CN117337269A - 湿含量降低的气相法氧化铝粉末 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了未经表面改性的气相法氧化铝粉末、其制备方法和用途，所述未经表面改性的气相法氧化铝粉末包含小于5重量％的α‑Al2O3，通过XRD分析测定，具有小于5μm的数均粒径d50，该数均粒径d50通过SLS测定，以及不超过0.0122重量％×g/m2的水含量KF150与其BET表面积的比率R150＝KF150/BET，所述水含量KF150在150℃下干燥所述气相法氧化铝粉末2小时后通过卡尔·费歇尔滴定法测定。

Description

湿含量降低的气相法氧化铝粉末
技术领域
本发明涉及具有相对小的粒径和低的湿含量的气相法氧化铝粉末、其制备方法和用途。
背景技术
气相法氧化铝粉末对于各种各样的不同应用而言是非常有用的添加剂。仅举这些应用中的一些为例，气相法氧化铝可用作用于油漆、涂料、硅酮、和其他液体体系的流变改性剂或抗沉降剂。氧化铝粉末可改善粉末的流动性或优化硅酮组合物的机械或光学特性，且可用作用于药物或化妆品制剂、粘合剂或密封剂、调色剂及其他组合物的填料。气相法氧化铝可用作催化剂载体、用于化学机械平坦化(CMP)应用中、用于隔热中、以及用于锂离子电池中。
气相法氧化铝可包含不同的结晶相，诸如α-Al2O3、θ-Al2O3、δ-Al2O3、和γ-Al2O3。这些结晶相的存在和比率在很大程度上决定了气相法氧化铝的物理化学特性及其在各种领域中的可应用性。
未经处理的气相法氧化铝是亲水的，因为在它们的表面上存在极性羟基。这种未经处理的气相法氧化铝往往会吸收大量水，提高这种材料的湿含量。一部分所吸收的水与Al2O3弱结合，且可在干燥(例如在约100℃下1-2小时)后去除。这种弱结合的水的含量可取决于氧化铝在制备后储存环境的湿度。另一部分所吸收的水与Al2O3较强地结合，且在150℃下干燥2小时后无法去除。这种强烈结合的水的含量实际上与储存条件无关。氧化铝的总湿含量(包括两种类型的所吸收的水)可通过卡尔·费歇尔滴定法可靠地测量。
在一些应用中，例如在用于锂离子电池的组件中，诸如在隔膜、电极、电解质中，水的存在也是不理想的。
因此，WO2018149834A1公开了用气相法氧化铝和二氧化钛涂布的混合的锂金属氧化物颗粒的制备及该材料在锂离子电池中的用途。
WO2020225018 A1公开了用于锂离子电池的隔膜，其包含用包含粘合剂和经表面处理的气相法氧化铝的涂层涂布的有机基底。
存在于这种氧化铝添加剂中的水会与锂离子电池的一些水敏感性组分(例如在电解质中往往含有的LiPF6)反应并导致其分解，且释放反应性物质(诸如HF)，促使这种电池失活。因此，对于其中涉及水敏感性组分的这种应用而言，需要具有降低的湿含量的气相法氧化铝或者是有用的。
虽然在许多情况下，与气相法氧化铝弱结合的水可以在温和的条件下通过干燥去除，但在不显著改变所使用的气相法氧化铝的结构和物理化学特性下，通常无法去除与Al2O3强烈结合的水。
因此，如何获得这种具有低湿含量的气相法氧化铝粉末的问题仍然有待解决。
现有技术的描述
WO 2005/061385 A2中描述了用于制造气相法氧化铝粉末的典型方法。火焰水解氯化铝蒸气并随后从气体流分离固体氧化铝，然后用蒸汽处理固体产物以从残余的氯化氢纯化氧化铝。具有24-31g/L的夯实密度和101-195m2/g的BET表面积的所制备的氧化铝粉末样品主要是无定型的或呈γ相，且具有8.1-11.4OH/nm2的羟基含量，通过与氢化锂铝反应测定。在火焰水解过程期间存在水以及随后用蒸汽或潮湿空气后处理气相法氧化铝，得到具有相对高的湿含量(在105℃下干燥2小时的损失至多5重量％)的气相法氧化铝。
