CN106132875A - 板状氧化铝及其的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及板状氧化铝及其的制备方法，更详细地涉及板状氧化铝和利用其的珍珠光泽颜料的制备方法，包含氧化铝和氧化锆作为主成分，来作为珍珠光泽颜料等的基质适当地使用。

Description

板状氧化铝及其的制备方法
技术领域
本发明涉及板状氧化铝及其的制备方法，更具体地涉及适合作为珍珠光泽颜料等的基质使用的板状氧化铝及其的制备方法。
背景技术
以往，公知在如云母薄片等板状基材中覆盖折射率高的金属氧化物来制备的珍珠光泽颜料。但是，使用于这种颜料的优选的基材在如板状氧化铁、板状氧化钛、参杂有铝的板状氧化铁等正制备且销售在品质面上稳定的合成物质。
并且，硬度高的氧化铝用作耐磨性物质、陶瓷物质、涂料颜料、研磨剂等，并制备具有这种得到改善的特性的板状的简单的氧化铝。
但是，这些种类的氧化铝由过小的粒子直径、小的纵横比、强力的孪晶及凝聚倾向及不良的分散性导致在作为对珍珠光泽颜料的板状基材使用中存在不适当的问题。并且，这些氧化铝粒子水分散性不良，并由氧化铝金属本身形成，因而存在利用金属氧化物难以进行覆盖的问题。即使可实现覆盖，生成的覆盖粒子的金属氧化物粒子的厚度和大小不均匀，并且容易进行凝聚，由此它们不适合用作对珍珠光泽颜料的基材。并且，上述所涉及的氧化铝粒子存在如下缺点：通常利用需要费用高的高压反应器的热水工序进行生产。
并且，正研究将二氧化钛用作添加剂的板状氧化铝和将氧化锌或氧化锡用作添加剂的板状氧化铝的制备方法。
但是，将二氧化钛用作添加剂的方法作为珍珠光泽颜料基质呈现比较适当的物性，但是水解后无时效处理工序，在结晶化之前无煅烧工艺，从而存在难以取得均匀的粒度和分散性优秀的板状氧化铝结晶体。并且，在氧化锌或氧化锡作为添加剂使用的情况下，以发达国家为主的各个企业通过全溶法(Total dissolution Method)来强调对使用原材料的重金属规格，并在使用中进行一部分限制，从而以氧化物存在的氧化锌或氧化锡有可能认识为问题的原因。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供新型的板状氧化铝及其的制备方法，具有对珍珠光泽颜料用基材必要的优秀的特性。
技术方案
用于解决上述目的的本发明实施例的板状氧化铝的特征在于,包含氧化铝和氧化锆作为主成分。
并且，用于实现上述目的的本发明一实施例的板状氧化铝的特征在于，包括：步骤1，在100重量份的铝前体水溶液中混合以100重量份的上述铝前体为基准包含0.01～5重量份范围的锆前体的锆前体水溶液，来制备金属前体水溶液；步骤2，对上述金属前体水溶液利用钠盐水溶液滴定为pH 6.0～7.5范围之后，进行水解来制备混合凝胶；步骤3，在60～100℃温度下，对制备的上述混合凝胶进行时效处理5～30小时之后进行干燥，来制备干燥粉末；步骤4，在300～700℃温度下，对干燥的上述干燥粉末进行煅烧1～5小时；步骤5，在1000～1400℃温度下，对经煅烧的上述煅烧物进行结晶化1～7小时，来制备结晶化生成物；以及步骤6，将结晶化的上述生成物冷却至常温之后，在20～90℃的水中溶解及过滤，来去除熔融盐，接着，在20～90℃温度下，利用0.1～10％的硫酸溶液进行分散，并进行过滤、水洗及干燥，来分离氧化铝结晶体。
有益效果
本发明的板状氧化铝存在如下优点：以规定的成分包含氧化锆，来使粒子的厚度和大小的调节容易，来容易形成规定的纵横比，从而不仅适合于优秀的珍珠光泽颜料的基质的制备，而且与含有二氧化钛、氧化锌或氧化锡的氧化铝基质相比，可取得均匀的粒度分布和分散性优秀的板状α-氧化铝结晶体，并且，在相同的平均粒子中粒子的分布度变得更窄，来使粒子的光泽增加，当用作化妆品等的原料时，对皮肤的附着性及涂敷性得到改善。
