专利名称：氢氧化铝及其生产方法
技术领域：
本发明涉及作为塑料、橡胶等等用阻燃填料的氢氧化铝及其制备方法。更具体地说，本发明涉及氢氧化铝、氢氧化铝的生产方法和含有氢氧化铝的组合物，所述氢氧化铝具有极小的附聚物含量并且以初级颗粒解体，并且在将其填充在树脂中时，可产生冲击性能优异的树脂组合物。
背景技术：
迄今为止，氢氧化铝已广泛用作填充在橡胶和塑料中的填料。例如，已发现其在热塑性树脂、橡胶和环氧树脂中用作阻燃剂和在热固性树脂，如不饱和聚酯树脂和丙烯酸类树脂中用作调色填料。
在将氢氧化铝用作阻燃剂时，当提高树脂中加入的氢氧化铝的浓度时，就提高了通过加入阻燃剂改善给定树脂的阻燃性的程度。但是，填充系数的升高引起诸如降低成形性和提高树脂的捏合扭矩的问题。也产生诸如提高模压温度和使部分氢氧化铝产生脱水和膨胀(发泡)的问题。
当将氢氧化铝用作填料时，由于氢氧化铝缺乏增强作用，它降低了树脂模制品的强度，特别是冲击强度。为了抑制冲击强度的降低，建议尽可能减少氢氧化铝的粒径。尽管通过沉淀不是不可能获得具有微小粒径的氢氧化铝，但难以将氢氧化铝作为填料大量填充，因为所述氢氧化铝呈二级附聚颗粒的形式并因此具有很大的吸收油的能力，所述二级附聚颗粒由初级颗粒的大量附聚产生。
因此，通常使用直径约为50-150μm，通过使用球磨机或其它类似的粉碎机将上述氢氧化铝颗粒粉碎至处级颗粒的程度的氢氧化铝颗粒。
通过粉碎将氢氧化铝粉碎至规定粒径需要大量能量。当粉碎时，氢氧化铝的初级颗粒破裂，形成粗糙表面和脱落的碎屑并且导致产生的粉末提高了其比表面积。因此，由于降低了与树脂的相容性并提高了粘度，粉碎的氢氧化铝难以在树脂中高度填充。特别是在热固性树脂的情况下，使固化时间延长。
仅通过粉碎，并不能容易地获得均匀直径的颗粒并且仍存在较粗的附聚颗粒(未粉碎的颗粒)。已证实，当将粉末填充在树脂中时，上述未粉碎的颗粒构成了断裂的起因并导致降低冲击强度。为了除去上述未粉碎的颗粒，普遍使用如通过在粉碎后空气分级或筛选使它们分离的方法。但是，由于它们要求巨大的初始设备投资，上述分离操作并不经济。
因此，已提议旨在获得具有均匀的规定粒径的氢氧化铝的各种方法。
JP-B平5-4336公开了一种通过使用连续离心分离器对颗粒施加很大的离心力而抑制颗粒变粗的方法，从而使二级附聚颗粒解体而不破坏初级颗粒。
上述方法将经受施加离心力的氢氧化铝的初级粒径限制在1-4μm。据报道，当直径超过4μm，借助离心力的解体作用不足以使二级附聚颗粒解体。上述方法从未用于宽范围的应用。
JP-B昭62-9256公开了一种通过使固体氢氧化铝暴露于预先加热至高温的Bayer萃取剂，获得具有初级颗粒形式或棒状晶体形式的氢氧化铝的想法。
但是，由于在暴露的过程中进行氢氧化铝的溶解，上述方法在要求长时间暴露和降低生产效率方面处于不利地位。
JP-A平9-208740公开了一种通过以下步骤产生表面溶解和降低比表面积的方法首先使用干式冲击粉碎机将氢氧化铝中的二级附聚颗粒粉碎，然后将所得到的氢氧化铝转化为在特定的碱浓度的铝酸钠溶液中的淤浆并使淤浆升温。
但是，同样因为其要求将氢氧化铝过滤和干燥以便使其能被预先干式粉碎，上述方法具有生产过程延长和生产成本提高的问题。
本发明的目的是提供氢氧化铝和提供氢氧化铝的生产方法，所述氢氧化铝具有极小的附聚物含量并且以初级颗粒解体，并且在将其填充在树脂中时，高度有效地产生冲击强度优异的树脂组合物。
发明内容
本发明提供了一种氢氧化铝的生产方法，该方法包括以下步骤将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中以获得淤浆；和将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高。
在该方法中，升温步骤之前淤浆具有的比A/C为0.4或更少，其中A表示铝酸钠溶液中的氧化铝浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠浓度(克/升)。
在该方法中，在升温步骤中，将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高所需时间H为15分钟或更短。
