一种纳米氢氧化铝的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种制备纳米氢氧化铝的方法，其采用有机铝水解生成纳米氢氧化铝，再用此纳米氢氧化铝作为晶种，用无机铝盐大批量工业化生产纳米氢氧化铝，从而有效地保证了合成产品晶型的稳定性。有机铝可选择价格低、易合成的甲醇铝，而无机盐作为基本合成原料，可大大降低了原料成本；所得纳米氢氧化铝经硅烷偶联剂修饰后，有非常好的分散性。本发明专利技术生产的纳米氢氧化铝作为喷墨打印介质，使得彩色喷墨打印相纸具有防水、吸墨速度快、光泽度高、色彩鲜艳等特征；也可以作为主要成份用于无机／有机复合涂料中，使涂层具有优异的附着力、硬度、耐腐蚀等性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粉体材料的制备方法，更具体地讲，本专利技术涉及一种纳米氢氧化铝的制备方法及其应用。
技术介绍
近年来，随着数码相机、彩色打印机等数码产品的迅速普及，人们对数码产品的需 求和依赖越来越强烈，目前彩色数码打印主要分为两类喷墨打印和彩色激光打印，其中喷 墨打印在使用专用打印介质后具有打印质量高、防水、防退色等特性而成为数码打印介质 中的最高端产品，并逐渐取代传统照片。 目前用于高档喷墨打印吸墨介质的无机颜料主要有硅系产品和铝系产品。硅系产 品出现的时间要比铝系的产品早，但硅系产品在色彩鲜艳、存放时间等方面明显要比铝系 产品差。铝系彩色喷墨打印相纸以其防水、吸墨速度快、光泽度高、色彩鲜艳等特征而逐渐 占据着喷墨打印介质的高端市场。 铝系彩色喷墨打印相纸虽然在性能上优异，但用于吸墨材料铝产品价格的昂贵造 成了彩色喷墨打印相纸价格居高不下。 用于彩色喷墨打印相纸喷墨介质的铝系产品主要有纳米氧化铝和纳米氢氧化铝。 目前用的较多的是纳米氧化铝产品，其中以德固赛(degussa)、卡博特(Cabot)等公司为 主，而用于吸墨介质的纳米氢氧化铝是起步较晚的一种新型吸墨介质材料。分散性一直是 困扰氧化铝类产品的一个主要问题，而纳米氢氧化铝用于吸墨介质有更好的分散性能，而 其它诸如吸墨、防水、色彩等方面的性能与氧化铝相当。作为一种功能化的纳米材料，纳米 氢氧化铝工业化的制备技术难度较大，目前只有极少数的国外公司能够规范化生产。 中国专利CN1608997公开了一种纳米氢氧化铝的制备方法，该专利的方法主要包 括有均相沉淀法合成法和非均相沉淀共沸蒸馏法，其采用铝盐溶液和碱性溶液为原料，添 加少量高分子保护剂如聚乙二醇或聚乙烯醇，在均质乳化反应器中发生均相沉淀反应，得 到的氢氧化滤饼加入正丁醇共沸溶剂的溶液，进行共沸蒸馏，烘干所得氢氧化铝胶体，最后 制得25-100nm范围内的纳米氢氧化铝粉体。但该专利中制备的纳米氢氧化铝是作为阻燃 剂使用的，而且其提供的方法仅适用于实验室规模，同时由于该方法采用大量的有机溶剂， 会产生较大的环境问题。 中国专利申请CN101280536公开了一种采用异丙醇铝水解生成纳米氧化铝的方 法，该方法包括1)用异丙醇和水将异丙醇铝水解；2)将水解液进行蒸馏，得到异丙醇；3) 将异丙醇浓縮、调酸碱度、加入二次粒径分布调节剂作调节处理；4)在水合氧化铝分散液 中以滴加方式加入酸溶液稳定剂，得到粒径稳定的数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散 液。但该申请中所公开的方法仍然是一种实验室方法，而且具有较高的原料成本，也没有对 其在彩喷纸中的使用情况进行描述和评价。 中国专利申请CN1342610也公开了一种纳米氢氧化铝的实验室制备方法，该方法 首先是采用可溶性无机强酸铝盐与碱性物质在常温下反应，提取反应后生成的沉淀物，然后将沉淀物加入到碱性溶液中反应，反应后再加入适量的专用酸性分散剂，最后将制成的 氢氧化铝的胶状沉淀物，并在100-30(TC范围内的条件下烘干，烘干后再进行超细粉碎，即 可得到纳米氢氧化铝。这种方法通过溶胶_凝胶法虽然简单易行，但产品的质量、粒度难易 控制，一般只适合用作医药添加剂和消防材料。 因此，有必要提供一种纳米氢氧化铝的制备方法，其不仅可以大规模、低成本地生 产纳米氢氧化铝，而且所得纳米氢氧化铝品质高，可以用于各种场合，包括作为喷墨打印介 质的吸墨材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备纳米氢氧化铝的方法，该方法可以用于工业化生产，所得到的纳米氢氧化铝可以作为喷墨打印介质的吸墨材料。 为实现上述本专利技术的目的，本专利技术提供了一种制备纳米氢氧化铝的方法，其包括 如下的步骤 (1)制备纳米氢氧化铝晶种； (2)在含有上述纳米氢氧化铝晶种的分散液中加入无机铝盐和碱性物质进行反 应； (3)将步骤(2)所得的反应产物进行表面处理。 上述本专利技术的方法采用晶种法来生产纳米氢氧化铝，可以有效地保证了合成产品晶型的稳定性。纳米氢氧化铝晶种可以通过有机铝化合物的水解反应来制备，例如通过烷基铝、烷氧基铝和/或酚基铝的水解反应来制备，优选通过烷氧基铝如甲醇铝、乙醇铝、异丙醇铝的水解反应来制备，更优选通过成本较低的甲醇铝的水解反应来制备。 