[发明专利]疏水表面改性的氧化铝及其制备方法

说明书

本申请公开了一种通过以下方式制备疏水性多孔氧化铝的方法：i)提供包含氧化铝化合物的浆料，所述浆料的pH等于或大于7；ii)将包含具有碳长度小于14的烷基烃链的羧酸的有机组合物加入到所述浆料中以形成酸性改性浆料；所述酸性改性浆料的pH在3至小于7之间；iii)将所述酸性改性浆料水热老化以形成经水热老化的浆料；以及iv)将所述经水热老化的浆料干燥。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月15日提交的美国申请62/520,163的优先权，其公开内容通过引用并入本文用于所有目的。

本发明涉及一种新型的用于制备新的疏水性多孔氧化铝的方法，一种新的疏水性多孔氧化铝，以及一种包含新的疏水性多孔氧化铝和基底的组合物。

背景：

氧化铝和二氧化硅在被处理时形成疏水表面改性的金属氧化物的基础。这些疏水表面改性的金属氧化物包括间隔物(spacer)或防粘连剂，其改善基底的性能，所述基底包括聚合物、调色剂、涂料体系、表面添加剂和用于需要高度分散性的应用的其他高附加值产品。在这些应用中，疏水表面改性的金属氧化物解团聚减小至亚微米尺寸的能力以及它们附着至特定基底表面的能力对于实现和提高高附加值产品(一个实例是调色剂产品)的性能是必需的。

影响疏水表面改性的金属氧化物的性质的因素包括所选择的基础金属氧化物的类型、表面添加剂的粒子形貌、表面添加剂粒子的表面积和表面添加剂粒子的表面化学性质。

在确定疏水表面改性的金属氧化物需要何种性质时，基础金属氧化物的选择是重要的。例如，本发明领域中的技术人员知道，不是所有化学处理都可以同样地施加至所有金属氧化物，例如，不是所有用于二氧化硅粒子的处理都可以施加至氧化铝。

在处理疏水表面改性的金属氧化物时的主要问题是由于相互作用力而形成的细或纳米金属氧化物粒子的团聚。亚微米粒子可以高度团聚，并且这些团聚继而减少形成团聚的一部分的粒子的暴露表面积。因此，这类团聚减少疏水表面改性的金属氧化物赋予它们所掺入的产品的优点。

这些疏水表面改性的金属氧化物的合成对于顺利产生它们所掺入的后续产品的所需特性是重要的。这些疏水表面改性的金属氧化物的另一问题是它们较低的稳定性，并且为了改善该稳定性和防止疏水表面改性的金属氧化物降解，在它们的合成期间使用在低温和真空下的专用处理。

消费者需要更大表面添加剂性能和更高品质的产品。为了解决这些需求，已经研究和改进了用于基于混合/润湿和球磨的改善疏水表面改性的金属氧化物的后处理方法。这些后处理方法是本领域中已知的。即使使用这些方法来改善疏水表面改性的金属氧化物，使用这些过程制备的疏水表面改性的金属氧化物也可能包含例如使它们与优选的聚合物或溶剂不相容的形式的粒子。此外，纳米粒子由于它们的化学结构、高表面积和低粒子内孔隙率而难以再加工。

因此，需要一种替代的疏水表面改性的金属氧化物和方法，其可以提供所需性质，包括改善的疏水性和分散性，且添加剂影响降低。

发明：

根据本发明的第一方面，提供了一种制备疏水性多孔氧化铝的方法，所述方法包括以下步骤：

i)提供包含氧化铝化合物的浆料，所述浆料的pH等于或大于7；

ii)将包含具有碳长度小于14的烷基烃链的羧酸的有机组合物加入到所述浆料中，以形成酸性改性浆料；所述酸性改性浆料的pH为3至小于7；

iii)将所述酸性改性浆料水热老化以形成经水热老化的浆料；以及

iv)将所述经水热老化的浆料干燥。