng)性助劑；以及類似物。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的阻燃制劑，其中所述阻燃量的勃姆石粒子在約0.1至約 250份每100份樹脂(“phr”)的范圍內(nèi)。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的阻燃制劑，其中所述阻燃制劑包括所述可選擇的添加劑中 的一種或多種。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的阻燃制劑，其中所述一種或多種可選擇的另外的添加劑選 自擠出助劑；偶聯(lián)劑；硬脂酸鈉或硬脂酸鈣；有機(jī)過氧化物；染料；顏料；填料； 發(fā)泡劑；除臭劑；熱穩(wěn)定劑；抗氧化劑；抗靜電劑；增強(qiáng)劑；金屬凈化劑或鈍化劑； 抗沖改性劑；加工助劑；脫模助劑、潤滑劑；防粘連劑；其他阻燃劑，在一些實(shí)施方案 中是氫氧化鎂、氫氧化鋁、磷阻燃劑或鹵素阻燃劑；紫外穩(wěn)定劑。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的阻燃制劑，其中所述至少一種合成樹脂選自熱塑性樹脂、 彈性體和熱固性樹脂。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的阻燃制劑，其中所述勃姆石粒子在含有l(wèi)Owt.%的固體含 量的水溶液中i)使用乙酸在不低于2的pH值下可膠溶至少50% ； ii)使用乙酸在不低于 2的pH值下可膠溶至少70% ；或iii)使用乙酸在不低于2的pH值下可膠溶至少80%。
39.一種由根據(jù)權(quán)利要求33的阻燃制劑生產(chǎn)的模塑制品或擠壓制品。
40.一種由根據(jù)權(quán)利要求33的阻燃制劑生產(chǎn)的擠壓的線或纜。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)至少部分可膠溶勃姆石粒子和至少部分已膠溶勃姆石粒子的工藝、至少部分可膠溶勃姆石粒子和至少部分已膠溶勃姆石粒子，以及至少部分已膠溶勃姆石粒子在阻燃合成樹脂中的用途。
文檔編號C01F7/02GK102015534SQ200980105568
公開日2011年4月13日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者勒內(nèi)·埃爾比特, 莫妮卡·吉賽爾巴克 申請人:雅寶歐洲有限責(zé)任公司