在淤浆升温的步骤之后，该方法进一步包括将淤浆在温度为85℃或更高下保持至少(15-H)分钟的步骤。
在该方法中，氢氧化铝具有如下通式表示的通过升温的溶解度比例溶解度比例(％)＝升温之前的C×(升温之后的A/C-升温之前的A/C)×1.53/升温之前淤浆的氢氧化铝浓度×100，其中A表示铝酸钠溶液中的氧化铝浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠浓度(克/升)，所述比例低于30％。
优选在淤浆升温的步骤之后，该方法进一步包括使用连续离心分离器对淤浆施加离心力的步骤。离心力优选为300G或更大。
在该方法中，升温步骤使用套管换热器进行。
本发明还涉及一种氢氧化铝，所述氢氧化铝具有的平均粒径D为1-10μm，BET比表面积S为1.5m2/g或更少，附聚度D/Dbet小于3，其中Dbet表示根据BET比表面积S通过球形近似法依Dbet＝6(S×ρ)计算的的粒径，其中ρ指的是氢氧化铝的比重，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.5质量％或更低。直径超过20μm的颗粒的含量优选为0.1质量％或更低。
本发明还提供了包含氢氧化铝作为填料的组合物。
所述组合物包含至少一种橡胶和塑料的基体材料。
通过以下步骤生产的本发明的氢氧化铝具有极小的附聚物含量并且以初级颗粒解体将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中以获得淤浆并将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高。当在升温之后采用对淤浆施加离心力的步骤时，获得的氢氧化铝具有更小的附聚物含量。当将氢氧化铝颗粒填充在树脂中时，可获得冲击强度优异的树脂组合物。
实施本发明的最佳方案为了获得具有极小附聚物含量且以初级颗粒解体的氢氧化铝，本发明人已进行勤奋研究并因此已发现，通过将以下步骤组合可获得适于用作填料的具有低比表面积的理想单晶氢氧化铝在特定条件下使含有悬浮在特定的铝酸钠溶液中的氢氧化铝的淤浆的温度升高，随后对淤浆施加离心力，从而使淤浆中的固体颗粒浓缩并且同时使二级凝聚颗粒解体。结果已经完成了本发明。
本发明涉及提供一种氢氧化铝的生产方法，该方法包括以下步骤将含有悬浮在铝酸钠溶液中通过Bayer法获得的氢氧化铝的淤浆的温度从60℃或更低升温至90℃或更高。
在本发明中升温的步骤中，选择性溶解晶体学上内聚力不足的二级附聚颗粒的晶粒边界，并且通过对淤浆内的氢氧化铝施加热冲击使二级附聚颗粒解体，所述淤浆含有悬浮在铝酸钠溶液中通过Bayer法获得氢氧化铝。
即，在升温步骤中，升温之前淤浆温度为60℃或更低，优选55℃或更低。如果所述温度高于60℃，在升温过程中此过量在阻止施加足以实现仅仅晶粒边界的选择性溶解的大的热冲击方面处于不利地位。
升温之后的温度为90℃或更高，优选95℃或更高，且更优选97℃或更高。如果所述温度低于90℃，此不足在阻止施加足以实现仅仅晶粒边界的选择性溶解的大的热冲击方面处于不利地位，使附聚颗粒继续存在并使颗粒表面变粗糙。
另外，铝酸钠溶液的沸点并不限定，因为其随氢氧化钠的浓度而变化。但是，在用于Bayer法的铝酸钠溶液的情况下，所述沸点为约104℃。
如上所述，升温之前比A/C为0.4或更少，其中A指的是铝酸钠溶液中的氧化铝(Al2O3)的浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠(NaOH)浓度(克/升)。优选该比例为0.35或更少，且更优选0.3或更少。如果比A/C高于0.4，此过量在阻止使晶粒边界松散所需的氧化铝部分的溶解和使附聚颗粒继续存在方面处于不利地位。
在将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高的过程所需时间在15分钟之内，优选在10分钟之内，且更优选在5分钟之内。如果所述时间超过15分钟，此过量在阻止施加足以实现仅仅晶粒边界的选择性溶解的大的热冲击方面处于不利地位，使附聚颗粒继续存在并使全部颗粒溶解。