在制备工序中基于氧化锆的添加的氧化铝的分散改善效果带来在水解中添加的熔剂的使用量节减效果，通常混合添加硫酸钠及硫酸钾使用，对这个金属本身使用硫酸钠或硫酸钾中的一种也可取得分散性优秀的氧化铝基质。
附图说明
图1为表示实施例和比较例的粒子分布度测试结果的曲线图。
具体实施方式
参照详细后述的实施例，就能明确本发明的优点、特征及实现这些优点及特征的方法。但本发明并不局限于以下所公开的实施例，能够以互不相同的多种形态体现，本实施例只用于使本发明的公开更加完整，并为了向本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知本发明的范畴而提供，本发明仅由发明要求保护范围定义。
板状氧化铝
本发明涉及作为主成分由以规定成分包含氧化铝和氧化锆来形成的新型的板状氧化铝。在本发明的板状氧化铝中，上述氧化锆分布于铝的结晶表面来促进粒子厚度的均匀度增加及粒子的生长，并且增加均匀度来防止凝聚粒子的生成，来具有如下物性：平均厚度为0.1～1μm，优选地，平均厚度小于0.5μm，粒子的平均直径为5～25μm，优选地，粒子的平均直径大于15μm以上，纵横比的范围为25～250，优选地，纵横比的范围大于50，从而作为珍珠光泽颜料的基质及陶瓷材料的填充剂具有优秀的特性。
板状氧化铝的制备方法
接着，具体地，对本发明的板状氧化铝的制备方法进行观察如下。
首先，混合含有水溶性熔剂的铝前体水溶液和锆前体水溶液来制备金属前体水溶液。
上述铝前体作为在本发明所述技术领域中通常所使用的铝前体并不特别限制，选自铝的酸性盐、卤化物及氧化物中，更具体地，可使用选自硫酸铝、硝酸铝及氯化铝中的铝前体。并且，在本发明中锆前体也使用在本发明所述技术领域中通常所使用的锆前体，并不特别限制，选自锆的酸性盐、卤化物及氧化物中，更具体地，可使用选自硫酸锆、硝酸锆及氯化锆中的锆前体。在上述各个前体中，本发明使用使水溶性盐的形成更容易的硫酸铝，使得
水解特性、与熔剂的化学亲和力及结晶化后，在水中的与板状结晶体的分离变得容易，并选择使用与上述硫酸铝的化学亲和力、板状结晶体的厚度减少及凝聚防止效果更优秀的硫酸锆。在300℃以上中，上述硫酸锆发生作为氧化锆的氧化，这种氧化锆在结晶化过程中附着于板状氧化铝的结晶面，由此，表面能量大(0001)的面的生长受到抑制，并促进向相对地表面能量小的面方向的生长来产生外延生长。因此，促进厚度方向的生长和直径方向的生长，来与现有的方法进行比较，起到形成厚度薄且大小大的板状氧化铝结晶体的作用。并且，可根据使用上述氧化锆的量来容易改变厚度和大小来可实现制备具有多种纵横比的板状氧化铝。
由于上述的铝前体和锆前体以水溶液状态来使用，因而优选的是,分别以15～35％、20～50％浓度范围来使用。优选地，在脱离上述范围的情况下，难以进行水解和干燥，并存在难以进行板状氧化铝的凝聚防止、调节大小及纵横比的问题，因而维持上述范围。
相对于100重量份的铝前体使用0.01～5重量份的上述锆前体，若上述锆前体小于0.01重量份，则难以防止板状氧化铝结晶体的凝聚，在上述锆前体大于5重量份的情况下，在结晶化过程中，氧化锆作为杂质起到作用，来促进不均的核生长，从而生成过度厚且不均匀的粒度分布的结晶体，由此发生难以用作板状基质的问题，来维持上述范围为好。
并且，上述水溶性熔剂可起到将难以进行成核和核生长的固体状态诱导成容易进行成核和核生长的液体状态的作用。在熔融盐中成核和核生长机构的溶质分子或原子相互凝聚，从而制备凝聚体来形成胚芽，受到表面自由能(surface free energy)和体积自由能(volume free energy)的支配，并呈现接着进行基于成核和扩散的核成长的机制。板状α-氧化铝结晶体的成核区分为均匀成核(homogeneous nucleation)和非均匀成核(heterogeneous nucleation)，上述均匀成核(homogeneous nucleation)在熔融盐溶液内依赖于溶液的过饱和度并形成借助原子的扩散的典型的成核，上述非均匀成核(heterogeneous nucleation)在包含溶液的容器或溶液内的其他固体表面或杂质表面中形成成核。