类似地，WO2006067127 A1公开了用于制造气相法氧化铝粉末的方法，所述气相法氧化铝粉末具有49-175m2/g的BET表面积和26-64g/L的夯实密度。所制备的氧化铝粉末包含不超过100％γ-Al2O3，最大5-10％的θ-Al2O3，其余为δ-Al2O3。所制备的样品通过与氢化锂铝反应而测定的羟基含量在9.1-10.2OH/nm2范围内变化。而且，在火焰水解过程期间存在水以及随后用蒸汽或潮湿空气后处理气相法氧化铝并不能降低获得的氧化铝的湿含量。
具有21m2/g的BET表面积的气相法氧化铝粉末，其典型地包含约70％α-Al2O3、20％δ-Al2O3、10％γ-Al2O3，可根据EP0395925A1通过火焰方法使用1200℃-1400℃的相对高的火焰温度来制备。EP0395925A1中没有采取任何特别措施来降低获得的气相法氧化铝的湿含量。
一种降低气相法氧化铝粉末的湿含量(特别是被强烈吸收的水)的可能方法可以是在排除水的情况下热处理氧化铝。然而，这种热处理除了降低湿含量外，往往导致显著的结构改变，这种改变反映在例如氧化铝的显著的BET表面减小、颗粒团聚、和晶体结构相的改性。
因此，根据EP0355481A1，具有约100m2/g的BET表面积的主要为γ的气相法氧化铝粉末可以在温度＞1200℃的火焰中热处理，以将BET表面积减小至40m2/g并获得包含70-90％的α-Al2O3的氧化铝。
WO 2010/069690 A1公开了用于制备气相法氧化铝粉末的方法，所述气相法氧化铝粉末具有3-30m2/g的BET表面积，包含至少85重量％的α-氧化铝、以及非常宽的粒径分布。该氧化铝粉末通过以下方法制造，其中对主要为γ-Al2O3相且具有至少250g/L的夯实密度的气相法氧化铝颗粒在1300℃或更高下进行热处理并随后研磨。WO 2010/069690 A1中强调在所述方法中仅可使用具有至少250g/L的夯实密度的致密化氧化铝前体(诸如颗粒)作为前体。
因此，现有技术并未教导如何获得具有低湿含量和低α-氧化铝含量两者的未经处理的(亲水性的)气相法氧化铝粉末。
从现有技术已知，可通过用有机硅烷对亲水性氧化铝进行表面处理来进一步降低气相法氧化铝的湿含量。因此，WO 2004/108595 A2公开了制造热解制备的经表面改性的氧化铝的方法，其包括用呈蒸气形式的表面改性剂喷涂氧化铝，接着在50-800℃下热处理所得混合物0.5至6小时的时段。对经表面处理的氧化铝进行这种热处理有助于完成表面处理反应。
技术问题和技术方案
根据制备条件，气相法氧化铝可包含各种同素异形形式(结晶相)，诸如热力学上稳定的α-Al2O3或不同的过渡态，诸如γ-Al2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3。
氧化铝的这些不同同素异形形式各自具有其独特的物理化学特性，这些特性在很大程度上决定了其可能的应用领域。因此，Al2O3的过渡形式典型地具有低密度和大BET表面积，且特别可用于例如作为催化剂载体或添加至锂离子电池的添加剂。因此，本发明所要解决的一个问题是提供特别适用于上述应用、特别是用于锂离子电池中的气相法氧化铝，其主要由过渡氧化铝组成，即基本上无α-Al2O3。
为提供特别适用于这种水敏感性应用(如在锂离子电池中)的气相法氧化铝，进一步需要减少氧化铝的湿含量。特别地，应降低气相法氧化铝中强烈结合的水的含量，即在150℃下干燥2小时无法去除的水。在气相法氧化铝的正常储存条件下，例如在空气湿度的存在下，降低的湿含量应进一步保持在低水平。
本发明所解决的另一个问题是提供在各种组合物，例如在硅酮或缺乏组合物(lack compositions)中，气相法氧化铝颗粒的良好的分散特性和触变特性。气相法氧化铝的分散特性和触变特性主要与相对小的氧化铝粒径、窄的粒径分布、以及颗粒的聚集和团聚相关。
热处理后湿含量的降低往往伴随着结晶相改变、致密化、显著的BET表面减小、以及颗粒团聚。因此，很难获得具有显著降低的湿含量的气相法过渡氧化铝，同时保持BET表面积高、密度低、且氧化铝颗粒小，且其粒径分布窄。因此，在填充气相法氧化铝的组合物中同时实现所述氧化铝颗粒的良好的分散性和低的粘度增加(增稠效应)是非常有挑战性的。
