专利名称：酸性水性氧化铝溶胶的制造方法
技术领域：
本发明为一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，在利用电子显微镜观察时，所述稳定的酸性水性氧化铝溶胶含有长度为50～400nm的柱状2次粒子，该2次粒子是通过一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的。
背景技术：
通过现有的各种制造方法，可以制造各种氧化铝水合物的胶体粒子。这里所谓的胶体粒子为，具有1～1000nm的粒子径、即具有胶体级别的粒子径的粒子的总称。这些被制造出的胶体粒子基本为具有勃姆石(boehmite)结构或拟勃姆石(pseudo boehmite)结构作为结晶结构的氧化铝水合物和也称为非晶体的无定形的氧化铝水合物，而且，作为其形状，已知有板状、带状、纺锤状、针状、纤维状等。
特开昭57-111237号公报中公开了一种氧化铝溶胶的制造方法，包括对使水溶性铝酸盐与二氧化碳或碳酸盐反应得到的氧化铝水合物进行水热处理后进行干燥，或对该处理物进行干燥，然后将其与1元酸混合。
特开平02-243512号公报中公开了通过使铝酸盐苛性碱溶液处于100℃或其以下的温度，调节其摩尔比，对该碱性溶液进行激烈搅拌的同时进行冷却来分离细小的和板状的α-铝一水合物(具有勃姆石结构的氧化铝水合物)的生成物的方法。
美国专利第4666614号说明书中公开了使pH值被调整为7.5～10的酸或碱反应液在60～100℃反应2～7小时，并干燥至35质量％或其以上的α-铝一水合物的制造方法。
根据特开昭57-111237号公报记载有以下方法，对于氧化铝水合物的制造条件，在使用碱金属的铝酸盐作为可溶性铝盐时，使用向其中吹入气态的二氧化碳的通常的制造方法即可，优选使反应体系的pH值达到7左右那样导入二氧化碳，然后，对制得的氧化铝水合物进行洗涤以除去杂质。进而，从氧化铝溶胶的制造或用途方面考虑，优选残存的杂质的量越少越好。
根据特开平02-243512号公报，该发明的α-铝一水合物为具有作为颜料充填材料的适当的尺寸(平均粒径0.4μm，或在粒径分布中，90％或其以上在0.2～0.8μm的范围内)的板状结晶，而且勃姆石从铝酸钠溶液中析出的最大速度发生在Na2O/Al2O3的摩尔比为1.3时。
根据美国专利第4666614号说明书，使铝化合物与酸或碱反应，当pH为7.5～10后，在60～100℃加热，然后通过中和除去所产生的副产物，得到氧化铝水合物浓度为10～35质量％的溶胶。
在特开昭57-111237号公报和特开平02-243512号公报中记载的制造方法中，叙述了在使用碱和酸进行中和后进行洗涤工序的必要性，该洗涤使用纯水进行，但不仅直至洗涤结束要花费很长时间，而且因洗涤·过滤后的中间体的放置而容易引起氢氧化铝的生成。该氢氧化铝因本来的目的产物(无定形氧化铝凝胶)的老化而生成。而且，在通常的温度下不能得到作为本来的目的产物的具有勃姆石结构的氧化铝水合物。为防止该老化的发展，通常添加碳酸盐或气态二氧化碳等。但因为二氧化碳为弱酸，所以必须使用大量以进行中和，为使pH达到中性附近，在经济方面是不利的。
另外，特开平02-243512号公报中得到的氧化铝被用于颜料填充用的填充物时，根据其用途，粒子的尺寸较大，因此不能发挥充分的性能。所以要求具有更小的粒子径的产品。
另外，特开昭57-111237号公报和美国专利第4666614号说明书中记载的方法中存在下列问题在中和工序的pH区域中使用的酸或碱的量必须很大，在增加成本的同时，在副产物的洗涤上需要大量的纯水或药液及时间，致使效率差。
另外，根据各自的用途，水性氧化铝溶胶的粘度和特有的触变性的要求的物性不同。希望提供根据其用途进一步改良了的水性氧化铝溶胶。
发明内容
本发明提供一种廉价、简单且效率优良的制造小粒径水性氧化铝溶胶的方法，该水性氧化铝溶胶具有现有的水性氧化铝溶胶所没有的粘度和触变性。具体而言是提供一种在低粘度下对盐类稳定的酸性水性氧化铝溶胶。而且，从该溶胶获得的干燥凝胶的特征在于，其是多孔的，并且该凝胶结构是坚固的。
本发明的第一观点为一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，该方法包含以下(A)、(B)和(C)工序，在使用电子显微镜观察时，所述酸性水性氧化铝溶胶含有长度为50～400nm的柱状2次粒子，该2次粒子是通过一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的，(A)通过在5～35℃的液体温度下，在铝酸碱水溶液中添加液态或气态二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序；(B)通过将工序(A)得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序；(C)利用超滤法添加水和酸来对工序(B)得到的该水性悬浮液进行脱盐处理，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
本发明的第二观点为一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，是在第一观点的制造方法中，在工序(B)中，在水热处理之前用2～24小时的搅拌来对工序(A)得到的反应混合物进行预处理。
本发明的第三观点为一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，该方法包含以下(a)、(b)和(c)工序，在使用电子显微镜观察时，所述酸性水性氧化铝溶胶含有长度为50～400nm的柱状2次粒子，该2次粒子是通过一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的，(a)通过在5～35℃的液体温度下，在铝酸碱水溶液中添加液态或气态二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序；(b)通过将工序(a)得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序；(c)利用滤饼层过滤法添加水和酸来对工序(b)得到的该水性悬浮液进行脱盐处理，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