但是如大部分的成核板状氧化铝的成核借助非均匀成核来形成，成核在坩埚表面或异物粒子表面等固体表面中生成，因而截面能量值与均匀成核时相比少得多，由此活化能(activation energy)降低来成核变得非常容易。非均匀成核根据溶液与固体表面形成的接触角(wetting angle)的大小来活化能值变化得大，并且接触角越小，就对成核所需要的驱动力小来容易进行成核。但是，即使在接触角小的情况下，也存在不容易成核的情况，这是因为与接触角相比，在表面中的化学亲和力或物理特性更重要。因此，若在固体表面中的微细的气孔或槽且成核物质和固体表面相互呈现化学活性，则与光滑的平面进行比较，成核变得容易。
此时，非均匀成核以如下两种形态产生，第一、是在坩埚表面和杂质粒子表面中的成核和生长，另一为向被称为外延的特定方位形成生长。
这种水溶性熔剂并不特别限制在本发明所述技术领域中通常所使用的水溶性熔剂，但是作为具有与铝前体化学亲和力优秀，在低的温度下也容易形成熔融盐，结晶化后容易溶解于水的特性的水溶性熔剂，具体地，例如可在硫酸钠、硫酸钾、硫酸氢钾、硼酸钠、硝酸钾及氢氧化钾中选择使用。并且，在添加现有的Ti、Zn及Sn的情况下，针对于用于形成板状结晶的熔融盐，需要并行投入硫酸钠及硫酸钾，但是在添加合成Zr的情况下，存在如下优点：粒子的分布及分散变得良好，从而将混合使用的熔剂可金属本身地仅使用一种。
接着，对上述金属前体水溶液利用钠盐水溶液滴定为pH 6.0～7.5范围之后，进行水解来制备混合凝胶。
上述钠盐水溶液为在本发明所述技术领域中通常所使用的钠盐水溶液，并不特别限定，具体地，可使用选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠及磷酸钠中的一种或两种以上。
接着，对上述制备的混合凝胶进行时效处理之后进行干燥来制备干燥粉末。此时，在60～100℃温度下，将时效处理进行5～30小时，如上述温度小于60℃，则难以进行包含于混合凝胶的拟薄水铝石(pseudo-boehmite)的生长，在100℃以上发生基于水热反应的拟薄水铝石的形态变化来难以形成板状结晶体。并且，若时效处理时间小于5小时，则无法取得均匀的混合凝胶，并且拟薄水铝石的生长变得难，从而制备成凝聚严重的板状α-氧化铝结晶体，若大于30小时，则由拟薄水铝石的过度的生长制备成厚度厚的板状氧化铝。
通过上述的混合、水解及时效处理过程来谋求拟薄水铝石的生长和生长及混合凝胶的均匀的分散，在结晶化过程中使基于针状γ氧化铝的凝聚的板状体的形成变得容易，并且使氧化锆分布于板状氧化铝的结晶表面，从而促进厚度减少的粒子的生长，并且防止粒子之间的凝聚。
接着，对上述处理的混合干燥粉末进行煅烧。此时，煅烧在300～700℃温度下，进行1～5小时，若温度小于300℃，则无法进行结晶水的完全的脱离，在温度大于700℃的情况下，重复基于结晶水的脱离过程和拟薄水铝石的凝聚的板状体的形成过程，来发生形成不均匀的板状体的问题。
在上述煅烧过程中，充分地去除由结晶水的脱离而发生的水分，来防止在结晶化过程中水分的催化剂作用。
接着，对上述煅烧物进行结晶化。此时，结晶化在1000～1400℃温度下，进行1～7小时，若上述结晶温度小于1000℃，则无法进行板状氧化铝的制备，在大于1400℃的情况下，形成熔剂的硫磺(S)被脱离，来发生难以维持熔融盐的问题，因而导致板状结晶体的凝聚，另一方面能量消耗大来产生制备费用增加的问题。
借助上述结晶化过程，在没有温度梯度的均匀的温度下，形成规定浓度的熔融盐，来形成基于相变为氧化铝之前的针状粒子的均匀的凝聚的充分的大小的板状体。