将淤浆从温度为60℃或更低加热至温度为90℃或更高的方法并不特别限定。温度可线性升高；或在初始阶段适度升高并且在后期阶段快速升高；或在初始阶段快速升高并且在后期阶段适度升高。所述升温的持续时间的下限并不特别限定。升温步骤可快速进行。
在淤浆温度已升高至上述最终水平之后，使淤浆保持在取决于升温的持续时间的特定条件下。在升温的持续时间(15分钟以内)的范围内，保持时间随升温的持续时间的降低而增加。在本发明的方法中，当升温所用时间为H分钟(在15分钟以内)时，保持时间为至少(15-H)分钟。因此，当升温的持续时间为15分钟时，该方法可以没有保持步骤。升温之后的保持温度为85℃或更高，且优选90℃或更高。如果所述保持温度低于85℃，此不足在促使分离的颗粒再次附聚方面处于不利地位。保持温度的上限通常为铝酸钠溶液的沸点。
升温步骤中使用的升温装置优选为套管换热器。
在本发明的方法中归因于升温步骤的氢氧化铝的溶解度比例适当地低于30％，优选低于25％。如果溶解度比例高于30％，此过量在降低氢氧化铝的产量和降低生产效率方面处于不利地位。
归因于升温步骤的氢氧化铝的溶解度比例由以下通式定义溶解度比例(％)＝升温之前的C×(升温之后的A/C-升温之前的A/C)×1.53/升温之前淤浆的氢氧化铝浓度×100其中A表示铝酸钠溶液中的氧化铝浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠浓度(克/升)。
可加上施加实施离心力的步骤。可将离心力施加到淤浆上使淤浆中的固体浓缩并且由于相邻颗粒的相互摩擦使二级附聚颗粒解体。这可使二级附聚颗粒能够更有效地解体。
在本发明的方法中实施离心力的步骤中，施加到淤浆上的离心力适当地为300G或更大，优选500G或更大，且更优选1000G或更大。如果离心力小于300G，此不足在抑制施加足以使二级附聚颗粒解体的离心力方面处于不利地位。
在本发明的方法中实施离心力的步骤中，施加离心力的装置优选为连续离心分离器。使用连续离心分离器使得能显示将二级附聚颗粒通过施加到固体上的剪切力解体的外加效果，同时将通过离心分离器浓缩的固体连续从离心分离器中取出。
另外，已知两种类型的连续离心分离器，即分离平板式和倾析式。分离平板式以两种类型获得，即活门卸料式和喷嘴卸料式。倾析式包括螺旋倾析式。作为本发明中使用的连续离心分离器，优选使用螺旋倾析式装置，因为它能够通过在已通过离心分离器浓缩的固体上施加剪切力使二级附聚颗粒解体。
本发明的方法通过使用将由Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中的淤浆作为原料并进行升温步骤，和当必要时，进行将离心力施加到淤浆上的步骤，能够获得初级颗粒氢氧化铝，同时避免使颗粒表面粗糙或抑制附聚颗粒持续存在。
本发明能够获得一种氢氧化铝，所述氢氧化铝具有的平均粒径D为1-10μm，通过氮气吸附法(BET法)测定的BET比表面积S为1.5m2/g或更小，附聚度D/Dbet小于3，其中Dbet指的是由S通过球形近似法计算的粒径，并且直径超过20μm的颗粒的含量为0.5质量％或更低，优选0.1质量％或更低。此处，Dbet表示为Dbet＝6/(S×ρ)，其中ρ指的是氢氧化铝的比重。
如上所述，本发明的方法使用将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中的淤浆作为原料。通过考虑溶解之后预期获得的粒径和选择原料淤浆中二级附聚颗粒的初级粒径，能够获得具有目标粒径和低的BET比表面积的初级颗粒氢氧化铝。
由此获得的氢氧化铝可适当地用作各种类型填料。作为有利地用于含氢氧化铝组合物的基体材料的具体实例，可列举塑料物质如橡胶和热塑性树脂、环氧树脂和热固性树脂(如不饱和聚酯树脂和丙烯酸类树脂)。
当将通过所述方法获得的氢氧化铝填充在树脂中时，考虑到降低胶料粘度，可将其单独使用或与多种其它粒径不同的氢氧化铝种类组合使用。