本发明的第四观点为一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，是在第三观点的制造方法中，在工序(b)中，在水热处理之前用2～24小时的搅拌来对工序(a)得到的反应混合物进行预处理。
本发明的第五观点为一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，该方法包含以下(A’)、(B’)和(C’)工序，在使用电子显微镜观察时，所述酸性水性氧化铝溶胶含有长度为50～400nm的柱状2次粒子，该2次粒子是通过一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的，(A’)通过在5～35℃的液体温度下，在铝酸碱水溶液中添加液态或气态二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序；(B’)通过将工序(A’)得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序；(C’)通过使工序(B’)得到的该水性悬浮液与氢型酸性阳离子交换树脂和氢氧型强碱性阴离子交换树脂接触，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
本发明的第六观点为一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，是在第五观点的制造方法中，在工序(B’)中，在水热处理之前用2～24小时的搅拌来对工序(A’)得到的反应混合物进行预处理。
本发明的第七观点为一种高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，其特征在于，对第一观点、第三观点或第五观点中的制造方法得到的稳定的酸性水性氧化铝溶胶进行机械分散后，进行浓缩。
本发明的第八观点为一种含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的制造方法，包含下述(A)和(B)工序(A)通过在5～35℃的液体温度下，在铝酸碱水溶液中添加液态或气态二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序；(B)通过将工序(A)得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序。
因为由本发明得到的稳定的酸性水性氧化铝溶胶和高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶，与现有的水性氧化铝溶胶相比，前者具有例如下述水性氧化铝溶胶的中间特性，所以其可带来现有方法无法实现的在各种用途上的改良，所述水性氧化铝溶胶为，市售的含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的分散性高的六角板状粒子和/或矩形板状粒子的水性氧化铝溶胶、与市售的含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的触变性高的纤维状粒子的水性氧化铝溶胶。为了制造组合物而在现有的氧化铝溶胶中添加的成分也可以添加到本发明的氧化铝溶胶中。作为该成分，可以列举出，氧化硅溶胶、烷基硅酸盐的水解液、其他的金属氧化物溶胶、水溶性树脂、树脂乳液、增粘剂、消泡剂、表面活性剂、耐火物粉末、金属粉末、颜料、偶合剂等。
通过与迄今为止使用的各种涂料成分一起配合本发明的氧化铝溶胶，可容易的调制无机涂料、耐热涂料、防腐蚀涂料、无机-有机复合涂料等。在由含有本发明的氧化铝溶胶的涂料形成的干燥涂膜上针孔很少，也基本看不到裂纹。可以认为这是因为，在形成涂膜时，氧化铝溶胶中含有的50～400nm的柱状2次粒子不会发生可以在一般的胶体粒子见到的那样的在涂膜中的偏析现象，由涂膜中的2次粒子形成了牢固的交联结构。
具体实施例方式
本发明的第一观点的(A)工序、第三观点的(a)工序、第五观点的(A’)工序和第八观点的(A)工序为，在5～35℃的液体温度下，通过在铝酸碱水溶液中添加液态或气态的二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序。
作为所使用的原料的铝酸碱盐或其浓缩液中的碱的种类，可以列举出Na、K、Mg、Zn、Fe、Ca、Ba、Be等，这些铝酸碱盐或其浓缩液可通过公知的方法容易地获得，也可作为市售的工业药品获得。特别优选廉价的铝酸钠盐或其浓缩液。通常，作为市售的铝酸钠盐，有高浓度的粉末品与Al2O3浓度为10～25质量％的浓缩液，但考虑到后面工序的添加二氧化碳时的均一反应，优选容易操作的浓缩液。
在本发明中，在添加液态或气态二氧化碳时，对铝酸碱水溶液的Al2O3浓度没有特别的限制，但考虑到添加二氧化碳时的均一反应和生产效率等，作为Al2O3浓度，优选为1～10质量％、更优选为2～6质量％的浓度。使用以纯水等稀释了的铝酸碱水溶液。
由于该稀释了的铝酸碱水溶液容易水解，所以有必要在稀释后迅速用于本发明的工序。特别是使用在添加二氧化碳前保持在50℃或其以上的高温下的稀释了的铝酸碱的水溶液时，很难得到目的的1次粒子。
为使稀释了的铝酸碱水溶液均一化，可以用本领域的技术人员公知的机械的方法进行搅拌。在为了稀释铝酸碱盐或其浓缩液而加入纯水等时，进行部分的搅拌，但是如果不进行机械搅拌，则铝酸碱水溶液的稀释液会产生不均一，利用二氧化碳的反应变得不均匀，因此不优选。
另外，在该成为原料的铝酸碱盐或其浓缩液中，还包含相对于100份铝酸碱的Al2O3的量、溶解了Al2O3量为5～200份的碱性铝盐和/或铝中式盐的铝酸碱。在该混合溶液中也可实现本发明的目的。这里使用的碱性铝盐和/或铝中式盐可以通过公知的制造方法容易地获得，也可以市售的工业药品的形式获得。作为碱性铝盐，可以列举出水溶性的碱性铝盐、碱性氯化铝、碱性硝酸铝、碱性醋酸铝和碱性乳酸铝等。另外，作为使用的铝中式盐，可以列举出氯化铝、硝酸铝和醋酸铝等。
