[发明专利]一种铝改性酸性硅溶胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将含铝的硅酸溶液与碱性稳定剂滴加到碱性底液中进行反应得到铝改性碱性硅溶胶，将其经阳离子交换树脂预反应、再经阴离子交换树脂预反应、最后经阳离子交换树脂反应得到所述铝改性酸性硅溶胶；

所述碱性稳定剂为质量分数2-6%的氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氨水；

所述碱性底液的pH值为9-14；

所述含铝的硅酸溶液中铝原子与硅原子的摩尔比为(0.002-0.006):1；

所述阳离子交换树脂与硅溶胶的质量比为(0.5-1.5):1；

所述阴离子交换树脂与硅溶胶的质量比为(0.4-0.6):1；

所述含铝的硅酸溶液的制备方法包括：将铝盐水溶液与硅酸溶液混合，得到所述含铝的硅酸溶液；所述铝盐包括硫酸铝、硝酸铝或明矾中的任意一种或至少两种的组合；所述铝盐水溶液的质量分数为1-8%。

2.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述碱性底液包括氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氨水。

3.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述硅酸溶液是钠或钾型水玻璃经过酸型阳离子树脂得到的硅酸溶液。

4.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述硅酸溶液为2-4.5波美度。

5.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述铝盐水溶液与硅酸溶液的混合在搅拌下进行，混合时间为5-10 min。

6.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，将所述含铝的硅酸溶液与碱性稳定剂滴加到碱性底液中进行反应的温度为40-98℃。

7.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，将所述含铝的硅酸溶液与碱性稳定剂滴加到碱性底液中进行反应时，维持反应液的pH值为9-11.2。

8.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述得到铝改性碱性硅溶胶后进行浓缩。

9.如权利要求8所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述浓缩采用超滤浓缩法。

10.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述阳离子交换的时间为0.5-1.5 h。

11.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述阴离子交换的时间为0.5-1.5 h。

12.如权利要求1所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）将铝盐溶于水中制成质量分数为1-8%的铝盐水溶液；

（2）将步骤（1）得到的铝盐水溶液滴加入硅酸溶液中，使铝盐分散于硅酸溶液中，制备铝原子与硅原子摩尔比为(0.002-0.006):1的硅酸溶液；

（3）将步骤（2）得到的含铝的硅酸溶液和碱性稳定剂滴加到碱性底液中，温度保持在40-98℃，pH值保持在9-11.2，得到铝改性碱性硅溶胶；

（4）将步骤（3）得到的铝改性碱性硅溶胶经超滤浓缩，得到二氧化硅质量百分浓度为20-40%的铝改性碱性硅溶胶；

（5）将步骤（4）得到的铝改性碱性硅溶胶依次经阳离子树脂交换、阴离子树脂交换和阳离子树脂交换，得到所述铝改性酸性硅溶胶。

13.如权利要求1-12中任一项所述的铝改性酸性硅溶胶的制备方法制备得到的铝改性酸性硅溶胶。

14.如权利要求13所述的铝改性酸性硅溶胶在半导体抛光、涂料或蓄电池中的应用。