通过所述方法获得的氢氧化铝可在使用之前使用已知的表面处理剂进行表面处理。表面处理剂并不需要特别限定。作为优选使用的表面处理剂的具体实例，可列举各种偶联剂，例如硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂；脂肪酸，例如油酸和硬脂酸；所述脂肪酸的酯；和硅酸酯，例如硅酸甲酯和硅酸乙酯。
现在，下面将参考实施例更具体地描述本发明。本发明并不需要限于以下实施例，而可以任何方式体现在不改变附加的权利要求的范围内所述的内容。本发明说明书中所述的固态性能可通过以下方法测定。
<平均粒径D>
氢氧化铝的平均粒径D通过激光散射衍射法测定。
<BET比表面积S>
氢氧化铝的比表面积S通过氮气吸附法(BET法)测定。
<附聚度D/Dbet>
氢氧化铝的附聚度D/Dbet通过计算平均粒径D与作为Dbet＝6/(S×ρ)由S通过球形近似法计算的粒径Dbet的比估计，其中ρ指的是氢氧化铝的比重。
<直径超过20μm的颗粒的含量>
直径超过20μm的颗粒的含量通过以下方法计算将5g样品分散在1.5升自来水(使其流过能够除去直径超过1μm的固体的过滤器)中；将所得到的分散溶液进行超声波分散10分钟，同时在细微粉末分级器(由Yokohama Rika K.K.制造并以产品代码“PS-80”销售)中采用筛目为20μm的不锈钢筛对其进行筛选；对筛选的残余物秤重；并计算筛选的残余物重量相对于筛选前样品重量的百分率。
<冲击强度>
通过将100质量份乙烯基酯树脂(由Showa Kobunshi K.K.制造并且以商品牌号“Ripoxy RF-300 series”销售)、200质量份氢氧化铝、2质量份固化剂(由Nippon Oils & Fats Co.，Ltd.制造并且以商品牌号“PercureWO”销售)和0.75质量份助剂(由Nippon Oils & Fats Co.，Ltd.制造并且以商品牌号“Peroil TCP”销售)一起混合，将其搅拌，同时在真空下使其消泡，将所得到的混合物浇注到相对的玻璃板之间的间隙中，并将介于玻璃板之间的混合物在60℃下加热1小时并且在90℃下加热30分钟直至使其固化，获得模制件。不含缺口的测试零件由模制件制备并测定其Izod冲击强度。
<氢氧化铝的溶解度比例>
归因于升温步骤的氢氧化铝的溶解度比例可通过下式计算溶解度比例(％)＝升温之前的C×(升温之后的A/C-升温之前的A/C)×1.53/升温之前淤浆的氢氧化铝浓度×100其中A表示铝酸钠溶液中的氧化铝浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠浓度(克/升)。
实施例1将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液获得的淤浆(氢氧化铝的平均粒径57.6μm，氢氧化钠浓度158克/升，A/C＝0.31，淤浆的氢氧化铝浓度200克/升，且淤浆温度41℃)以速度3m3/hr送料至套管换热器的内管(内管体积0.019m3，且加热面积3.2m2)中(换热器内的保持时间23秒)。将蒸汽加入外管直至将其温度升高至96℃。然后，将淤浆在85℃下保持15分钟。淤浆的A/C为0.49且其溶解度比例为21.8％。
通过过滤将固体氢氧化铝在净化状态下从淤浆中分离出来，然后将其干燥。发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为8.2μm，BET比表面积S为0.5m2/g，附聚度为1.7，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.23质量％。通过将所述粉末填充到树脂中制造的测试零件显示的Izod冲击强度为2.2kJ/m2。