通过使用增加了碱性铝盐和/或铝中式盐的混合量比的水性氧化铝溶胶，可以增加用水热处理得到的具有勃姆石结构的氧化铝水合物的1次粒子径。同样，只要可以实现本发明的目的，就可以含有任意成分、例如维持铝酸碱的稳定性的阳离子等。
在本发明的铝酸碱水溶液中使用二氧化碳。考虑对装置的腐蚀、臭味等操作环境或价格等，优选使用气态二氧化碳。在将液态或气态二氧化碳添加到铝酸碱水溶液中时，应添加不至于产生大的块的浓度，添加的酸的浓度和添加速度根据添加时的搅拌的强度决定。
在铝酸碱水溶液中添加二氧化碳进行反应时，因中和热而引起发热。该发热导致所生成的铝反应产物发生老化，使结晶性的氢氧化铝变得容易形成。因该发热而产生的结晶性的氢氧化铝在后面的工序中进行水热处理后仍残留，因此不能只得到作为本发明的主要目的的具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液。另外，本发明的具有勃姆石结构的氧化铝水合物的粒子形态为矩形板状1次粒子在面-面之间凝结而成的2次粒子。此时，如果反应时的温度高，则1次粒子在面-面之间的凝结变少，因此作为柱状粒子的2次粒子变短。并且，在所得到的酸性水性氧化铝溶胶中，1次粒子增多。因此，通过将向铝酸碱水溶液中添加二氧化碳时的温度保持为很低，可抑制结晶性的氢氧化铝的生成，可以得到具有目的的粒子形状和结晶结构的氧化铝水合物(胶体状粒子)。这里，所谓结晶性的氢氧化铝是指，在利用X射线衍射的分析中明显存在峰的氢氧化铝。
作为降低添加二氧化碳时的温度的方法，可以列举出，在预先冷却铝酸碱水溶液的温度后添加酸的方法、预先降低进一步添加的二氧化碳的温度来添加的方法、在添加过程中使用外部冷却装置等来冷却反应混合液的方法等。
最优选的方法为进行所有上述的温度控制的方法。但是，如果采用全部这些方法，则设备投资费用增加。因此，从该理由出发，也可从这些方法中选择1种或2种。
在本发明中，作为铝酸碱水溶液的反应温度为5～35℃，优选为10～25℃。在5℃或其以下时，将发生用于在反应中使用的二氧化碳的量增多或反应混合物(浆料)的粘度增高等，因此不优选。另外，如果大于35℃，则氧化铝水合物的1次粒子变得比所需要的大，因此不优选。
为防止生成的氢氧化铝的结晶化，铝酸碱水溶液的利用二氧化碳的反应所需的时间在3小时以内有效，优选在1.5小时以内。
作为反应混合物(浆料)的pH，优选在10.5～11.2之间。具有10.5或其以下的pH的反应混合物，即使实施后面工序的水热处理，也不能得到含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性氧化铝溶胶。另外，使用碳酸盐或二氧化碳进行中和、使pH为10.5或其以下时，在后面的水热合成后将产生大量的针状的片钠铝石(dawsonite)，具有勃姆石结构的氧化铝水合物的生成效率变差，因此不优选。另外，在pH为11.2或其以上时，如果实施后面工序的水热处理，则生成三水铝石(gibbsite)等结晶性氢氧化铝，因此不优选。这里，在水热合成中最有效率的获得具有勃姆石结构的氧化铝水合物的情况为，反应刚结束后的反应混合液的pH为10.6～10.8的情况。
将反应后得到的反应混合物在50℃用减压干燥法进行干燥，如果将得到的干燥物用X射线进行分析，则观察到不显示特定的峰的无定形物。此时，如果观察到氢氧化铝的峰，则在后面进行水热合成反应后也残留氢氧化铝。
反应后的反应混合物，随着在添加二氧化碳时的搅拌方式和搅拌强度的不同，可能混入粗粒子。如果存在粗粒子，则由于在接下来的工序的水热处理时将发生不均匀的反应，因此需要更加均一的细小的粒子。这里所谓细小的粒子是指，以目视无法观察到明显的粒状的粒子那样程度的粒子，并无特别的数值限制。为得到该细小粒子而进行搅拌和分散。对用于得到更加细小的粒子而进行的搅拌和分散方式并无特别限制。如果列举其一例，则为使用介质磨处理、胶体磨处理、高速剪切搅拌处理及高压冲击分散处理等。搅拌和分散的时间随着使用装置的能力而不同，只要进行至大块消失为止即可。搅拌和分散时间越长反应混合物中的固体物质越微细化、均匀化，但从生产效率方面考虑，优选在2小时至24小时以内。搅拌时的温度并无特别限定，通常为5～40℃，常温也可以。
本发明的第一观点的(B)工序、第三观点的(b)工序、第五观点的(B’)工序和第八观点的(B)工序为，将上述工序得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序。
通过进行均一化后的反应混合物的水热处理，可以得到一种具有柱状结构或倾斜的柱状结构与勃姆石结构的氧化铝水合物(2次粒子)的水性悬浮液，其是通过使用电子显微镜观察时一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的。
该2次粒子的形态类似于血液中通过红血球凝结形成的柱状结构(rouleax法语long cylindrical and branched structures英语)。
水热处理可在110～250℃的温度下进行。反应混合物在不足110℃的温度下进行水热处理时，在水性悬浮液中，由无定形氧化铝水合物生成具有勃姆石的结构的氧化铝水合物的矩形板状1次粒子的结晶结构需要很长时间，因此不优选。另一方面，在超过250℃的温度下的水热处理，在装置方面需要快速冷却设备、超高压容器等，因此不优选。考虑到装置的腐蚀或耐压结构引起的装置费用，优选在120～160℃进行水热处理。在水热处理中，通过选择更高的温度，可以增加水热处理得到的胶体的1次粒子径和粒子的厚度。
作为水热处理装置，使用作为公知的装置的带有搅拌机的高压釜或流通式管状反应器等的高压设备。水热合成时间随着温度而不同，为5～24小时，优选进行8～20小时。
通过超滤法或滤饼过滤、或离子交换树脂的接触法等来对水热处理得到的该水性悬浮液进行碱、碱盐类的除去。
另外，本发明的第一观点的(C)工序为，对于(B)工序得到的该水性悬浮液，通过超滤法添加水和酸、进行脱盐处理，来形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