针对于上述经结晶化的结晶化物，进行在本发明所属技术领域中所述用的冷却、水洗及干燥过程，在本发明中以常温进行冷却，并在20～90℃的水中溶解熔融盐之后进行过滤，使结晶化物利用20～90℃温度的0.1～10％硫酸溶液分散，来对此再进行过滤、水洗及干燥来取得板状氧化铝。若上述硫酸溶液的浓度小于0.1％，则难以进行板状氧化铝的分散，在上述硫酸溶液的浓度大于10％的情况下，无法期待其以上的分散效果，另一方面，产生废液的处理费用增加的问题，因而维持上述范围为好。
通过如上所述的工序，以规定成分比包含氧化铝和氧化锆作为主成分的板状氧化铝具有如下物性：平均厚度小于0.5μm，粒子的平均直径优选为15μm以上，纵横比为50以上等，来作为高级珍珠光泽颜料的基质及陶瓷材料的填充剂等具有优秀的特性。
珍珠光泽颜料及珍珠光泽颜料的制备方法
接着，具体地，对利用如上所述制备而成的本发明的板状氧化铝的珍珠光泽颜料和其的制备方法进行观察如下。
本发明的珍珠光泽颜料将包含规定成分的锆的板状氧化铝作为基材，在上述板状氧化铝涂敷有金属或金属前体粒子，并可呈现银色、金色、红色、紫色、蓝色、绿色的干涉色及金属色。
上述金属或金属前体选自金、银、铜、钛、锡、锰、镍、二氧化硅及金属本身铁金属、这些金属的酸性盐、卤化物及氧化物中，具体地，在氯化亚金、氯化金、氯化银、硝酸银、硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、硫酸钛、硝酸钛、氯化钛、硫酸锡、硝酸锡、氯化锡、氯化锰、硫酸锰,氯化镍、硫酸镍、二氧化硅化合物、硫酸铁、硝酸铁及氯化铁中可使用一种或两种以上的混合物。
在本发明的珍珠光泽颜料中，在上述所涉及的板状氧化铝悬浮而成的水溶液中添加酸来调节为pH 1.0～3.0之后，添加金属或金属前体和碱性氧化物并搅拌之后，进行水洗、干燥及烧成，从而在结晶体表面形成金属或金属氧化物涂敷层来制备珍珠光泽颜料。
优选地，为了使所要涂敷的金属或金属前体的有效的水解变得容易维持上述pH的范围，若上述pH小于1.0，则难以覆盖于α-氧化铝粒子，在上述pH大于3.0的情况下，发生金属前体的过度的凝聚，因而维持上述范围。
如上所述，上述金属或金属的前体选自金、银、铜、钛、锡、锰、镍、二氧化硅及铁金属、这些金属的酸性盐、卤化物及氧化物中，具体地，在氯化亚金、氯化金、氯化银、硝酸银、硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、硫酸钛、硝酸钛、氯化钛、硫酸锡、硝酸锡、氯化锡、锰化合物、镍化合物、二氧化硅化合物、硫酸铁、硝酸铁及氯化铁中可使用一种或两种以上的混合物。
优选地，相对于100重量份的上述板状氧化铝，使用20～60重量份范围的这种金属或金属的前体，若上述使用量小于20重量份，则难以具有高的光泽和干涉色，在上述使用量大于60重量份的情况下，引起光泽度降低，并且发生深的干涉色的问题，因而维持上述范围。
并且，优选地，为了使金属或金属前体有效地覆盖于板状氧化铝粒子而使用与上述金属或金属前体一同添加的碱性水溶液，具体地，可使用氢氧化钠、氢氧化钾及氨等。相对于100重量份的α-氧化铝结晶体以20～65重量份范围来使用这种碱性水溶液，若上述使用量小于20重量份，则金属或金属前体的覆盖速度降低，在上述使用量大于65重量份的情况下，促进水解速度来发生过渡的凝聚，因而维持上述范围。
此时，优选地，烧成在700～1000℃温度下，进行30～60分钟，若上述烧成温度小于700℃，则难以形成金属氧化物，在上述烧成温度大于1000℃的情况下，由基于过度的温度的金属氧化物表面的龟裂的产生发生品质降低，因而维持上述范围。
上述制备的珍珠光泽颜料根据金属或金属的前体和碱性氢氧化物的添加量来以银色、金色、红色、紫色、蓝色及绿色等的干涉色及红色的金属色等多样地呈现，并光泽优秀。
并且，可制备如下珍珠光泽颜料和耐候性增强的外饰材料的珍珠光泽颜料：将由本发明导出的板状氧化铝作为基材，上述珍珠光泽颜料和耐候性增强的外饰材料的珍珠光泽颜料包括：金属氧化物层，覆盖于上述基材上；以及多层氧化物层，覆盖于上述金属氧化物层的上部，并包含二氧化硅。