因此，本发明所解决的整体技术问题是提供气相法氧化铝粉末，其主要由过渡氧化铝相组成，在组合物中具有良好的分散性、具有降低的湿含量，特别是在储存在潮湿环境后。本发明所解决的另一个问题是提供适用于以有效方式制造这种氧化铝粉末的方法。
在各种不成功的尝试后，本发明的发明人出人意料地发现本发明的优化方法可以制备这种气相法氧化铝粉末。
未经表面改性的气相法氧化铝粉末
本发明提供未经表面改性的气相法氧化铝粉末，其：
a)包含低于5％的α-Al2O3，通过XRD分析测定，
且具有：
b)小于5μm的数均粒径d50，该数均粒径d50在25℃下超声处理氧化铝在水中的5重量％分散体120s后，通过静态光散射(SLS)测定；
c)不超过0.0122重量％×g/m2的水含量KF150与其BET表面积的比率R150＝KF150/BET，所述水含量KF150在150℃下干燥所述气相法氧化铝粉末2小时后通过卡尔·费歇尔滴定法测定。
术语“氧化铝”在本发明文中是指单独化合物(氧化铝，Al2O3)、基于氧化铝的混合氧化物、基于氧化铝的掺杂氧化物、或其混合物。“基于氧化铝的”意指相应的氧化铝材料包含至少70重量％，优选至少80重量％，更优选至少90重量％，更优选至少95重量％，最优选至少98重量％的氧化铝。
术语“粉末”在本发明文中包括细颗粒，即具有典型小于50μm，优选地小于10μm的平均粒径d50的颗粒。
“气相法”氧化铝也称为“热解(pyrogenic)”或“热解制备的(pyrogenicallyproduced)”氧化铝，是通过热解过程，例如火焰水解或火焰氧化制备的。这涉及可水解或可氧化的起始材料的氧化或水解，通常在氢/氧焰中。用于热解方法的起始材料包括有机和无机物质。三氯化铝特别适用。这样获得的亲水性氧化铝通常呈聚集形式。“聚集”应被理解为是指所谓的初级颗粒(primary particle)，其首先在气相法中形成，之后在反应中变得彼此牢牢结合而形成三维网络。初级颗粒实质上无孔隙，且在它们的表面上具有游离羟基。如果需要，这种亲水性氧化铝可以进行疏水化，例如用反应性硅烷处理。
已知通过在H2/O2焰中同时使呈挥发性金属化合物例如氯化物形式的至少两种不同的金属源反应，来制造热解混合氧化物。这样制备的混合氧化物的所有组分通常在整个混合氧化物材料中均匀地分布，这与其他种类的材料(如几种金属氧化物的机械混合物、掺杂金属氧化物等)相反。在后者中，例如对于几种金属氧化物的混合物而言，可能存在相应的纯氧化物的分开的域，其决定这种混合物的特性。
本发明的气相法氧化铝粉末可包含不同的结晶相，诸如α-Al2O3、θ-Al2O3、δ-Al2O3、γ-Al2O3和无定型氧化铝。这些相的含量可通过X射线衍射分析法(XRD)测定。对于这种定量测定，将所测试的样品的所测得的X射线衍射图与含有已知含量的相应结晶相的参考样品的X射线衍射图比较。
本发明的气相法氧化铝粉末包含低于5％，优选低于3％，更优选低于1％的α-Al2O3，更优选基本上无α-Al2O3，通过XRD分析测定。“基本上无α-Al2O3，通过XRD分析测定”在本发明文中意指在样品的X射线结晶学图像中无法识别到对应于α-Al2O3的峰。
根据本发明的未经表面处理的气相法氧化铝粉末的初级颗粒(也称为初级晶粒(primary crystalite))的数均等效圆直径(ECD)dp_ECD优选为5nm至150nm，优选8nm至100nm，更优选10nm至80nm。初级颗粒的平均等效圆直径(ECD)dp_ECD可根据ISO 21363通过透射电子显微镜(TEM)分析测定。应分析至少100个颗粒，优选至少300个颗粒，更优选至少500个颗粒以计算dp_ECD的代表性值。