在超滤法中，采用作为其变形方法的透析过滤法(diafiltrationprocess)。在透析过滤法中，可以通过添加水除去碱和碱盐类。另外，通过使用超滤法、将碱提取至超滤膜透过液侧来进行分离精制时，以分批式操作肯定会在水性氧化铝溶胶中残留碱。因此，所使用的透析过滤法是，在水性氧化铝溶胶侧添加水和酸，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶，同时通过增加超滤膜的透液量，来提高碱的除去率、有效地进行脱盐处理。
使用的超滤膜可以采用作为市售的工业制品的截止分子量为6千～20万的超滤膜。另外，也可以使用利用错流过滤法(cross-flow filtrationprocess)的在精密过滤膜上形成有胶体粒子构成的凝胶层的动态膜(超滤膜)。
该脱盐处理，以酸性水性氧化铝溶胶的Al2O3浓度是10质量％为基准，进行至使电导率达到1000μS/cm或其以下为止，优选达到700～100μS/cm或其以下为止。在目标酸性水性氧化铝溶胶的Al2O3浓度不同时，Al2O3浓度与电导率的关系，可以按照正比例于上述Al2O3浓度为10质量％基准与电导率的关系来进行计算。另外，脱盐处理温度通常为10～60℃，也可以为常温。
在该工序中，作为酸，可以使用硝酸、盐酸、硫酸、高氯酸、醋酸、甲酸、乳酸等。在该工序中，透析过滤法的操作方式可采用分批式或连续式。另外，透析过滤法的装置优选为错流方式的装置。
另外，可以采用透析过滤法和/或超滤法进行浓缩直至目标的Al2O3的浓度达到最大的20质量％。
法发明的第三观点的(c)工序为，对(b)工序得到的该水性悬浮液，通过以滤饼过滤法添加水和酸来进行脱盐处理，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
作为滤饼过滤法，优选采用错流过滤方式(cross-flow filtration)。
在利用滤饼过滤法的脱盐处理中，在添加水的同时，进行脱盐处理来脱去用于中和的酸与铝酸碱产生的盐。另外，为了维持9～12的pH，还可以根据需要、向脱盐处理反应混合物中加入碱。另外，在使用滤饼过滤法、将碱提取至滤饼过滤膜透过液一侧来进行精制时，采用分批式操作必然会在反应混合物中残留盐。因此，在错流过滤法中，通过在反应混合物侧添加水和碱来形成具有9～12的pH的脱盐处理混合物、同时增加滤饼过滤膜的透液量，可以提高盐的除去率，可有效地进行脱盐处理。
该脱盐处理，以脱盐处理混合物的Al2O3浓度是4质量％为基准，进行至使电导率达到500μS/cm或其以下为止，优选进行至达到300～100μS/cm或其以下为止。当目标的脱盐处理混合物的Al2O3浓度不同时，Al2O3浓度与电导率之间的关系，按照正比例于上述Al2O3浓度为4质量％基准与电导率的关系来进行计算。并且，脱盐处理的温度通常为10～60℃，也可以为常温。
在使用了滤饼过滤法的脱盐工序中，作为可根据需要而添加的碱，可以列举出，碱金属氢氧化物盐、碱土类金属氢氧化物盐、铝酸碱金属盐、铝酸碱土类金属盐、氢氧化铵、氢氧化季铵、氢氧化胍、胺类等。作为碱金属氢氧化物盐，优选氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铯，特别优选使用氢氧化钠。另外，作为脱盐反应混合物中的副产物，生成不溶性盐的碱当然要被除去。
在利用滤饼过滤的脱盐工序中，错流过滤法的操作方式可以采用分批式或连续式。作为优选的工业装置，可以列举出捷克斯洛伐克国立有机合成研究所开发的连续式旋转过滤加压机(具体在K.Michel and V.Gruber，Chemie-Ingenieu-Technik，43，380(1971)和F.M.Tiller，Filtration &Separation，15，204(1978)等中有记载)。在滤饼过滤中，可使用公知的滤布。作为滤布，更优选精密过滤膜。作为该精密过滤膜，可使用作为市售的工业制品可购得的标称孔径为0.05μm～10μm的精密过滤膜。
第五观点的(C’)工序为，使(B’)工序得到的该水性悬浮液与氢型酸性阳离子交换树脂和氢氧型强碱性阴离子交换树脂接触，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
在离子交换树脂的接触法中，通过使水热处理工序得到的该水性悬浮液与氢型酸性阳离子交换树脂和氢氧型强碱性阴离子交换树脂接触而进行处理。在该工序中，利用氢型酸性阳离子交换树脂的接触处理来除去原料铝酸碱中的碱。然后，利用氢氧型强碱基性阴离子交换树脂的接触处理，来除去中和时使用的酸，同时调整作为酸性水性氧化铝溶胶的稳定剂的酸的含量。
作为使用的氢型酸性阳离子交换树脂，可将市售的强酸性阳离子交换树脂和/或弱酸性阳离子交换树脂用酸进行交换处理，并进行水洗处理后使用。另外，优选使用相对于想要除去的原料铝酸碱中的碱含量，为约3倍当量而不是1当量的氢型酸性阳离子交换树脂。该接触处理法可使用，使被处理液体朝下或朝上流过填充有通常树脂的柱子的方法，或在向被处理液中添加树脂并搅拌保持后，过滤分离树脂的方法。另外，接触处理液的温度通常为10～60℃，也可以为常温。
另外，作为所使用的氢氧型强碱基性阴离子树脂，可将市售的强碱基性阴离子树脂用氢氧化钠水溶液进行离子交换并进行水洗处理后使用。该使用的树脂量，以除去脱碱处理后的酸性水性氧化铝溶胶中过剩的酸为目的，只要可得到具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶即可。该接触处理方法可简便地使用，在向处理液中添加树脂、搅拌保持后，过滤分离树脂的方法。另外，接触处理液温度通常为10～60℃，也可以为常温。
以上，本发明的第一观点的(C)工序、第三观点的(c)工序和第五观点的(C’)工序得到的具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶，可通过使用作为公知的浓缩方法的减压浓缩法、超滤法等进行浓缩，直至以目标的Al2O3的浓度计、达到最大的20质量％为止，来得到稳定的酸性水性氧化铝溶胶。
在这些工序中，作为酸，可使用硝酸、盐酸、硫酸、高氯酸、醋酸、甲酸、乳酸等。这里，在脱盐工序中，在测定所得到的具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的动态光散射法粒径分布时，有时可以确认具有50～400nm的流体力学平均粒径的粒子群，有时可以确认具有50～400nm的流体力学平均粒径的粒子群及具有600～1400nm的流体力学平均粒径的粒子群。其中，在该酸性水性氧化铝溶胶中作为具有600～1400nm的流体力学平均粒径的粒子群的2次粒子的高次结构凝集物的存在比率小。