更具体地，在上述制备的珍珠光泽颜料中形成铈、锆、锌、硅及铝层，并利用硅烷偶联剂进行涂敷，则与现有的珍珠光泽颜料进行比较，可确保优秀的外部湿气抵抗性及耐候性等。
基于如上记述的本发明的珍珠光泽颜料可用作产业用涂敷剂、清漆、汽车涂敷剂、粉末涂敷剂、印刷墨水及化妆品用途。
以下，参照本发明的实施例对本发明进行详细说明，但是本发明的范围并不局限于在以下公开的实施例。
实施例1
在5L反应器中放入1900mL的脱离子水，并放入652g的十八水合.硫酸铝、350g的硫酸钠、及4.3g的35％的硫酸锆之后以65℃温度混合来制备了均匀的混合溶液。在900mL水中以65℃温度溶解297g的碳酸钠和2.7g的磷酸钠来制备了碱性溶液。在65℃的硫酸铝混合溶液中与搅拌一同以规定的速度滴定碱性溶液，并调节成最终pH为6.8，从而制备了拟薄水铝石和熔剂的混合凝胶。之后，将混合凝胶以90℃温度时效处理20小时之后，以60℃的温度进行真空蒸馏，并以110℃的温度干燥了20小时。
将上述干燥的混合干燥物粉碎成约5mm以下之后，放入氧化铝坩埚，在500℃温度下煅烧1小时，来充分地去除了作为结晶水脱离的水分。接着，升温至930℃来维持30分钟，使得基于均匀的熔融盐的生成和针状γ-氧化铝粒子的凝聚的板状体的生成顺畅。之后在1150℃温度下，将结晶化反应实施5小时30分钟来制备了板状氧化铝结晶体。以常温冷却坩埚，来利用60℃的温水溶解熔融盐之后，进行过滤来分离了板状氧化铝结晶体。
与0.5％的硫酸溶液一同将分离的板状氧化铝结晶体放入反应器，并以60℃温度进行搅拌来实现粒子的完整的分散。对上述板状氧化铝结晶体再进行过滤、水洗来以100℃进行了干燥。利用电子显微镜确认，最终取得厚度为0.1～0.3μm、平均粒子大小为15.3μm的透明的板状氧化铝粒子，并通过元素分析确认了包含氧化锆。
实施例2
与上述实施例1相同地进行实施，使用8.5g的35％的硫酸锆来取得了透明的板状α-氧化铝结晶体。
实施例3
与上述实施例1相同地进行实施，使用13.3g的35％的硫酸锆来取得了透明的板状α-氧化铝结晶体。
实施例4
与上述实施例1相同地进行实施，使用18g的35％的硫酸锆来取得了透明的板状α-氧化铝结晶体。
测试(Test)
1.板状氧化铝的平均粒子厚度、平均粒子大小测试
如多个上述实施例制备而成的板状氧化铝的厚度、平均粒子大小及纵横比如下。
表1
硫酸锆的使用量(g) 平均粒子厚度(μm) 平均粒子大小(μm)
实施例1 4.3 0.25 15.3
实施例2 8.5 0.45 17.2
实施例3 13.3 0.75 19
实施例4 18 0.8 22
利用电子显微镜确认实施例1的板状氧化铝，其结果，取得厚度为0.1～0.3μm、平均粒子大小为15.3μm的透明的板状氧化铝粒子，并通过元素分析来确认了包含氧化锆的板状氧化铝，实施例2的氧化铝结晶体的厚度为0.4～0.5μm，平均粒子大小为17μm，进行元素分析结果最终确认了氧化锆。并且，实施例3的板状氧化铝结晶体的厚度为0.7～0.8μm，平均粒子大小为19μm，通过元素分析，包含氧化锆，实施例4的板状氧化铝结晶体的厚度为0.7～0.9μm，平均粒子大小为22μm，进行元素分析结果还包含氧化锆。
可知如下：在包含硫酸锆的本发明的多个实施例中，板状氧化铝的平均粒子厚度均满足0.1～1μm的范围，平均粒子大小满足15～25μm的范围。
2.粒子分布度测试
对不使用本发明的板状氧化铝(实施例2)和硫酸锆而制备的基于比较例1至比较例3的板状氧化铝的粒子分布度进行了测试。
如下制备了比较例1至比较例3。
比较例1
以相同的方法制备比较例1和实施例1，使用4.3g的35％的硫酸钛来替代了4.3g的实施例1的35％硫酸锆。
比较例2
利用与实施例1相同的方法制备比较例2，使用5g的35％的七水合.硫酸锌来替代了4.3g的实施例1的35％硫酸锆。
比较例3