在上述本专利技术的方法中，所使用的无机铝盐无特殊要求，例如可以是硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、醋酸铝或其混合物，优选使用水溶性较好的无机铝^! . o 在上述本专利技术的方法中，所使用的碱性物质可以是碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳 酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或其混合物，优选使用水溶性较好的碱性物质。 优选地，在上述本专利技术方法的步骤(2)中，向含有上述纳米氢氧化铝晶种的分散 液中同时加入无机铝盐和碱性物质。 为了提高纳米氢氧化铝的分散性，防止制得的纳米氢氧化铝发生团聚，可以对其 表面进行修饰或表面处理，增加空间位阻或空间障碍。例如，在上述本专利技术方法的步骤(3) 中，可以采用表面处理剂对所得到的纳米氢氧化铝的表面进行处理。这种表面处理剂可以 随纳米氢氧化铝应用场合的不同而不同，但必须能够增加表面空间位阻或空间障碍，以防 止团聚的发生，并在水中容易分散。 本专利技术所采用的有机硅氧烷可以是硅烷偶联剂，如含有羟基的硅烷偶联剂，特别 是聚醚改性的羟基官能团性聚二甲基硅氧烷偶联剂，例如甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、和/或环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。 进一步地，在上述本专利技术方法的步骤(1)中，纳米氢氧化铝晶种是通过将有机铝 化合物水解后产物进行喷雾干燥、再将喷雾干燥所得的粉体配制成分散液而制得的。 另一方面，本专利技术提供了一种采用上述方法所制备的纳米氢氧化铝。这种纳米氢氧化铝的晶粒尺寸在5 25nm之间，分散粒径在50 300nm之间，其结构为片状形态。 再一方面，本专利技术还提供了采用上述方法所制备的纳米氢氧化铝的用途。本专利技术 的纳米氢氧化铝可以应用于多种场合。例如，本专利技术的纳米氢氧化铝可以作为喷墨打印介 质的吸墨材料，而且其相纸具有防水、吸墨速度快、光泽度高、色彩鲜艳等特点。又例如，本 专利技术的纳米氢氧化铝可以使用在特种无机/有机功能性涂料中，并会使涂料产生优异的性 能，其作为主要成份的无机/有机复合涂料可以使用在汽车、建筑、玩具、家具等行业。 本专利技术用有机铝水解生成纳米氢氧化铝，再用此纳米氢氧化铝作为晶种，用无机 铝盐大批量工业化生产纳米氢氧化铝，有效地保证了合成产品晶型的稳定性；有机铝可以选择价格较低、易于合成的有机铝如甲醇铝，甲醇铝是铝醇盐中铝含量最高的化合物；无机 盐作为基本的合成原料，大大降低了原料成本；采用同时加入无机盐和碱的方法，有效地保证了反应的稳定性和均匀性；所得的纳米氢氧化铝进一步采用硅烷偶联剂修饰后，可以有 非常好的分散性。 本专利技术生产的纳米氢氧化铝用于喷墨打印介质可以使相片纸有优异的性能，也可 以作为主要成份用于无机/有机复合涂料中，使涂层具有优异的附着力、硬度、耐腐蚀等性 能。用本专利技术的纳米氢氧化铝制作的彩色喷墨打印相纸具有防水、吸墨速度快、光泽度高、 色彩鲜艳等特征。 下面，结合具体实施方式，来进一步说明本专利技术的内容和特点，但本专利技术不局限于 这些具体实施方式，任何在本专利技术基本精神上的改进或替代，仍属于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备纳米氢氧化铝的方法，其包括如下的步骤：（１）制备纳米氢氧化铝晶种；（２）在含有上述纳米氢氧化铝晶种的分散液中加入无机铝盐和碱性物质进行反应；（３）将步骤（２）所得的反应产物进行表面处理。

【技术特征摘要】
一种制备纳米氢氧化铝的方法，其包括如下的步骤(1)制备纳米氢氧化铝晶种；(2)在含有上述纳米氢氧化铝晶种的分散液中加入无机铝盐和碱性物质进行反应；(3)将步骤(2)所得的反应产物进行表面处理。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的纳米氢氧化铝晶种是采用有机铝化 合物水解制备的，该有机铝化合物为烷基铝、烷氧基铝和/或酚基铝。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机铝盐是硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、 聚合硫酸铝、聚合氯化铝、醋酸铝或其混合物。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碱性物质是碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸 钾、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或其混合物。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓兵，李生祥，
申请(专利权)人：广州慧谷化学有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]