专利名称：一水软铝石及其制备方法
一水软铝石及其制备方法
技术领域：
本发明涉及具有板状、立方体状、针状等各种形态的一水软铝石及其制备方法。背景技术：
一水软铝石的化学组成由AlO(OH)或Al2O3. H2O表示，一般是将氧化铝三水合物在空气中进行加热处理或水热处理从而制备出的化学性能稳定的氧化铝一水合物。一水软铝石具有作为填充到被填充物中的加强件、阻燃剂、闪光材料、耐火材料、增粘剂、润滑材料、涂工用内填材、油墨接受材、热传导用·制动材用·线膨胀控制用·气体屏障用的各种填充物等用途。而且，一水软铝石具有作为催化剂载体、电传导填充物母材、耐火物材料、耐热材料、高纯度氧化铝用·易烧结性氧化铝用·陶瓷用·湿度传感器用·分离膜用·过滤器用·电子元件用·荧光材料用的各种原料、吸油材、吸水材、指纹采集粉、显色性增强材、具有板状·立方体状·针状的各种形态的氧化铝前驱物质(原料)等用途。目前已知拥有多种用途的一水软招石具有各种形态。例如，目前已知具有板状(薄片状)及针状(小纤维状)形态的一水软铝石(参照专利文献I)、具有向规定的结晶轴(a轴)方向延长的六角板状形态的一水软铝石(参照专利文献2)、具有以四角板状为代表的多角板状形态的一水软铝石(参照专利文献3)、具有纺锤状、针状、鳞片状、六角板状、四角(正方形)板状形态的一水软铝石(参照专利文献4)等。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利公开特开昭55-116622号公报专利文献2 :日本专利公开特开昭60-46923号公报专利文献3 :日本专利公开特开平5-279019号公报专利文献4 :日本专利公开特开平4-50105号公报
发明内容发明要解决的课题但是，将以往公知的一水软铝石用于上述用途的情况下，存在对被填充物的填充性低、无法充分抑制被填充物的各向异性、或者比表面积小等问题。而且以往的一水软铝石的制备方法也存在收率低和制备时间长等问题。有鉴于此，本发明的课题在于提供一种长宽比高的一水软铝石、对被填充物的填充性优异能够充分抑制被填充物的各向异性的一水软铝石，或者比表面积较高的一水软铝石。另外，本发明的课题在于提供一种收率良好，高效地制备一水软铝石的方法。解决课题的方案为解决上述课题，本发明提供针状一水软铝石，其特征在于在水中使氢氧化铝与镁、镍、锰或钴的醋酸盐、甲酸盐、丙酸盐、硫酸盐或硝酸盐处于加压状态，在180 250°C的温度下进行水热合成从而得到，形成针状，平均粒子长度为I ΙΟμπι，长宽比超过30并为90以下。本发明提供板状一水软铝石，其特征在于长宽比为10 35，比表面积为10 30m2/g。
本发明提供板状一水软铝石的制备方法，在水中使选自钙、锶、钡中的至少一种碱土金属化合物与氢氧化铝处于加压状态，在150 300°C的温度下使其发生反应，对其反应生成物进行酸处理、水洗，去除残留碱土金属化合物。本发明提供六角板状一水软铝石，其特征在于形成大致六角板状，长径与短径比为I I. 3，并且长宽比为40 100。本发明提供六角板状一水软铝石的制备方法，其特征在于对氢氧化铝与硼酸或硼酸的钠盐、钙盐、或铵盐添加选自钠、钾、钡、钙及锶中的至少一种氢氧化物或铝酸盐作为pH调整剂，将pH调整为8以上的状态下，在130 250°C的温度下进行水热处理。本发明提供一水软铝石的制备方法，其特征在于使用压力容器在水蒸气环境下加热氢氧化铝粉的同时，进行干式养护。本发明提供立方体状一水软铝石，其特征在于长径为1.3 3.5μπι，长厚比(长径/厚度)为2. 00 3. 50，长径与短径比(长径/短径)为I. 68 I. 37，短径与厚度比(短径/厚度)为I. 42 2. 55。本发明提供针状一水软铝石的制备方法，在水中使镁化合物与氢氧化铝处于加压状态，在190 250°C的温度下使其发生反应。