实施例2将与实施例1中所用的相同的悬浮有氢氧化铝的淤浆送料至内部体积为1m3的SUS罐中并且在其中持续搅拌。同时，将罐的温度在15分钟的时间内升高至90℃。发现淤浆具有的A/C为0.47且溶解度比例为19.3％。通过过滤将固体氢氧化铝在净化状态下从淤浆中分离出来，然后将其干燥。发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为8.8μm，BET比表面积S为0.5m2/g，附聚度为1.8，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.35质量％。通过将所述粉末填充到树脂中制造的测试零件显示的Izod冲击强度为2.1kJ/m2。
实施例3将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液获得的淤浆(氢氧化铝的平均粒径55.3μm，氢氧化钠浓度156克/升，A/C＝0.38，淤浆的氢氧化铝浓度180克/升，且淤浆温度43℃)送料至与实施例2中所使用的相同的SUS罐中并且在其中持续搅拌。同时，将罐的温度在15分钟的时间内升高至90℃。发现淤浆具有的A/C为0.48且其溶解度比例为13.3％。通过过滤将固体氢氧化铝在净化状态下从淤浆中分离出来，然后将其干燥。发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为9.1μm，BET比表面积S为0.4m2/g，附聚度为1.5，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.41质量％。通过将所述粉末填充到树脂中制造的测试零件显示的Izod冲击强度为2kJ/m2。
实施例4根据实施例2的方法处理与实施例1中所用的相同的悬浮有氢氧化铝的淤浆，同时预先将淤浆加热至47℃。在升温之后发现淤浆具有的A/C为0.49且溶解度比例为21.8％。通过过滤将固体氢氧化铝在净化状态下从淤浆中分离出来，然后将其干燥。发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为9.7μm，BET比表面积S为0.4m2/g，附聚度为1.6，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.4质量％。通过将所述粉末填充到树脂中制造的测试零件显示的Izod冲击强度为2kJ/m2。
比较例1将与实施例1中所用的相同的悬浮有氢氧化铝的淤浆送料至与实施例2所用的相同的SUS罐中并且在其中持续搅拌。同时，将罐的温度在15分钟的时间内升高至83℃。发现淤浆具有的A/C为0.44且溶解度比例为15.7％。通过过滤将固体氢氧化铝在净化状态下从淤浆中分离出来，然后将其干燥。发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为27.2μm，BET比表面积S为0.2m2/g，附聚度为2.2，且直径超过20μm的颗粒的含量为1.09质量％。通过将所述粉末填充到树脂中制造的测试零件显示的Izod冲击强度为1.9kJ/m2。
比较例2将与实施例1中所用的相同的悬浮有氢氧化铝的淤浆送料至与实施例2所用的相同的SUS罐中并且在其中持续搅拌。同时，将罐的温度在30分钟的时间内升高至90℃。发现淤浆具有的A/C为0.5且溶解度比例为23％。通过过滤将固体氢氧化铝在净化状态下从淤浆中分离出来，然后将其干燥。发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为12.3μm，BET比表面积S为0.4m2/g，附聚度为2，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.74质量％。通过将所述粉末填充到树脂中制造的测试零件显示的Izod冲击强度为1.8kJ/m2。
比较例3根据实施例2的方法处理与实施例1中所用的相同的悬浮有氢氧化铝的淤浆，同时预先将淤浆加热至68℃。在升温之后发现淤浆具有的A/C为0.49且溶解度比例为21.8％。通过过滤将固体氢氧化铝在净化状态下从淤浆中分离出来，然后将其干燥。发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为14.5μm，BET比表面积S为0.4m2/g，附聚度为2.3，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.63质量％。通过将所述粉末填充到树脂中制造的测试零件显示的Izod冲击强度为1.8kJ/m2。