因此，可认为通过添加酸和脱盐处理2次粒子的高次结构凝集物胶溶为2次粒子(胶体粒子)。另外，该2次粒子是其1次粒子在面-面间凝结，并形成有50～300nm的柱状结构或倾斜的柱状结构。作为粒子，由于其处于比表面积最小的2次粒子的形态，所以作为胶体分散系(氧化铝溶胶)成为更稳定的系统。也提高了对电解质(盐类等)的添加的稳定性。
本发明的第七观点为一种高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，其特征在于，在将利用上述第一观点、第三观点或第五观点的制造方法得到的稳定的酸性水性氧化铝溶胶进行机械分散后，进行浓缩。
在该方法中，通过对得到的该稳定的酸性水性氧化铝溶胶进行机械分散处理，可以使酸性水性氧化铝溶胶中微量存在的2次粒子的高次结构凝集物破碎，同时切断2次粒子的通过面-面之间的凝结而形成的具有柱状结构的粒子的结合，使2次粒子的延伸方向(柱状方向)的长度变短，进一步提高溶胶的分散性，因此可以得到高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶。
所谓机械分散处理，可以列举出介质磨处理、胶体磨处理、高速剪切搅拌处理和高压冲击分散处理。作为介质磨处理中使用的具体装置，可以列举出球磨机、超微粉碎机、砂磨机、珠磨机(BEADS MILL)等。作为胶体磨处理中使用的具体装置，可以列举出胶体磨、石磨、K.D.磨和均化器等。作为高速剪切搅拌处理中使用的具体装置，可以列举出商品名为八イスピ一ドディスパ一サ一、ハイスピ一ドィンペラ一和デイソルバ一的产品。作为高压冲击分散处理中使用的具体装置，可以列举出，使用了高压泵的高压冲击分散机和超声波高压冲击分散机。另外，机械分处理液的温度通常为10～60℃，也可为常温。
使用作为公知的浓缩方法的减压浓缩法、超滤法等来对机械分散处理过的酸性水性氧化铝溶胶进行浓缩，直至目标Al2O3的浓度达到最大、即35质量％为止，可得到高浓度的且稳定的酸性水性氧化铝溶胶。这里，测定高浓度的且稳定的酸性水性氧化铝溶胶的动态光散射法粒径分布时，有时可以确认具有50～400nm的流体力学平均粒径的粒子群，有时可以确认具有10～40nm的流体力学平均粒径的粒子群及具有50～400nm的流体力学平均粒径的粒子群。与透射型电子显微镜的观察结果作对比，具有10～40nm的流体力学平均粒径的粒子群为具有一边长为10～40nm的矩形板状1次粒子群。可以判断，具有50～400nm的流体力学平均粒径的粒子群为具有一边长为10～40nm的矩形板状1次粒子(胶体粒子)在面-面之间凝结而形成的具有50～400nm的长度的柱状2次粒子群(胶体粒子群)。
在脱盐工序中，含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液可通过添加酸和/或除去来源于悬浮液中的碱的电介质，形成稳定的水性氧化铝溶胶。另外，该溶胶可通过添加作为稳定剂的酸，使pH调整至3～7，优选为3.5～6.5，来提高作为溶胶的稳定性。因此，可得到Al2O3浓度最大为20质量％的任意浓度的稳定的酸性水性氧化铝溶胶。该溶胶稳定，在密闭状态在50℃保存1个月也不会发生凝胶化。
本发明的第七观点得到的高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶，可经过浓缩工序而形成Al2O3浓度最大为35质量％的高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶。该溶胶很稳定，在密闭状态在50℃保存1个月也不会发生凝胶化。本发明得到的氧化铝水合物的胶体粒子，根据在110℃下干燥后、直至1100℃的差示热分析结果，确认具有1.0～1.2的H2O/Al2O3的摩尔比，根据粉末X射线衍射法的结果，确认是具有勃姆石结构的氧化铝水合物的胶体粒子。
本发明得到的稳定的酸性水性氧化铝溶胶和高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶，在利用透射型电子显微镜进行观察时，确认是一种具有50～400nm的长度的柱状2次粒子，该2次粒子是由具有10～40nm的一边长和2.5～10nm的厚度的矩形板状1次粒子在面-面之间凝结而形成的。
另外，本发明中采用的分析方法如下所述。
(1)组成分析(i)Al2O3浓度 质量法(800℃烧成残留成分)(ii)Na2O浓度 原子吸光光度法(预处理为盐酸溶解处理)
(iii)醋酸浓度 中和滴定法。
(2)pH测定使用pH计D-22((株)崛场制作所)进行测定。
(3)电导率使用电导计ES-12((株)崛场制作所)进行测定。
(4)动态光散射法粒径使用动态光散射法粒径测定装置DLS-6000(注册商标(大塚电子(株)制)进行测定。测定分析方法采用累积法，测定液体中的流体力学平均粒径。
(测定条件)溶剂 纯水(25℃)。
(5)动态光散射法粒径分布使用动态光散射法粒径测定装置DLS-6000(注册商标(大塚电子(株)制)进行测定。测定分析方法采用校正玛夸特法(直方图分析程序)，测定液体中的流体力学的粒径分布。得到了作为测定结果的各粒子群(模式)的流体力学平均粒径。
(测定条件)溶剂 纯水(25℃)。
(6)比表面积(BET法)使用氮吸附法比表面积计MONOSORB MS-16型(QUANTACHROME社制)测定预先在规定的条件下干燥过的样品。
(7)透射型电子显微镜观察在用纯水稀释样品后，在铜筛上的亲水化处理过的碳被膜火棉胶膜上涂布样品，进行干燥，准备观察样品。使用透射电子显微镜JEM-1010(日本电子(株)制)，拍摄该观察样品的电子显微镜照片，进行观察。
(8)差示热分析使用差示热分析装置TG/DTA320U(セィコ一电子工业(株)制))进行测定。
(测定条件)样品16mg、对照物α-氧化铝16mg测定温度范围25～1100℃
升温速度10℃/分(9)粉末X射线衍射使用X射线衍射装置XRD-6100((株)岛津制作所制)进行测定。