本发明提供须状金属化合物，将镁、锰、镍或锌的甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐或氢氧化物与氢氧化铝及氢氧化铁中的至少一种混合进行水热处理从而制备。本发明提供须状金属化合物的制备方法，其特征在于将镁、锰、镍或锌的甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐或氢氧化物与氢氧化铝及氢氧化铁中的至少一种混合进行水热处理。本发明提供板状一水软铝石，其特征在于外径尺寸为2. 5 15 μ m，长宽比为100 350。本发明提供板状一水软铝石的制备方法，其特征在于对氢氧化铝与(甲基)丙烯酸酯类的聚合物添加选自钠、钾、钡、钙及锶中的至少一种氢氧化物或铝酸盐作为PH调整剂，将pH调整为8以上的状态下，在130 250°C温度下进行水热处理。本发明提供圆盘状一水软铝石，其特征在于外径尺寸为O. 5 15 μ m，长宽比为10 100，含有选自钙、锶、钡及铈中的至少一种元素。本发明提供圆盘状一水软铝石的制备方法，其特征在于将选自钙、锶、钡或铈的有机酸盐、硝酸盐或硫酸盐(A)、碱性金属氢氧化物(B)及碱土金属氢氧化物(C)中的至少两种与氢氧化铝在130 300°C的温度下进行水热处理。本发明提供平板状一水软铝石，其特征在于插入有机物，该有机物是将在各自的至少一个末端中具有氢氧基的C3以上的二醇类、缩合乙二醇类、氨基醇类中的任意一种插入而形成的有机物。
具体实施方式
以下结合实施例，进一步阐述本发明。〔实施例I 实施例3〕
实施例I 实施例3是将下列化合物按照规定的比例混合，与水一起填充到高压处理器内进行水热合成。水热合成是通过在静置后按照80°C /小时的升温速度加热至205°C，保持其温度和压力10小时进行的。反应结束后，自然冷却反应液，通过过滤来收集反应生成物。水洗此反应生成物，在105°C的温度下使其干燥，从而得到分别具有权利要求1、2所述的特性的针状一水软铝石。实施例I :硫酸镁23mol %、氢氧化铝IOOmol %实施例2 :醋酸镍58mol %、氢氧化铝IOOmol %实施例3 :醋酸锌58mol %、氢氧化铝IOOmol %〔实施例4 实施例8〕实施例4 实施例8是将下列化合物按照规定的比例混合，与5000g水一起填充到高压处理器内，使高压处理器内为加压状态并静置混合液，以200°C /小时的升温速度加热至200°C。将此温度保持12小时使高压处理器内的混合液发生反应。接下来，通过将反应后的混合液自然冷却，过滤此混合液得到反应生成物。对此反应生成物进行酸处理后经过水洗，将含水的反应生成物在105°C下进行干燥，得到具有权利要求3所述的特性的板状一水软招石。
除了实施例4以外，均将加热温度设为170°C。
实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8
氢氧化钡八水合物337g、氢氧化招IOOOg氢氧化钡八水合物337g、氢氧化铝1000g、氢氧化钠30g氢氧化钙79g、氢氧化铝IOOOg氢氧化1丐55g、硫酸I丐44g、氢氧化招IOOOg:氢氧化银八水合物283g、氢氧化招IOOOg〔实施例9 实施例10、比较例I〕
实施例9、10、比较例I是将下列化合物按照规定的比例混合，与39. Okg水一起填充到高压处理器内并将高压处理器内的温度设定为170°C。将此温度保持10小时，在自然产生的压力下静置使高压处理器内的反应原料发生反应，水洗、过滤、干燥反应后的生成物，得到具有权利要求6所述的特性的六角板状一水软铝石(比较例I除外)。比较例I是长宽比为30的六角板状一水软铝石。实施例9:硼酸2.5mol、氢氧化钠(pH调整剂)25mol、氢氧化铝(平均粒径O. 5 μ m)IOOmol实施例10 :硼酸2. Omol、偏铝酸钠(NaA102、pH调整剂)25mol、氢氧化铝(平均粒径 2. 5 μ m) IOOmol比较例I :氢氧化钠(pH调整剂)25mol、氢氧化铝(平均粒径O. 5 μ m) IOOmol〔实施例11 13〕实施例11 13是将下列粒径不同的Ikg氢氧化铝粉填充到容器中，使用高压处理器在饱和状态的水蒸气环境下，在下列温度下加热I 10小时的同时进行干式养护。养护后自然放置冷却高压处理器，在130°C下使其干燥，通过权利要求9 11所述的方法得到板状一水软铝石。与通过湿式养护制备一水软铝石相比，通过干式养护制备一水软铝石的制备时间更短。此外，干式养护意味着在起始原料的氢氧化铝中不添加水而是保持粉状进行养