以上实施例1-4和比较例1-3的结果集中在表1中描述和显示。
表1
实施例5将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液获得的淤浆(氢氧化铝的平均粒径57.6μm，氢氧化钠浓度158克/升，A/C＝0.31，淤浆的氢氧化铝浓度200克/升，且淤浆温度41℃)以速度3m3/hr送料至套管换热器的内管(内管体积0.019m3，且加热面积3.2m2)中(换热器内的保持时间23秒)。将蒸汽加入外管直至将其温度升高至96℃。然后，将部分淤浆以速度1m3/hr转移到连续离心分离器(有Tomoe Kogyo K.K.制造并且以商品牌号“Sharpless Super Decanter P-660”销售)中并通过离心力为1000G将其压缩以使在其中的固体浓缩。将通过固定在连续离心分离器的内管上的螺杆浓缩的固体连续从装置中取出。
已经过套管换热器的淤浆的A/C为0.46并且归因于淤浆的升温步骤的氢氧化铝的溶解度比例为18.1％。将已经过倾析器的氢氧化铝洗涤，通过过滤分离，然后将其干燥。
发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为8.9μm，BET比表面积S为0.5m2/g，附聚度D/Dbet为1.8，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.03质量％。
通过将所述粉末填充到树脂中制造的测试零件显示的Izod冲击强度为2.6kJ/m2。
实施例6将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液获得的淤浆(氢氧化铝的平均粒径55.3μm，氢氧化钠浓度156克/升，A/C＝0.38，淤浆的氢氧化铝浓度180克/升，且淤浆温度43℃)以速度3m3/hr转送至与实施例5所用的相同的套管换热器的内管中(换热器内的保持时间23秒)，并将蒸汽加入外管直至将其温度升高至96℃。将部分淤浆以速度1m3/hr转送至与实施例5所用的相同的连续离心分离器中并通过离心力为1000G将其压缩以使在淤浆中的固体浓缩。通过实施例5的方法将固体从装置中取出。
发现已经过套管换热器的淤浆具有的A/C为0.45并且归因于淤浆的升温步骤的氢氧化铝的溶解度比例为9.3％。将已经过倾析器的氢氧化铝洗涤，通过筛选分离，然后将其干燥。
发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为7.8μm，BET比表面积S为0.9m2/g，附聚度D/Dbet为2.8，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.05质量％。
采用实施例5的方法通过将氢氧化铝粉末填充到树脂中制造测试零件，发现测试零件具有的Izod冲击强度为3.1kJ/m2。
实施例7将部分实施例5的经过套管换热器的淤浆以速度1m3/hr转送至与实施例6所用的相同的连续离心分离器中并通过离心力为500G将其压缩以使在淤浆中的固体浓缩。采用与实施例6中相同的方法将固体从装置中取出。将已经过倾析器的氢氧化铝洗涤，通过筛选分离，然后将其干燥。
发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为9.3μm，BET比表面积S为0.5m2/g，附聚度D/Dbet为1.9，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.04质量％。
采用实施例5的方法通过将氢氧化铝粉末填充到树脂中制造测试零件，发现测试零件具有的Izod冲击强度为2.7kJ/m2。
实施例8根据实施例5的方法处理实施例5的淤浆，同时将淤浆预先加热至47℃。已经过套管换热器的淤浆的A/C为0.45并且溶解度比例为16.9％。将已经过倾析器的氢氧化铝洗涤，通过过滤分离，然后将其干燥。