从现有技术通常已知，气相法氧化铝的平均初级粒径与其BET表面积大致呈反比，即具有较高BET表面积的气相法氧化铝具有成比例较低的平均初级粒径。根据本发明的未经表面处理的气相法氧化铝粉末优选具有至少1100/(以m2/g计的BET氧化铝)，更优选1100/(以m2/g计的BET氧化铝)至1500/(以m2/g计的BET氧化铝)，更优选1120/(以m2/g计的BET氧化铝)至1400/(以m2/g计的BET氧化铝)，更优选1150/(以m2/g计的BET氧化铝)至1300/(以m2/g计的BET氧化铝)，更优选1170/(以m2/g计的BET氧化铝)至1280/(以m2/g计的BET氧化铝)，更优选1200/(以m2/g计的BET氧化铝)至1260/(以m2/g计的BET氧化铝)的初级颗粒的数均等效圆直径(ECD)dp_ECD(以纳米计)，根据ISO 21363通过透射电子显微镜(TEM)分析测定，其中BET氧化铝是以m2/g计的氧化铝的表面积。因此，根据本发明的热处理导致本发明所获得的气相法氧化铝中初级粒径稍微增加。
当与传统气相法氧化铝比较时，本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末具有降低含量的吸收的水。
一部分这种吸收的水与Al2O3弱结合，可通过干燥(例如在150℃下2小时)去除。另一部分的吸收的水与Al2O3更强烈地结合，无法在150℃下干燥2小时后去除。
已发现这种强烈结合的水的含量几乎与储存条件无关，且在正常条件(即环境温度和典型空气湿度)下储存时保持几乎恒定。
在150℃下干燥2小时后的本发明的未经表面改性的气相法氧化铝的水含量KF150可通过卡尔·费歇尔滴定法测定。该卡尔·费歇尔滴定可使用任何适合的卡尔·费歇尔滴定器例如根据STN ISO 760进行。
本发明的气相法氧化铝粉末的绝对水含量与其BET表面积几乎呈线性关系。已出人意料地发现，根据本发明的所有气相法氧化铝粉末的特征是，气相法氧化铝的水含量与其表面积的特定的降低的比率R，这与它们的BET表面积无关。
因此，本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末按重量％计的水含量KF150(通过卡尔·费歇尔滴定法在150℃下干燥本发明的未经表面处理的气相法氧化铝粉末2小时后所测定)与其按m2/g计的BET表面积的比率R150＝KF150/BET不超过0.0122重量％×g/m2，更优选不超过0.0120重量％×g/m2，更优选不超过0.0118重量％×g/m2，更优选不超过0.0116重量％×g/m2，更优选不超过0.0114重量％×g/m2，更优选不超过0.0112重量％×g/m2，更优选不超过0.0110重量％×g/m2，更优选不超过0.0108重量％×g/m2，更优选不超过0.0106重量％×g/m2，更优选不超过0.0104重量％×g/m2，更优选不超过0.0102重量％×g/m2，更优选不超过0.0100重量％×g/m2，更优选不超过0.0098重量％×g/m2，更优选不超过0.0096重量％×g/m2，更优选不超过0.0094重量％×g/m2，更优选不超过0.0092重量％×g/m2，更优选不超过0.0090重量％×g/m2，更优选不超过0.0088重量％×g/m2，更优选不超过0.0086重量％×g/m2，更优选不超过0.0084重量％×g/m2。
包含弱结合的水和强烈结合的水两者的本发明的未经表面处理的气相法氧化铝粉末的总水含量KF0可在无预先干燥下，通过所述氧化铝的卡尔·费歇尔滴定法测定。
本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末按重量％计的总水含量KF0(通过卡尔·费歇尔滴定法测定)与其按m2/g计的BET表面积的比率R0＝KF0/BET优选不超过0.0385重量％×g/m2，更优选不超过0.0380重量％×g/m2，更优选不超过0.0375重量％×g/m2，更优选不超过0.0370重量％×g/m2，更优选不超过0.0360重量％×g/m2，更优选不超过0.0340重量％×g/m2，更优选不超过0.0300重量％×g/m2，更优选不超过0.0290重量％×g/m2，更优选不超过0.0280重量％×g/m2，更优选不超过0.0270重量％×g/m2，更优选不超过0.0260重量％×g/m2，更优选不超过0.0250重量％×g/m2，更优选不超过0.0240重量％×g/m2，更优选不超过0.0230重量％×g/m2，更优选不超过0.0220重量％×g/m2。