实施例实施例1向装备有搅拌装置和气体吹入管的不锈钢制容器中加入1258g市售的液体铝酸钠(AS-17、(株)北陆化成工业所制，Al2O3浓度19.13质量％、Na2O浓度19.46质量％)，然后加入4758g水，剧烈搅拌。此时稀释了的铝酸钠水溶液的液体温度为22℃。以流速为1.67L/分的速度经95分钟向该水溶液中导入使液化二氧化碳气化而得到的气态二氧化碳。刚刚导入了气态二氧化碳的反应混合物(浆料)的液体温度为30℃，pH为10.63。然后继续在室温下搅拌该反应混合物4小时。这样在搅拌处理结束后，得到6000g反应混合物(pH10.80、Al2O3浓度4.0质量％)。
将4000g所得到的反应混合物装入不锈钢制高压釜容器中，在140℃进行15小时水热处理。所得到的水性悬浮液的pH为10.30、显示56.4mS/cm的电导率，Al2O3浓度为4.0质量％。在测定该水性悬浮液的动态光散射法粒径分布时，可以确认具有182nm的流体力学平均粒径(标准偏差23nm)的粒子群和具有920nm的流体力学平均粒径(标准偏差115nm)的粒子群。
在取出该水性悬浮液后，向该水性悬浮液的全量中加入5000g纯水和14.8g醋酸，进行搅拌，调制为pH6.10，然后在装备有超滤膜(截止分子量为5万)的带有搅拌机的自动连续加压过滤装置中，添加7000g纯水，同时进行脱盐，然后在装置内进行浓缩，得到1680g酸性水性氧化铝溶胶。得到的酸性水性氧化铝溶胶的pH为6.80、Al2O3浓度为9.5质量％、Na2O浓度为88质量ppm、电导率为104μS/cm、粘度为25mPa·s、醋酸浓度0.18质量％、动态光散射法粒径为265nm、在300℃干燥后的粉体利用BET法测定的比表面积为108m2/g。
在测定所得到的酸性水性氧化铝溶胶的动态光散射法粒径分布时，确认只具有260nm的流体力学平均粒径(标准偏差60nm)的粒子群。根据透射型电子显微镜的观察可知，所得到的酸性水性氧化铝溶胶中的氧化铝水合物的1次粒子为具有10～20nm的一边长度和2.5～7.5nm的厚度的矩形板状粒子。并且，形成具有50～300nm的长度的柱状结构或倾斜的柱状结构的2次粒子，所述2次粒子是通过该1次粒子在面-面间凝结而形成的。
该2次粒子的形态类似于血液中通过红血球凝结而形成的柱状结构(rouleax法语long cylindrical and branched structures英语)。
另外，如果对该酸性水性氧化铝溶胶在110℃下干燥而得到的粉末直至1100℃进行热分析，则根据该氧化铝水合物的胶体粒子具有1.09的H2O/Al2O3摩尔比、及上述粉体的粉末X衍射法结果(表1)，可以确定其是具有勃姆石结构的氧化铝水合物。该酸性水性氧化铝溶胶很稳定，在密闭状态下在50℃保持1个月后也不发生凝胶化。
表1d(埃)I/I0(相对强度)6.1631003.171602.350471.98941.858441.77361.66313实施例2在装备有搅拌装置和气体吹入管的不锈钢制容器中加入803g市售的液体铝酸钠(AS-17、(株)北陆化成工业所制，Al2O3浓度18.93质量％、Na2O浓度19.42质量％)和2997.0g水，将各容器放入23℃的恒温槽中，剧烈搅拌。此时稀释了的铝酸钠水溶液的液体温度为23℃。以流速为533mL/分的速度经92分钟向该稀释了的铝酸钠水溶液中导入使液化二氧化碳气化而得到的气态二氧化碳。刚刚导入了气态二氧化碳的液体温度为28℃，反应混合物(浆料)的pH为10.75。然后继续在室温下搅拌该反应混合物4小时，这样在搅拌处理结束后，得到了3800g反应混合物(pH10.94，Al2O3浓度4.0质量％)。
将3000g该反应混合物装入不锈钢制高压釜容器中，在150℃下进行水热处理10小时。所得到的水性悬浮液的pH为10.43、电导率为55.6mS/cm，Al2O3浓度为4.02质量％。在测定该水性悬浮液的动态光散射法粒径分布时，可以确认具有185nm的流体力学平均粒径(标准偏差21nm)的粒子群和具有940nm的流体力学平均粒径(标准偏差130nm)的粒子群。
在取出该水性悬浮液后，向该水性悬浮液的全量中加入6000g纯水和11.0g醋酸，进行搅拌，调制为pH6.25后，向装备有超滤膜(截止分子量为5万)的带有搅拌机的自动连续加压过滤装置中，添加7000g纯水，同时进行脱盐，然后在装置内进行浓缩，得到1090g酸性水性氧化铝溶胶。所得到的酸性水性氧化铝溶胶的pH为6.42、Al2O3浓度为11.0质量％、Na2O浓度为101质量ppm、电导率为125μS/cm、粘度为30mPa·s、醋酸浓度为0.20质量％、动态光散射法粒径为250nm、在300℃干燥后的粉体利用BET法测定的比表面积为110m2/g。
在测定所得到的酸性水性氧化铝的动态光散射法粒径分布时，确认只具有250nm的流体力学平均粒径(标准偏差57nm)的粒子群。根据透射型电子显微镜的观察可知，所得到的酸性水性氧化铝溶胶含有的氧化铝水合物的1次粒子为具有15～30nm的一边长度和3.0～8.0nm的厚度的矩形板状粒子。并且，形成了一种具有50～350nm的长度的柱状结构或倾斜的柱状结构的2次粒子，所述2次粒子是通过该1次粒子在面-面间凝结而形成的。
另外，如果对该酸性水性氧化铝溶胶在110℃干燥而得到的粉末进行直至1100℃的热分析，则根据该氧化铝水合物的胶体粒子具有1.03的H2O/Al2O3摩尔比、及上述粉末的粉末X衍射法结果，可以确定其是具有勃姆石结构的氧化铝水合物。该酸性水性氧化铝溶胶很稳定，在密闭状态下在50℃保持1个月后也不发生凝胶化。
实施例3在向1000g实施例1得到的酸性水性氧化铝溶胶中加入醋酸而调整为pH6.10后，使用多连式超声波高压冲击分散机(UH-600SREX型超声波均化器(商标)、(株)SMT社制)在室温下以400mL/分的流速反复进行3次机械分散处理，然后进行浓缩，得到378g高浓度的酸性水性氧化铝溶胶。
所得到的酸性水性氧化铝溶胶的pH为6.15、Al2O3浓度为25.1质量％、电导率为320μS/cm、粘度为1200mPa·s、动态光散射法粒径为139nm、在110℃干燥后的粉体利用BET法测定的比表面积为115m2/g、在300℃干燥后的粉体利用BET法测定的比表面积为108m2/g。测定得到的酸性水性氧化铝溶胶的动态光散射法粒径分布时，可以确认具有19.3nm的流体力学平均粒径(标准偏差5nm)的粒子群和具有142nm的流体力学平均粒径(标准偏差32nm)的粒子群。根据透射型电子显微镜的观察可知，所得到的酸性水性氧化铝溶胶中的氧化铝水合物的1次粒子为具有10～20nm的一边长度和2.5～7.5nm的厚度的矩形板状粒子。并且，形成了一种具有50～300nm的长度的柱状结构或倾斜的柱状结构的2次粒子，所述2次粒子是通过该1次粒子在面-面间凝结而形成的。