发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为9.5μm，BET比表面积S为0.4m2/g，附聚度D/Dbet为1.5，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.08质量％。
采用实施例1的方法通过将氢氧化铝粉末填充到树脂中制造测试零件，发现测试零件具有的Izod冲击强度为2.9kJ/m2。
比较例4将部分实施例5的经过套管换热器的淤浆以速度1m3/hr转送至与实施例5所用的相同的连续离心分离器中并通过离心力为200G将其压缩以使在淤浆中的固体浓缩。采用与实施例5中相同的方法将固体从装置中取出。将已经过倾析器的氢氧化铝洗涤，通过过滤分离，然后将其干燥。
发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为9.6μm，BET比表面积S为0.3m2/g，附聚度D/Dbet为1.2，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.15质量％。
采用实施例5的方法通过将氢氧化铝粉末填充到树脂中制造测试零件，发现测试零件具有的Izod冲击强度为2kJ/m2。
比较例5将与实施例5中所用的相同的氢氧化铝淤浆以速度3m3/hr转送至与实施例5中所用的相同的套管换热器的内管中(换热器内的保持时间23秒)，同时将蒸汽加入外管以使淤浆温度升高至87℃。将部分淤浆以速度1m3/hr转送至与实施例5中所用的相同的连续离心分离器中并通过离心力为1000G将其压缩以使在淤浆中的固体浓缩。采用与实施例5中相同的方法将固体从装置中取出。
已经过套管换热器的淤浆的A/C为0.4并且归因于淤浆的升温步骤的氢氧化铝的溶解度比例为10.9％。将已经过倾析器的氢氧化铝洗涤，通过过滤分离，然后将其干燥。
发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为14μm，BET比表面积S为0.3m2/g，附聚度D/Dbet为1.7，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.73质量％。
采用实施例1的方法通过将氢氧化铝粉末填充到树脂中制造测试零件，发现测试零件具有的Izod冲击强度为1.9kJ/m2。
比较例6将通过Bayer法获得的氢氧化铝淤浆(氢氧化铝的平均粒径56.5μm，氢氧化钠浓度159克/升，A/C＝0.45，淤浆的氢氧化铝浓度200克/升，且淤浆温度45℃)以速度3m3/hr转送至与实施例5中所用的相同的套管换热器的内管中(换热器内的保持时间23秒)，同时将蒸汽加入外管以使淤浆温度升高至96℃。将部分淤浆以速度1m3/hr转送至与实施例5中所用的相同的连续离心分离器中并通过离心力为1000G将其压缩以使在淤浆中的固体浓缩。采用与实施例5中相同的方法将固体从装置中取出。
已经过套管换热器的淤浆的A/C为0.47并且归因于淤浆的升温步骤的氢氧化铝的溶解度比例为2.4％。将已经过倾析器的氢氧化铝洗涤，通过过滤分离，然后将其干燥。
发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为30.4μm，BET比表面积S为0.2m2/g，附聚度D/Dbet为2.5，且直径超过20μm的颗粒的含量为1.26质量％。
采用实施例5的方法通过将氢氧化铝粉末填充到树脂中制造测试零件，发现测试零件具有的Izod冲击强度为1.8kJ/m2。
比较例7根据实施例5的方法处理实施例5的淤浆，同时将淤浆预先加热至65℃。已经过套管换热器的淤浆的A/C为0.46并且溶解度比例为18.1％。将已经过倾析器的氢氧化铝洗涤，通过过滤分离，然后将其干燥。
发现如此获得的氢氧化铝具有的平均粒径D为10.6μm，BET比表面积S为0.5m2/g，附聚度D/Dbet为2.1，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.22质量％。