术语“未经表面改性”在本发明中对于气相法氧化铝粉末而言是指氧化铝未经表面处理，即其未用任何表面处理剂改性并因此本质是亲水性的。
根据本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末优选具有小于1.0重量％，优选地小于0.5重量％，更优选小于0.3重量％，更优选小于0.2重量％，甚至更优选小于0.1重量％，又甚至更优选小于0.05重量％的碳含量。碳含量可通过元素分析根据EN ISO3262-20:2000(第8章)测定。
本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末优选具有在甲醇/水混合物中不超过15体积％，更优选不超过10体积％，更优选不超过5体积％，特别优选约0体积％的甲醇的甲醇润湿性。金属氧化物粉末(诸如本发明的气相法氧化铝)的甲醇润湿性可如在例如WO2011/076518A1第5-6页详细描述地测定。
根据本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末具有小于5μm，更优选0.01μm至5.0μm，更优选0.03μm至3.0μm，更优选0.05μm至2.0μm，更优选0.06μm至1.5μm，更优选0.07μm至1.0μm，更优选0.08μm至0.90μm，更优选0.10μm至0.80μm的数均粒径d50，该数均粒径d50在25℃下超声处理氧化铝在水中的5重量％分散体120秒后，通过静态光散射(SLS)测定。使用所得的所测得的粒径分布来定义平均值d50，其反映所有颗粒的50％不超过其的粒径，作为数均粒径。
本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末优选具有小于12μm，优选地不超过10μm，更优选不超过8μm，更优选不超过6μm，更优选不超过4μm，更优选0.20μm至4μm，更优选0.20μm至2μm的粒径d90，该数均粒径d90在25℃下超声处理氧化铝在水中的5重量％分散体120s后，通过静态光散射(SLS)测定。使用所得的所测得的粒径分布来定义d90值，其反映所有颗粒的90％不超过其的粒径。
本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末优选具有相对窄的粒径分布，其特征在于粒径分布的跨度(d90-d10)/d50的值优选小于20.0，更优选小于15.0，更优选0.8-5.0，更优选1.0-4.0，更优选1.0-3.0。具有上述相对小的粒径及窄的粒径分布的未经表面改性的气相法氧化铝粉末在各种组合物中具有特别良好的分散性，因此是优选的。
本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末优选具有不超过300g/L，更优选不超过250g/L，更优选20g/L至250g/L，更优选20g/L至200g/L，更优选25g/L至150g/L，更优选30g/L至130g/L的夯实密度。夯实密度可根据DIN ISO 787-11:1995测定。
本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末可具有大于10m2/g，优选20m2/g至220m2/g，更优选25m2/g至200m2/g，更优选30m2/g至180m2/g，更优选40m2/g至140m2/g的BET表面积。比表面积，也简称为BET表面积，可根据DIN 9277:2014通过氮气吸附根据Brunauer-Emmett-Teller法测定。