另外，在对该酸性水性氧化铝溶胶在110℃干燥而得到的粉末进行直至1100℃的热分析时，根据该氧化铝水合物的胶体粒子具有1.09的H2O/Al2O3摩尔比、及上述粉末的粉末X衍射法结果(表1)，可以确定其是具有勃姆石结构的氧化铝水合物。该酸性水性氧化铝溶胶很稳定，在密闭状态下在50℃保持1个月后也不发生凝胶化。
实施例4与实施例1同样操作来调制反应混合物，在搅拌处理结束后，得到4200g反应混合物(pH为10.79、Al2O3浓度为4.0质量％)。将4150g该反应混合物装入不锈钢制高压釜容器中，在140℃进行15小时水热处理。得到的水性悬浮液的pH为10.45、电导率为62.6mS/cm，Al2O3浓度为4.0质量％。
将该水性悬浮液取出后，在该水性悬浮液中加入4150g水，然后投入2739g氢型阳离子交换树脂(Amberlite IR-120B(注册商标)，Rohm & Haas公司制)。然后，进一步加入4.2g具有20质量％的醋酸浓度的醋酸水溶液，将pH调整为4.69，然后进行减压浓缩，得到1126g酸性水性氧化铝溶胶。
得到的酸性水性氧化铝溶胶的pH为5.34、Al2O3浓度为14.3质量％、电导率529μS/cm、动态光散射法粒径为363nm、在300℃干燥后的粉体的利用BET法测定的比表面积为104m2/g。根据透射型电子显微镜的观察可知，得到的酸性水性氧化铝溶胶中含有的氧化铝水合物的胶体粒子为具有10～20nm的一边长度和2.5～7.5nm的厚度的矩形板状粒子。并且，形成了一种具有50～300nm的长度的柱状结构或倾斜的柱状结构的2次粒子，所述2次粒子是通过该1次粒子在面-面间凝结而形成的。
该酸性水性氧化铝溶胶很稳定，在密闭状态下在50℃保持1个月后也不发生凝胶化。
实施例5与实施例1同样操作来制备反应混合物，在搅拌处理结束后，得到4450g反应混合物(pH为10.79、Al2O3浓度为4.0质量％)。将4400g该反应混合物装入不锈钢制高压釜容器中，在140℃进行15小时水热处理。得到的水性悬浮液的pH为10.45、电导率为62.6mS/cm，Al2O3浓度为4.0质量％。
向该水性悬浮液中加入水，以使液体量恒定，同时使用装备有标称孔径为0.2μm的精密过滤膜的带有搅拌机的自动连续加压过滤装置来进行循环，同时脱盐。脱盐处理反应混合物的pH为10.26，电导率为230μS/cm，Al2O3浓度为8.0质量％。
将该脱盐处理反应混合物取出后，向该脱盐处理反应混合物的全量中加入6.7g具有20质量％的醋酸浓度的醋酸水溶液，并进行搅拌，将pH调整为5.50后，进行减压浓缩，得到1141g酸性水性氧化铝溶胶。
该得到的酸性水性氧化铝溶胶的pH为6.00、电导率为700μS/cm、Al2O3浓度为14.8质量％、粘度12.3mPa·s、动态光散射法粒径282nm、在300℃干燥后的粉体的利用BET法测定的比表面积为106m2/g。
根据透射型电子显微镜的观察可知，所得到的酸性水性氧化铝溶胶中的氧化铝水合物的胶体粒子为具有10～20nm的一边长度和2.5～7.5nm的厚度的矩形板状粒子。并且，形成了具有50～300nm长度的柱状结构或倾斜的柱状结构的2次粒子，所述2次粒子是通过该1次粒子在面-面间凝结而形成的。
另外，该溶胶，在密闭状态下在50℃保持1个月后也不发生凝胶化，很稳定。
比较例1在装备有搅拌装置和气体吹入管的不锈钢制容器中加入1258g市售的液体铝酸钠(AS-17、(株)北陆化成工业所制，Al2O3浓度为19.13质量％、Na2O浓度为19.46质量％)，然后加入4758g水，剧烈搅拌。此时稀释了的铝酸钠水溶液的液体温度为22℃。以流速1.67L/分的速度经53分钟，向该铝酸钠水溶液中导入使液化二氧化碳气化而得到的气态二氧化碳。刚刚导入了气态二氧化碳的反应混合物(浆料)的温度为26℃，pH为11.99。然后继续搅拌该反应混合物4小时，在搅拌结束后得到6000g反应混合物(pH为13.19，Al2O3浓度4.0质量％)。
将4000g该反应混合物装入不锈钢制高压釜容器中，在110℃进行4小时水热处理。得到的水性悬浮液的pH为13.37、电导率为35.1mS/cm，Al2O3浓度为4.0质量％。在测定该水性悬浮液的动态光散射法粒径分布时，确认具有201nm的流体力学平均粒径(标准偏差26nm)的粒子群和具有980nm的流体力学平均粒径(标准偏差140nm)的粒子群。
另外，根据对该水性悬浮液在110℃进行干燥后得到的粉体的粉末X射线衍射法的结果，不能确认具有勃姆石结构，确定为是具有三水铝石结构的氧化铝水合物。
工业可利用性利用本发明得到的稳定的酸性水性氧化铝溶胶和高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶，与现有的水性氧化铝溶胶相比，前者具有例如下述水性氧化铝溶胶的中间特性，所以其可带来现有方法无法实现的在各种用途上的改良，所述水性氧化铝溶胶为，市售的含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的分散性高的六角板状粒子和/或矩形板状粒子的水性氧化铝溶胶、和市售的含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的触变性高的纤维状粒子的水性氧化铝溶胶。为了制造组合物而在现有的氧化铝溶胶中添加的成分也可以添加到本发明的氧化铝溶胶中。作为该成分，可以列举出，二氧化硅溶胶、烷基硅酸盐的水解液、其他的金属氧化物溶胶、水溶性树脂、树脂乳液、增粘剂、消泡剂、表面活性剂、耐火物粉末、金属粉末、颜料、偶合剂等。
进而，通过与迄今为止使用的各种涂料成分一起配合本发明的氧化铝溶胶，可容易的调制无机涂料、耐热涂料、防腐蚀涂料、无机-有机复合涂料等。在由含有本发明的氧化铝溶胶的涂料形成的干燥涂膜上针孔很少，也基本看不到裂纹。可以认为这是因为，在形成涂膜时，氧化铝溶胶中含有的50～400nm的柱状2次粒子不会发生可以在一般的胶体粒子见到的那样的在涂膜中的偏析现象，由涂膜中的2次粒子形成了牢固的交联结构。