采用实施例1的方法通过将氢氧化铝粉末填充到树脂中制造测试零件，发现测试零件具有的Izod冲击强度为2.2kJ/m2。
以上实施例5-8和比较例4-7的结果集中在表2中描述和显示。
表2
工业实用性如前所述，在本发明生产氢氧化铝的方法中，向淤浆中的氢氧化铝施加热冲击，从而选择性仅溶解晶体学上内聚力不足的二级附聚颗粒的晶粒边界，并且必要时，由此施加离心力，从而使二级附聚颗粒发生强烈的相互接触，以便显示出使二级附聚颗粒解体的作用。
与常规生产方法不同，本发明生产氢氧化铝的方法显示出生产含有极其少的残余附聚颗粒的初级颗粒的氢氧化铝的划时代的能力并且享有非常大的工业价值，所述常规方法将干式筛子和空气分级器与利用由于介质之间的碰撞的物理冲击力粉碎的方法或利用如同Reymond磨的摩擦粉碎或如同喷射磨的颗粒间碰撞的方法组合。
另外，通过上述方法获得的本发明的氢氧化铝可广泛用作填充在橡胶和塑料中的各种类型的填料。可以形成高冲击强度的模制件，而不遭遇上述常规氢氧化铝填料所经受的冲击强度的降低。
权利要求
1.氢氧化铝的生产方法，该方法包括将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中以获得淤浆和将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高的步骤。
2.权利要求1的氢氧化铝的生产方法，其中在升温步骤之前淤浆具有的比A/C为0.4或更少，其中A表示铝酸钠溶液中的氧化铝的浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠浓度(克/升)。
3.权利要求1或2的氢氧化铝的生产方法，其中在升温步骤中，将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高所需的时间H为15分钟或更短。
4.权利要求3的氢氧化铝的生产方法，该方法进一步包括在淤浆升温步骤之后，将淤浆在温度为85℃或更高下保持至少(15-H)分钟的步骤。
5.权利要求1-4中任一项的氢氧化铝的生产方法，该方法进一步包括在淤浆升温步骤之后向淤浆施加离心力的步骤。
6.权利要求1-5中任一项的氢氧化铝的生产方法，其中通过升温氢氧化铝具有如下通式表示的溶解度比例溶解度比例(％)＝升温之前的C×(升温之后的A/C-升温之前的A/C)×1.53/升温之前淤浆的氢氧化铝浓度×100，其中A表示铝酸钠溶液中的氧化铝浓度(克/升)且C表示铝酸钠溶液中的氢氧化钠浓度(克/升)，所述比例低于30％。
7.权利要求5或6的氢氧化铝的生产方法，其中离心力为300G或更大。
8.权利要求5-7中任一项的氢氧化铝的生产方法，其中采用连续离心分离器施加离心力。
9.权利要求1-8中任一项的氢氧化铝的生产方法，其中淤浆的升温步骤使用套管换热器进行。
10.氢氧化铝，所述氢氧化铝具有的平均粒径D为1-10μm，BET比表面积S为1.5m2/g或更少，附聚度D/Dbet小于3，其中Dbet表示根据BET比表面积S通过球形近似法依Dbet＝6(S×ρ)计算得到的粒径，其中ρ指的是氢氧化铝的比重，且直径超过20μm的颗粒的含量为0.5质量％或更低。
11.权利要求10的氢氧化铝，其中直径超过20μm的颗粒的含量为0.1质量％或更低。
12.氢氧化铝，所述氢氧化铝通过权利要求1-9中任一项的方法获得。
13.组合物，所述组合物包含权利要求10-12中任一项的氢氧化铝作为填料。
14.权利要求13的组合物，其中该组合物包含至少一种橡胶和塑料的基体材料。
全文摘要
一种氢氧化铝的生产方法，该方法包括以下步骤将通过Bayer法获得的氢氧化铝悬浮在铝酸钠溶液中以获得淤浆；将淤浆温度从60℃或更低升温至90℃或更高。所述氢氧化铝具有的平均粒径D为1－10μm，BET比表面积S为1.5m
文档编号C08K3/00GK1735564SQ20038010831
公开日2006年2月15日 申请日期2003年12月3日 优先权日2002年12月5日
发明者尾西晃 申请人:昭和电工株式会社