[发明专利]片状α-氧化铝的制备方法和片状α-氧化铝

说明书

一种片状α‑氧化铝的制备方法和片状α‑氧化铝，所述片状α‑氧化铝的制备方法采用拟薄水铝石直接作为铝源以制备片状α‑氧化铝；所述拟薄水铝石的孔容为0.5ml/g‑1.2ml/g，所述拟薄水铝石的比表面积为250m²/g‑360m²/g。所述制备方法能够减少能耗，并且，制作的片状α‑氧化铝具有作为珠光颜料基材的良好性能。

技术领域

本发明属于无机粉体材料领域，涉及α-氧化铝，并涉及它们在油漆(paint)、工业涂料、汽车涂料、印刷油墨、化妆品制剂中的用途，特别是作为效果颜料的透明基材(substrate)，尤其是涉及一种片状α-氧化铝的制备方法。

背景技术

传统珠光颜料的基材，一般为天然云母。天然云母作为珠光颜料的基材，需要经过筛选、粉碎、研磨和分级。由于天然云母本身的杂质，以及研磨后云母厚度及直径的不均匀性，都导致了传统珠光颜料性能上的一些缺点，如：颜色不鲜艳及色饱和度不高等。随着人们对珠光颜料要求的不断提高，传统的以云母为基材的珠光颜料，已不能满足人们的需求。

人工合成的片状α-氧化铝(Al₂O₃)基材，具有天然云母基材无法获得的设计自由度和物理化学性能。在合成片状α-氧化铝过程中，可以消除或控制杂质的引入，同时使产品具有狭窄的粒径分布和大的径厚比，并且产品可以几乎完全无色又具有光滑平整的表面，而且这种片状氧化铝在水中具有良好的分散性。因此，它是优质珠光颜料理想的基材。

片状α-氧化铝的制备方法多种多样，最常用的方法主要有熔盐法、高温烧结法、水热(醇热)法、涂膜法、溶胶-凝胶法和机械法等。但除了熔盐法外，其他方法由于制得的片状氧化铝粒径小，径厚比小，表面不光滑，分散性差，不能作为合成珠光颜料所需的基材。

熔盐法制备的片状氧化铝粉体具有独特的性质。由于物质在熔盐中的迁移速率远远高于固相反应，所以熔盐法可以显著降低反应温度和缩短反应时间；其次，熔盐法通过调整熔盐用量和类型、反应温度及时间、添加适量的晶体生长调节剂等等能有效地控制片状氧化铝的尺寸和形状，能够合成出粒径分布均匀，径厚比大，表面光滑的片状氧化铝。

US5702519采用熔盐法制备出了片状氧化铝粉体。该方法以水溶性无机铝盐作为铝源，硫酸盐作为熔盐，以少量磷酸盐和硫酸氧钛为晶体生长调节剂，将它们溶解于大量水后，与等化学量的碳酸盐水溶液中和，制得氢氧化铝的溶胶，再加热干燥，脱去大量的水，经过1200℃高温烧结5h，制备出了六角片状结构的氧化铝粉体。所得的这种片状氧化铝粉体，粒径在3-22μm之间，厚度约200-300nm,径厚比大于40。此方法需要大量的水来溶解无机铝盐、硫酸盐、碳酸盐和晶体生长调节剂，使得后续的干燥脱水过程要脱去大量的水，因此前后均需要耗费大量能源。并且。此方法晶体生长调节剂与氢氧化铝之间结合不均匀，造成晶体生长调节剂在熔盐中向氧化铝迁移效率不高，制得的片状氧化铝粒径较小，粒径分布不均匀，以此为基材制备的珠光颜料闪烁度不强。

US2016046812A1披露了另一种制备片状氧化铝的方法，以及以此为基材制作珠光颜料的方法。其同样使用了无机铝盐作为铝源，以锌和锡的无机盐作为晶体生长调节剂。此方法同样需要大量的水溶解无机盐，并且在得到氢氧化铝胶体后，需要4到30小时的熟化阶段，能耗高，生产周期长。

CN101541681A、CN1150165A、CN1936114A、CN101660204A和CN104925843A的中国发明专利申请，公开的方法中，大多选择无机铝盐或复合铝盐为铝源，采用硫酸钠和硫酸钾的混合物为熔盐，选择钛盐、锡盐、锌盐或磷酸盐为晶体生长调节剂。这些方法同样需要大量的水，能耗高，且制得的片状氧化铝粒径小，不能满足作为珠光颜料基材的要求。

实现一种用水量少且能耗低的片状α-氧化铝的制备方法，成为业界的一种强烈需求，同时，希望制作的片状α-氧化铝具有更好的性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供片状α-氧化铝的制备方法和片状α-氧化铝。