6护。另外，湿式养护作为干式养护的反义词，是指在氢氧化铝中添加水而成为糊状(液状)进行养护。实施例11 :平均粒径O. 8 μ m的氢氧化铝、170°C实施例12 :平均粒径2 μ m的氢氧化铝、170°C实施例13 :平均粒径O. 8 μ m的氢氧化铝、150°C〔实施例14〕实施例14是将IOOg氢氧化铝与300g水(水比为3)充分混合后，放入高压处理器内，在自然产生的压力(约900kPa)下，在180°C下进行12小时水热处理后，将生成物进行脱水、干燥，得到具有权利要求12所述的特性的立方体状一水软铝石。〔实施例15 实施例17〕实施例15 实施例17是将下列化合物与水按照规定的比例放入高压处理器内进行混合。在将此混合液以150rpm的转数进行搅拌的同时，以80°C /小时的升温速度加热至205°C，保持此温度和压力5小时使高压处理器内的混合液发生反应。停止搅拌，自然冷却反应液后，通过过滤来收集反应生成物。水洗该反应生成物，在105°C的温度下使其干燥，从而通过权利要求14、15所述的方法得到白色的针状一水软铝石。根据该制备方法，能够提高收率并高效地制备出针状一水软铝石。此外，实施例16不搅拌混合液而让其静置，加热至215°C，保持10小时。另外，实施例17加热至190 0C ο实施例15 :醋酸镁四水合物O. 92kg、氢氧化铝2. 0kg、水4. Okg实施例16 :醋酸镁四水合物O. 69kg、醋酸钙O. 37kg、氢氧化铝2. 0kg、水5. Okg实施例17 :醋酸镁四水合物O. 92kg、氢氧化铝(平均粒径10 μ m) 2. 0kg、水4. Okg〔实施例18 实施例22〕实施例18 实施例22是将下列化合物按照规定的比例混合并在200°C的温度下进行48小时水热处理，得到权利要求16所述的须状一水软铝石(须状金属化合物)。另外，在1000°C的温度下烧结该一水软铝石I小时，得到权利要求18所述的MgAl2O3(须状金属复合氧化物)与氧化铝的混合物。此外，须状金属化合物是将氢氧化铝及氢氧化铁中的至少一种与有机酸金属化合物混合进行水热处理时生成的反应生成物，称为具有须状形态的A100H( —水软铝石)或FeOOH0实施例18 :醋酸镁23. Imol、氢氧化铝(粒子尺寸I μ m) IOOmol实施例19 甲酸镁57. 8mol、氢氧化招(粒子尺寸I μ m) IOOmol实施例20 :醋酸锰23. Imol、氢氧化铝(粒子尺寸I μ m) IOOmol实施例21 :丙酸镍57. 8mol、氢氧化铝(粒子尺寸I μ m) IOOmol实施例22 :醋酸锌23. Imol、氢氧化铝(粒子尺寸I μ m) IOOmol〔实施例23、比较例2〕实施例23及比较例2将下列化合物按照规定的比例与39. Okg水一起填充到高压处理器内并将高压处理器内的温度设定为170°C。保持此温度10小时，在自然产生的压力下静置使高压处理器内的反应原料发生反应，水洗、过滤、干燥反应后的生成物，得到具有权利要求20所述的特性的板状一水软铝石(比较例2除外)。比较例2是长宽比为50的
7板状一水软招石。实施例23 :氢氧化铝(平均粒径O. 5 μ m)) IOOmol、丙烯酸酯共聚物(昭和高分子制；AE-710W)50重量％、氢氧化钠(pH调整剂)25mol比较例2 :氢氧化铝(平均粒径O. 5 μ m) lOOmol、磷酸铵O. 5重量％、氢氧化铝(pH调整剂)25mol〔实施例24 实施例29〕实施例24 实施例29将下列化合物按照规定的比例与39. Okg水一起填充到高压处理器内，将高压处理器内的温度设定为170°C。保持此温度10小时，在自然产生的压力下静置使高压处理器内的反应原料发生反应，水洗、过滤、干燥反应后的生成物，得到具有权利要求22所述的特性的圆盘状一水软铝石。