本发明的未经表面改性的氧化铝粉末优选具有7.5OH/nm2至11.0OH/nm2，更优选8.0OH/nm2至10.0OH/nm2的相对于BET表面积的羟基数dOH，通过与氢化锂铝反应测定，如EP0725037 A1第8页第17行至第9页第12行详细描述的。该方法也在Journal of Colloid andInterface Science,vol.125,no.1,(1988),pp.61-68中描述。
根据本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末可在进行如下所述的本发明的方法的步骤A)后获得。
经表面改性的气相法氧化铝粉末
本发明的未经表面改性的气相法氧化铝的降低的湿含量可通过对所述氧化铝进行表面处理而进一步显著降低。
本发明进一步提供通过用选自以下的表面处理剂对本发明的未经表面处理的气相法氧化铝进行表面处理而获得的经表面改性的气相法氧化铝粉末：有机硅烷、硅氮烷、无环聚硅氧烷、环状聚硅氧烷、及其混合物。
在本发明中，术语“经表面改性”与术语“经表面处理”类似，是指未经表面处理的亲水性氧化铝与相应的表面处理剂的化学反应，其完全地或部分地改性氧化铝的游离羟基。
下面就本发明方法的表面处理步骤B)描述一些特别有用的表面处理剂，这些表面处理剂适用于获得本发明的经表面处理的气相法氧化铝粉末。
根据所使用的表面处理剂的化学结构，本发明的经表面改性的氧化铝粉末可以是亲水性的或疏水性的。优选地，使用赋予疏水性特性的表面处理剂，从而形成具有疏水性特性的经表面处理的氧化铝粉末。
本发明中的术语“疏水性”是指经表面处理的氧化铝颗粒对水等极性介质的亲和力较低。经表面处理的氧化铝粉末的疏水性程度可通过包括其甲醇润湿性的参数测定，如在例如WO2011/076518A1第5-6页详细描述的。在纯水中，疏水性无机氧化物(例如二氧化硅或氧化铝)与水完全分开，且浮在水的表面上而不会被溶剂弄湿。相反地，在纯甲醇中，疏水性氧化物分布在整个溶剂体积中；完全润湿。在测量甲醇润湿性中，将所测试的氧化物样品与不同的甲醇/水混合物混合，并测定氧化物不被润湿的最大甲醇含量，即100％的所测试的氧化物仍能从测试混合物中分离出来。这种按体积％计的在甲醇/水混合物中的甲醇量称为甲醇润湿性。该甲醇润湿性越高，无机氧化物的疏水性越强。
本发明的经表面改性的气相法氧化铝粉末的甲醇润湿性为在甲醇/水混合物中的甲醇量优选大于20体积％，更优选30体积％至90体积％，更优选30体积％至80体积％，特别优选35体积％至75体积％，最优选40体积％至70体积％。
根据本发明的经表面改性的气相法氧化铝粉末可具有0.2重量％至10重量％，优选0.3重量％至7重量％，更优选0.4重量％至5重量％，更优选0.5重量％至4重量％，更优选0.5重量％至3.5重量％，更优选0.5重量％至3.2重量％，更优选0.5重量％至3.0重量％，更优选0.5重量％至2.5重量％，更优选0.5重量％至2.0重量％，更优选0.5重量％至1.5重量％的碳含量，通过元素分析测定。元素分析可根据EN ISO3262-20:2000(第8章)进行。将所分析的样品称重并放入陶瓷坩埚，坩埚中加入燃烧添加剂，并在感应炉中在氧气流下加热。存在的碳被氧化成CO2。通过红外探测器定量CO2气体的量。
本发明的经表面改性的气相法氧化铝粉末的按重量％计的总水含量KF0(通过卡尔·费歇尔滴定法测定)与按m2/g计的BET表面积的比率R0＝KF0/BET优选不超过0.025重量％×g/m2，更优选不超过0.022重量％×g/m2，更优选不超过0.020重量％×g/m2，更优选不超过0.015重量％×g/m2，更优选不超过0.010重量％×g/m2，更优选不超过0.005重量％×g/m2。