利用与实施例1相同的方法制备比较例3，使用2.04g的35％的硫酸锡来替代了4.3g的实施例1的35％硫酸锆。
粒子分布度测试利用粒度分析仪(Malvern Instrument的Master Sizer 2000)进行测定。测定结果如在图1中示出的曲线图，各个实施例及比较例的粒子直径和分布度如在表2中进行整理。
表2
在上述表2中，D10、D50、D90分别表示10％区域的平均粒子直径，50％区域的平均粒子直径(即、整个平均粒子直径)、在90％区域中的平均粒子直径。
其中，D50意味着整个平均粒子直径。参照上述表可知，实施例2的整个平均粒子直径最小，比较例2的整个平均粒子直径最大。
并且，若D10越小，就可视为直径小的粒子分布得越多，D90越大，就可视为将直径大的粒子包含得越多。
若参照对实施例2和比较例进行比较的表2，则可知如下：首先包含实施例2的板状氧化铝包含硫酸锆来整个粒子直径的分布度与其他比较例相比窄，并且非常良好。因此，在将实施例2为作为基材制备珍珠光泽颜料的情况下，粒子的光泽增加，且当作为化妆品等的原料使用时，存在对皮肤的附着性及涂敷性得到改善的优点。
与此相比，在使用硫酸钛的比较例1中，粒子分布度宽，尤其小的粒子多，从而易发生凝聚。若将比较例1作为基材来制备珍珠光泽颜料，则发生凝聚现象来存在制备颜色深的颜料的问题。
接着，可知使用硫酸锌的比较例2相比于实施例2大小大的粒子多。若将比较例2作为基材来制备珍珠光泽颜料，则大粒子过多，则存在制备感到粗糙感且遮盖力(HidingPower)降低的颜料的问题。
然后，在使用硫酸锡的比较例3中粒子大小大，且小的粒子多，从而分布度非常宽。若将比较例3作为基材来制备珍珠光泽颜料，则存在孪晶多而光泽降低且制备颜色深的颜料的问题。

Claims (12)

1.一种板状氧化铝，其特征在于，包含氧化铝和氧化锆作为主成分。
2.根据权利要求1所述的板状氧化铝，其特征在于，以100：0.01～5的重量比包含所述氧化铝和氧化锆。
3.根据权利要求1所述的板状氧化铝，其特征在于，平均厚度为0.1～1μm，平均直径为5～25μm，纵横比为25～250。
4.一种板状氧化铝的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1，在100重量份的含有水溶性熔剂的铝前体水溶液中混合以100重量份的所述铝前体为基准包含0.01～5重量份范围的锆前体的锆前体，来制备金属前体水溶液；
步骤2，利用钠盐水溶液将所述金属前体水溶液滴定为pH 6.0～7.5范围之后，进行水解来制备混合凝胶；
步骤3，在60～100℃温度下，对制备的所述混合凝胶进行时效处理5～30小时之后进行干燥，来制备干燥粉末；
步骤4，在300～700℃温度下，对干燥的所述干燥粉末进行煅烧1～5小时；
步骤5，在1000～1400℃温度下，对经煅烧的所述煅烧物进行结晶化1～7小时，来制备结晶化生成物；以及
步骤6，将结晶化的所述结晶化粒子和熔融盐的混合物冷却至常温之后，在20～90℃的水中溶解及过滤，来去除熔融盐之后，在20～90℃温度下，利用0.1～10％的硫酸溶液进行分散，并进行过滤、水洗及干燥，来制备氧化铝结晶体。
5.根据权利要求4所述的板状氧化铝的制备方法，其特征在于，所述铝前体选自铝的酸性盐、卤化物及氧化物中。
6.根据权利要求4所述的板状氧化铝的制备方法，其特征在于，所述锆前体选自锆的酸性盐、卤化物及氧化物中。
7.根据权利要求4所述的板状氧化铝的制备方法，其特征在于，所述水溶性熔剂选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸氢钾、硼酸钠、硝酸钾及氢氧化钾中。
8.根据权利要求4所述的板状氧化铝的制备方法，其特征在于，所述钠盐为选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠及磷酸钠中的一种或两种以上。