7. 8mol11. Imol
3. 3mol11. Imol
5. 6mol
实施例24 :醋酸韩8. 3mol、氢氧化招(平均粒子径3 μ m) lOOmol、氢氧化钠4. 2mol实施例25 :醋酸钙11. lmol、氢氧化铝(平均粒子径3 μ m) IOOmol、氢氧化钙
实施例26 :氢氧化钠5. 6mol、氢氧化铝
实施例27 :醋酸锶11. lmol、氢氧化铝
实施例28 :硝酸钙11. lmol、氢氧化铝、氢氧化钙I. 6mol
实施例29 甲酸钙11. lmol、氢氧化铝
(平均粒子径3 μ m) lOOmol、氢氧化钙(平均粒子径3 μ m) I OOmo I、氢氧化锶(平均粒子径3 μ m) lOOmol、氢氧化钠(平均粒子径3 μ m) IOOmol、氢氧化钾
〔实施例30〕
实施例30在167毫mol甲酰胺的存在下，将64毫mol氢氧化铝与98. 6毫mol 1，2-丙二醇使用高压处理器在200°C温度下进行20小时加热处理。之后用蒸馏水和乙醇依次清洗得到的试料，在120°C的空气浴中干燥2小时，从而得到插入有机物的具有权利要求24所述的特性的平板状一水软铝石。
8
权利要求
1.一种针状一水软铝石，其特征在于在水中使氢氧化铝与镁、镍、锰或钴的醋酸盐、甲酸盐、丙酸盐、硫酸盐或硝酸盐处于加压状态，在180 250°C的温度下进行水热合成从而得到，为针状，平均粒子长度为I 10 μ m,长宽比超过30并为90以下。
2.根据权利要求I所述的针状一水软铝石，其特征在于所述镁、镍、锰或钴的醋酸盐、甲酸盐、丙酸盐、硫酸盐或硝酸盐与氢氧化铝的混合比例按照摩尔比为I : 0.5 I : 40进行水热合成。
3.一种板状一水软铝石，其特征在于长宽比为10 35，比表面积为10 30m2/g。
4.一种制备权利要求3所述的板状一水软铝石的制备方法，其特征在于在水中使选自钙、锶、钡中的至少一种碱土金属化合物与氢氧化铝处于加压状态，在150 300°C的温度下使其发生反应，对其反应生成物进行酸处理、水洗，去除残留碱土金属化合物。
5.根据权利要求4所述的板状一水软铝石的制备方法，其特征在于所述碱土金属化·合物为选自氢氧化物、氧化物、氯化物、硫酸盐及有机酸盐中的至少一种化合物。
6.一种六角板状一水软铝石,其特征在于形成大致六角板状,长径与短径比为I I.3，并且长宽比为40 100。
7.一种制备权利要求6所述的六角板状一水软招石的制备方法,其特征在于对氢氧化铝与硼酸或硼酸的钠盐、钙盐、或铵盐，添加选自钠、钾、钡、钙及锶中的至少一种氢氧化物或铝酸盐作为pH调整剂，将pH调整为8以上的状态下，在130 250°C的温度下进行水热处理。
8.一种制备权利要求6所述的六角板状一水软招石的制备方法,其特征在于对氢氧化铝与硝酸、醋酸、甲酸、丙酸、硫酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸或这些酸的钠盐、钙盐、或铵盐，添加选自钠、钾、钡、钙及锶中的至少一种氢氧化物或铝酸盐作为PH调整剂，将pH调整为8以上的状态下，在130 250°C的温度下进行水热处理。
9.一种一水软招石的制备方法,其特征在于使用压力容器在水蒸气环境下加热氢氧化铝粉的同时进行干式养护。
10.根据权利要求9所述的一水软铝石的制备方法，其特征在于制备的一水软铝石为板状。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的一水软铝石的制备方法，其特征在于加热温度为140 300°C。