本发明的经表面改性的气相法氧化铝的许多物理化学特性对应于以上针对其前体、本发明的未经表面改性的气相法氧化铝所描述的。
因此，以上详述的本发明的未经表面改性的气相法氧化铝的结晶相组成在其表面改性期间通常不显著地改变，因此对应于本发明的经表面改性的气相法氧化铝的结晶相组成。
通过SLS方法测定粒径d50、d90、粒径分布的跨度(d90-d10)/d50的值也是如此。然而，这些值然后优选在25℃下超声处理经表面改性的氧化铝在甲醇(而不是用于未经表面改性的气相法氧化铝的SLS测量的水)中的5重量％分散体120s后，通过静态光散射(SLS)测定。
以上所述的本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末的BET表面积、夯实密度、及平均初级粒径dp_ECD的优选的值范围对应于本发明的经表面改性的气相法氧化铝粉末的值。
用于制造气相法氧化铝粉末的方法
本发明的方法的步骤A)
本发明进一步提供用于制造根据本发明的气相法氧化铝粉末的方法，其包括
步骤A)在250℃至1250℃的温度下对未经表面处理的气相法氧化铝粉末进行热处理5分钟至5小时，
所述未经表面处理的气相法氧化铝粉末具有小于5μm的粒径d50，该粒径d50在超声处理水性分散体120秒后，通过静态光散射法测定，
且所述未经表面处理的气相法氧化铝粉末包含小于5重量％的α-Al2O3，通过XRD分析测定，
其中在进行步骤A)之前、期间、或之后基本上不添加水，且
其中选择所述热处理的温度和持续时间，以使得相对于所使用的未经热处理且未经表面处理的气相法氧化铝粉末的BET表面积，所述氧化铝的BET减小至多23％。
本发明的方法中的未经表面处理的气相法氧化铝粉末的热处理在250℃至1250℃，优选在300℃-1250℃，更优选在400℃-1200℃，更优选在500℃-1200℃，更优选在500℃-1100℃，更优选在700℃-1200℃，更优选在700℃-1100℃，更优选在1000℃-1200℃，且更优选在1000℃-1100℃的温度下进行。该热处理的持续时间取决于所施加的温度，且通常是5分钟至5小时，优选10分钟至4小时，更优选20分钟至3小时，更优选30分钟至2小时。
已观察到，所述热处理步骤的持续时间可显著影响所获得的气相法氧化铝粉末的特性。因此，如果在250℃-1250℃下进行的热处理步骤的持续时间短于5分钟，通常不会观察到氧化铝的湿含量显著降低，特别是如果热处理的起始材料在热处理前预干燥，因此并不潮湿，且例如通过卡尔·费歇尔滴定法测定，具有不超过3重量％的水含量。相反地，超过5小时的热处理步骤的持续时间通常不会使获得的氧化铝的水含量有任何显著的进一步改变，而获得的颗粒的粒径可能会变大。
本发明的方法中的热处理可通过游离羟基的缩合和O-Al-O桥的形成来减少游离羟基的数目。
该方法可伴随获得的气相法氧化铝的BET表面积减小。
重要地是，已发现在本发明的方法中所使用的条件下，可以在不大幅减小气相法氧化铝的BET表面积的情况下显著降低湿含量。
因此，选择本发明的方法的步骤A)中的热处理的温度和持续时间，以使得相对于所使用的未经热处理且未经表面处理的气相法氧化铝粉末的BET表面积，氧化铝的BET减小至多23％，优选地至多20％，更优选至多17％，更优选至多14％，更优选至多11％。
热处理也可导致气相法氧化铝的结晶相改变和致密化，并使所获得的经热处理的气相法氧化铝的初级颗粒变大。
本发明的方法中的热处理可不连续(分批)、半连续或优选连续地进行。
不连续工艺的“热处理的持续时间”定义为未经表面处理的气相法氧化铝在所指定的温度下加热的整个时间段。对于半连续或连续工艺，“热处理的持续时间”对应于未经表面处理的气相法氧化铝粉末在所指定的热处理的温度下的平均停留时间。
本发明的方法优选连续地进行，且未经表面处理的气相法氧化铝粉末在热处理步骤A)中的平均停留时间为10分钟至3小时。