9.一种珍珠光泽颜料，其特征在于，在权利要求1至3中任一项所述的板状氧化铝涂敷有金属或金属前体粒子而成。
10.根据权利要求9所述的珍珠光泽颜料的制备方法，其特征在于，所述金属或金属前体选自金、银、铜、钛、锡、锰、镍、二氧化硅及铁金属的金属本身或它们的混合金属的酸性盐、卤化物及氧化物中。
11.一种耐候性增强的外饰材料的珍珠光泽颜料，其特征在于，
将权利要求1至3中任一项所述的板状氧化铝作为基材，
所述耐候性增强的外饰材料的珍珠光泽颜料包括：
金属氧化物层，覆盖于所述基材上；以及
氧化物层，覆盖于所述金属氧化物层的上部，并包含二氧化硅。
12.一种颜料，其特征在于，包含根据权利要求9所述的珍珠光泽颜料，并用作产业用涂敷剂、清漆、汽车涂敷剂、粉末涂敷剂、印刷墨水及化妆品用途。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114958035A (zh) * 2022-06-06 2022-08-30 华南师范大学 一种适用于珠光颜料的大粒径片状α-氧化铝粉末的合成方法
CN116041984A (zh) * 2022-12-30 2023-05-02 江苏贝丽得新材料有限公司 一种具有自耐候功能的片状氧化铝及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170099369A (ko) 2016-02-23 2017-08-31 메르크 파텐트 게엠베하 효과 안료
CN113388873A (zh) * 2021-04-25 2021-09-14 中国科学院福建物质结构研究所 一种片状氧化铝及其制备方法与应用
CN114752352B (zh) * 2022-04-13 2023-04-14 河南天马新材料股份有限公司 一种高自锐性氧化铝磨料粉体及制备方法
CN115259188B (zh) * 2022-08-02 2024-02-27 郑州大学 一种片状氧化铝夹心复合材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070010777A (ko) * 2005-07-20 2007-01-24 주식회사 코델 판상 알파알루미나의 제조방법
CN101146745A (zh) * 2005-03-25 2008-03-19 韩国化学研究院 片状α-氧化铝晶体和其制备方法
CN101535419A (zh) * 2006-08-28 2009-09-16 韩国化学研究院 具有大纵横比的珠光颜料及其制备方法
CN101541681A (zh) * 2006-08-28 2009-09-23 韩国化学研究院 大纵横比的片状α-氧化铝晶体及其制备方法
CN102220038A (zh) * 2011-04-19 2011-10-19 河北欧克精细化工股份有限公司 一种α-氧化铝单晶片及其制备方法
CN104129806A (zh) * 2013-04-30 2014-11-05 默克专利股份有限公司 α -氧化铝薄片

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403795A (en) * 1992-04-23 1995-04-04 Mitsubishi Materials Corporation Platelet α-Al2 O3 based ceramic composite
JP3744006B2 (ja) * 1993-04-13 2006-02-08 住友化学株式会社 α−アルミナ粉末およびその製造方法
JP3242561B2 (ja) * 1995-09-14 2001-12-25 メルク・ジヤパン株式会社 薄片状酸化アルミニウム、真珠光沢顔料及びその製造方法
KR20070023626A (ko) 2003-10-09 2007-02-28 유니레버 엔.브이. 피부 윤기를 부여하기 위한 화장용 조성물