12.—种立方体状一水软铝石，其特征在于长径为1.3 3.5μπκ长厚比(长径/厚度)为2. 00 3. 50、长径与短径比(长径/短径)为I. 68 I. 37、短径与厚度比(短径/厚度)为I. 42 2. 55。
13.一种制备权利要求12所述的立方体状一水软铝石的制备方法，其特征在于预先设定水比使生成一水软铝石后的反应滤液中含有的钠离子浓度为O. 001 O. 100质量将氢氧化铝作为原料进行水热合成。
14.一种针状一水软铝石的制备方法，其特征在于在水中使镁化合物与氢氧化铝处于加压状态，在190 250°C的温度下使其发生反应。
15.根据权利要求14所述的针状一水软铝石的制备方法，其特征在于所述镁化合物为选自醋酸镁、氢氧化镁及硼酸镁中的至少一种化合物。
16.一种须状金属化合物，其特征在于通过将镁、锰、镍或锌的甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐或氢氧化物与氢氧化铝及氢氧化铁中的至少一种混合进行水热处理而制备。
17.一种制备权利要求16所述的须状金属化合物的制备方法，其特征在于将镁、锰、镍或锌的甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐或氢氧化物与氢氧化铝及氢氧化铁中的至少一种混合进行水热处理。
18.一种须状金属复合氧化物，其特征在于以下列结构式(I)所表示，含有尖晶石型构造，AB2_xCx04 …⑴ (式中，A表示镁、猛、镍或锌原子,B表示铁原子,C表示招原子,X的范围为0<x<2)。
19.一种须状金属复合氧化物的制备方法，其特征在于在500 1600°C的温度下烧结权利要求16的须状金属化合物。·
20.一种板状一水软铝石，其特征在于外径尺寸为2. 5 15 μ m，长宽比为100 350。
21.一种制备权利要求20所述的板状一水软铝石的制备方法，其特征在于对氢氧化铝与(甲基)丙烯酸酯类的聚合物，添加选自钠、钾、钡、钙及锶中的至少一种氢氧化物或铝酸盐作为PH调整剂，将pH调整为8以上的状态下，在130 250°C的温度下进行水热处理。
22.—种圆盘状一水软铝石，其特征在于外径尺寸为O. 5 15μπι，长宽比为10 100，含有选自钙、锶、钡及铈中的至少一种元素。
23.一种制备权利要求22所述的圆盘状一水软铝石的制备方法，其特征在于将选自钙、锶、钡或铈的有机酸盐、硝酸盐或硫酸盐(A)、碱性金属氢氧化物(B)及碱土金属氢氧化物(C)中的至少两种与氢氧化铝在130 300°C的温度下进行水热处理。
24.一种平板状一水软铝石，其特征在于插入有机物，该有机物是将各自的至少一个末端中具有氢氧基的C3以上的二醇类、缩合乙二醇类、氨基醇类的任意一种插入而形成的有机物。
25.一种制备权利要求24所述的平板状一水软铝石的制备方法，其特征在于插入有机物，该有机物是在具有高介电常数的溶剂中对氢氧化铝与各自的至少一个末端中具有C3以上的氢氧基的二醇类、缩合乙二醇类、氨基醇类中的任意一种进行热处理的有机物。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种长宽比高的一水软铝石、对被填充物的填充性优异能够充分抑制被填充物的各向异性的一水软铝石、或者比表面积较高的一水软铝石。另外，本发明的课题在于提供一种收率良好，高效地制备一水软铝石的方法。本发明涉及一种针状一水软铝石，其特征在于在水中使氢氧化铝与镁、镍、锰或钴的醋酸盐、甲酸盐、丙酸盐、硫酸盐或硝酸盐处于加压状态，在180～250℃的温度下进行水热合成从而得到，形成针状、平均粒子长度为1～10μm，长宽比超过30并为90以下。
文档编号C01F7/02GK102923740SQ20111022557
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者木户健二, 满仲宏文, 木方宏和, 冈田顺久 申请人:河合石灰工业株式会社