含有本发明的氧化铝溶胶的这些涂料、粘合剂等可适用于各种基体材料，例如玻璃、陶瓷、金属、塑料、木材、纤维、纸等的表面。本发明的氧化铝溶胶也可含浸于通常的玻璃纤维、陶瓷纤维、其他的无机纤维等的毡状物中。
由于本发明的氧化铝溶胶的2次粒子具有50～400nm的柱状结构，所以可被利用于多层布线半导体器件中的层间绝缘膜、及铝、铜、钨或它们的合金那样的金属布线的表面研磨、及基体材料例如设置在磁性记录介质用盘片上的Ni-P等的镀层的表面研磨剂。
本发明的氧化铝溶胶显示出很高的稳定性，具有通过除去其介质而最终变为凝胶的性质，该溶胶中含有的2次粒子具有50～400nm的柱状结构，所以该溶胶在发生凝胶化时，或硬化后，显示出源于该溶胶的独特的性质。因此可容易理解，本发明除了上述用途之外还可用于各种用途。
权利要求
1.一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，该方法包含下述(A)、(B)和(C)工序，且利用电子显微镜观察时，所述稳定的酸性水性氧化铝溶胶含有长度为50～400nm的柱状2次粒子，该2次粒子是通过一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的，(A)通过在5～35℃的液体温度下，在铝酸碱水溶液中添加液态或气态二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序；(B)通过将工序(A)得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序；(C)利用超滤法添加水和酸来对工序(B)得到的该水性悬浮液进行脱盐处理，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
2.如权利要求1所述的稳定的酸性水生氧化铝溶胶的制造方法，在工序(B)中，在水热处理之前用2～24小时的搅拌来对工序(A)得到的反应混合物进行预处理。
3.一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，该方法包含下述(a)、(b)和(c)工序，且利用电子显微镜观察时，所述稳定的酸性水性氧化铝溶胶含有长度为50～400nm的柱状2次粒子，该2次粒子是通过一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的，(a)通过在5～35℃的液体温度下，在铝酸碱水溶液中添加液态或气态二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序；(b)通过将工序(a)得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序；(c)利用滤饼过滤法添加水和酸来对工序(b)得到的该水性悬浮液进行脱盐处理，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
4.如权利要求3所述的稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，在工序(b)中，在水热处理之前用2～24小时的搅拌来对工序(a)得到的反应混合物进行预处理。
5.一种稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，该方法包含下述(A’)、(B’)和(C’)工序，且利用电子显微镜观察时，所述稳定的酸性水性氧化铝溶胶含有长度为50～400nm的柱状2次粒子，该2次粒子是通过一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的，(A’)通过在5～35℃的液体温度下，在铝酸碱水溶液中添加液态或气态二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序；(B’)将工序(A’)得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序；(C’)通过使工序(B’)得到的该水性悬浮液与氢型酸性阳离子交换树脂和氢氧型强碱性阴离子交换树脂接触，形成具有3～7的pH的酸性水性氧化铝溶胶的工序。
6.如权利要求5所述的稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，在工序(B’)中，在水热处理之前用2～24小时的搅拌来对工序(A’)得到的反应混合物进行预处理。
7.一种高浓度且稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，其特征在于，在将用权利要求1、3或5所述的制造方法得到的稳定的酸性水性氧化铝溶胶进行机械分散处理后，进行浓缩。
8.一种含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的制造方法，包含下述(A)和(B)工序(A)通过在5～35℃的液体温度下，在铝酸碱水溶液中添加液态或气态二氧化碳，生成具有10.5～11.2的pH的反应混合物的工序；(B)通过将工序(A)得到的该反应混合物在110～250℃的温度下进行水热处理，生成含有具有勃姆石结构的氧化铝水合物的水性悬浮液的工序。
全文摘要
本发明是一种以铝酸碱水溶液和液态或气态的二氧化碳为原料、稳定的酸性水性氧化铝溶胶的制造方法，且利用电子显微镜观察时，所述稳定的酸性水性氧化铝溶胶含有长度为50～400nm的柱状2次粒子，该2次粒子是通过一边长度为10～40nm和厚度为2.5～10nm的矩形板状1次粒子在面与面间凝结而形成的。所得到的酸性水性氧化铝溶胶具有低粘度、对盐类稳定。而且，从该溶胶得到的干燥的凝胶的特征在于，是多孔的，并且该凝胶的结构很牢固。
文档编号B01J13/00GK1761618SQ20048000690
公开日2006年4月19日 申请日期2004年3月11日 优先权日2003年3月14日
发明者江间希代巳, 杉山高一 申请人:日产化学工业株式会社