JP2007162174A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Matsui Shikiso Chem Co Ltd 光学的に異なる２色の発色を呈する繊維布又は繊維製品
KR100837377B1 (ko) * 2007-05-29 2008-06-12 한국화학연구원 지르코니아와 알루미나의 혼합담체를 이용한 피셔-트롭쉬 반응용 촉매 및 이를 이용한 합성가스로부터 액체탄화수소의 제조방법
EP2123721B1 (de) * 2008-04-15 2013-11-27 Eckart GmbH Perlglanzpigmente auf Basis von feinen und dünnen Substraten
JP2011136317A (ja) * 2010-01-04 2011-07-14 Nippon Paint Co Ltd 光輝性複層塗膜の形成方法
EP2607432A1 (de) * 2011-12-21 2013-06-26 Merck Patent GmbH Effektpigmente basierend auf Substraten die einen Kreisformfaktor von 1,2-2 aufweisen
DE102012017608A1 (de) * 2012-09-06 2014-05-08 Merck Patent Gmbh Goldpigment
JP6694397B2 (ja) * 2014-05-20 2020-05-13 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ α−Ａｌ２Ｏ３フレーク

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101146745A (zh) * 2005-03-25 2008-03-19 韩国化学研究院 片状α-氧化铝晶体和其制备方法
KR20070010777A (ko) * 2005-07-20 2007-01-24 주식회사 코델 판상 알파알루미나의 제조방법
CN101535419A (zh) * 2006-08-28 2009-09-16 韩国化学研究院 具有大纵横比的珠光颜料及其制备方法
CN101541681A (zh) * 2006-08-28 2009-09-23 韩国化学研究院 大纵横比的片状α-氧化铝晶体及其制备方法
CN102220038A (zh) * 2011-04-19 2011-10-19 河北欧克精细化工股份有限公司 一种α-氧化铝单晶片及其制备方法
CN104129806A (zh) * 2013-04-30 2014-11-05 默克专利股份有限公司 α -氧化铝薄片

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. CHANDRADASS等: "Synthesis and characterization of zirconia doped alumina nanopowder by citrate–nitrate process", 《MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114958035A (zh) * 2022-06-06 2022-08-30 华南师范大学 一种适用于珠光颜料的大粒径片状α-氧化铝粉末的合成方法
CN116041984A (zh) * 2022-12-30 2023-05-02 江苏贝丽得新材料有限公司 一种具有自耐候功能的片状氧化铝及其制备方法

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