[发明专利]超细高纯α-氧化铝的工业生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高端电子行业用粉体材料的制备方法；更具体地讲，本发明涉及一种超细高纯α-氧化铝的工业生产方法、所得的超细高纯α-氧化铝及其用途。

技术背景

目前α-氧化铝超细微粉是电子行业中陶瓷类电子产品的主要原材料，α-氧化铝超细微粉市场需求量也随着电子工业的发展而迅速增加。

中国专利申请CN101362604公开了一种制备高纯氧化铝粉体的方法，该方法通过将精铝加温熔化、由高压空气雾化粉碎并加水冷却、加热水解形成氢氧化铝液，再经沉淀、烘干、煅烧后得到高纯α-氧化铝粉。

中国专利申请CN1903728也公开了一种制备高纯氧化铝粉体的方法，其采用99.9999％的高纯铝片和有机碱，在热水浴中相互反应，制备得到氢氧化铝的沉淀；将沉淀物在1100-1200℃高温煅烧之后再粉磨，即可制备高纯超细的氧化铝粉体。其中，该专利申请所采用的有机碱为胆碱、六次甲氢四胺、多巴胺中任意一种；所得到的粉体的化学纯度≥99.999％、钠含量Na₂O≯0.0001％、颗粒粒径0.1-0.5μm、α-Al₂O₃(α-相)≮99％。

中国专利申请CN1342609则公开了一种制备形态松散的纳米、亚微米级高纯氧化铝的方法，该反复利用一般工业级原料，使醇铝在水解过程中引入溶剂及添加剂，得到均相液态的醇铝液体，并以此为原料进行水解而制得高纯纳米氧化铝。

在中国专利CN1286724C所公开的制备高纯超细氧化铝粉末的方法中，采用球磨水解法，通过机械力化学反应使金属粉末遇水发生化学反应，生成铝的水合物，以克服铝粉表层所存在氧化膜的问题。

然而，上述方法是以金属铝或醇铝为原料，制备工艺苛刻，成本高昂，因而只能停留在实验室阶段，尚无法工业化生产。

中国专利CN1108276C公开了一种一水软铝石超细纳米粉体的制备方法，其利用无机盐室温下反应，并在室温到80℃之间陈化，获平均粒径为4-8纳米的一水软铝石超细纳米粉体。该方法所制得的一水软铝石粉体可用于多种场合。

发明内容

本发明的目的是提供了一种工业上生产超细高纯α-氧化铝的方法，该方法以勃姆石为原料，经酸分散、过滤、洗涤、干燥、煅烧等工艺步骤，生成超细、高纯的、可用于电子行业的α-氧化铝微粉。并用高分子分散剂进行包裹，通过特定的。

一方面，为了实现上述本发明的目的，本发明提供了一种制备超细高纯α-氧化铝的方法，其包括如下步骤：

(1)将勃姆石在一元有机酸中进行分散，得到浓度为5wt％～40wt％的勃姆石分散液；

(2)将步骤(1)中得到的勃姆石分散液进行过滤，以去除勃姆石分散液中的机械杂质；

(3)采用离心设备对脱除机械杂质后的勃姆石分散液进行液固分离，并对得到的固体用去离子水进行洗涤，然后再加入去离子水进行分散，形成去除离子杂质的、浓度为1wt％～15wt％的勃姆石分散液；

(4)将去除了离子杂质的勃姆石分散液进行喷雾干燥；

(5)将步骤(4)中得到的干燥的勃姆石进行高温煅烧，得到超细高纯α-氧化铝。

勃姆石(Boehmite)又可称为水合α-氧化铝或一水软铝石。本发明步骤(1)中所采用的勃姆石原料优选为活性勃姆石。这种勃姆石能够容易地在水相中进行分散，其纯度一般在99.9％以上，晶体尺寸在5-25nm之间。在所形成的分散液中，勃姆石的分散粒径在50-300nm之间，分散后体系的颜色为淡蓝色。

在本发明的步骤(1)中，分散过程优选在有剪切功能的分散设备中进行，分散头需要有剪切功能，优选使用齿盘类分散头。

在本发明的一具体实施方式中，步骤(1)中所使用的一元有机酸为选自于如下一组中的至少一种：甲酸、醋酸和乳酸；在一更优选的具体实施方式中，步骤(1)中所使用的一元有机酸为乳酸。

在本发明的一具体实施方式中，步骤(1)中勃姆石分散液的浓度是20wt％～30wt％。

在本发明的一具体实施方式中，制备分勃姆石分散液时，添加用于包裹无机粒子的水性分散剂；该水性分散剂可以选自于如下一组中的至少一种：侧链带羧基的聚合物和非离子型聚合物；其中，侧链带羧基的聚合物包括丙烯酸类和马来酸类共聚物，非离子型聚合物包括聚氧乙烯类衍生物和聚乙烯吡咯烷酮等。使用水性分散剂的目的是保证粒径的均匀。分散剂优选为聚乙烯吡咯烷酮。