在本发明的方法中，热处理优选是在气相法氧化铝粉末处于运动中，优选在所述方法期间在不断运动中时进行，即在热处理期间使氧化铝移动。这种“动态”工艺与“静态”热处理工艺相反，在“静态”热处理工艺中不使氧化铝颗粒移动，例如在热处理期间氧化铝颗粒成层存在，例如在马弗炉中。
已出人意料地发现，这种动态热处理工艺与适合的热处理温度和持续时间相结合，可以制备具有相对窄的粒径分布、在各种组合物中显示特别好的分散性的均匀的小颗粒。
本发明的方法优选在任何适合的设备中进行，该设备可以使氧化铝粉末保持于以上具体指出的温度下持续具体指出的时间段，同时移动氧化铝。一些适合的设备是流化床反应器和回转窑。在本发明的方法中优选使用回转窑，特别是具有1cm至2m，优选5cm至1m，更优选10cm至50cm的直径的回转窑。
在热处理步骤A)期间至少暂时地，优选使气相法氧化铝粉末以至少1cm/min，更优选至少10cm/min，更优选至少25cm/min，更优选至少50cm/min的运动速率移动。优选地，在热处理步骤的整个持续时间使氧化铝以此运动速率连续地移动。回转窑中的运动速率对应于该反应器类型的圆周速度。流化床反应器中的运动速率对应于载体气体流率(流化速度)。
在进行本发明的方法的步骤A)之前、期间、或之后基本上不添加水。以此方式，可避免气相法氧化铝上的水的额外吸收，且可获得具有较低水含量的经热处理的氧化铝粉末。
“基本上无水”就本发明方法而言，是指相对于气相法氧化铝重量，在进行本发明的方法的步骤A)之前、期间、或之后，所添加的水的含量优选小于5重量％，更优选小于3重量％，更优选小于1重量％，更优选小于0.5重量％。
热处理步骤A)可在气体(诸如例如空气或氮气)流下进行，该气体优选基本上无水或经预干燥。
“基本上无水”是指对于气体，在本发明的方法的步骤A)中所用的气体的水含量优选低于5体积％，更优选低于3体积％，更优选低于1体积％，更优选小于0.5体积％，更优选在使用前不向气体中添加任何蒸汽或水蒸气。
本发明的方法的步骤B)
本发明的用于制造气相法氧化铝粉末的方法可进一步包括
步骤B)用选自以下的表面处理剂对步骤A)中获得的气相法氧化铝粉末进行表面处理：有机硅烷、硅氮烷、无环聚硅氧烷、环状聚硅氧烷、及其混合物。
优选的有机硅烷例如是通式(Ia)和(Ib)的烷基有机硅烷：
R'x(RO)ySi(CnH2n+1)(Ia)
R'x(RO)ySi(CnH2n-1)(Ib)
其中
R＝烷基，诸如例如甲基-、乙基-、正丙基-、异丙基-、丁基-，
R'＝烷基或环烷基，诸如例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、环己基、辛基、十六烷基，
n＝1-20
x+y＝3
x＝0-2，且
y＝1-3。
在式(Ia)和(Ib)的烷基有机硅烷中，特别优选辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷。
用于表面处理的有机硅烷可含有卤素，诸如Cl或Br。特别优选的是以下类型的卤化有机硅烷：
-通式(IIa)和(IIb)的有机硅烷：
X3Si(CnH2n+1)(IIa)
X3Si(CnH2n-1)(IIb)，
其中
X＝Cl、Br，n＝1-20；
-通式(IIIa)和(IIIb)的有机硅烷：
X2(R')Si(CnH2n+1)(IIIa)
X2(R')Si(CnH2n-1)(IIIb)，
其中X＝Cl、Br，
R'＝烷基，诸如例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、环烷基，诸如环己基，
n＝1-20；
-通式(IVa)和(IVb)的有机硅烷：
X(R')2Si(CnH2n+1)(IVa)
X(R')2Si(CnH2n-1)(IVb)，
其中X＝Cl、Br，
R'＝烷基，诸如例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、环烷基，诸如环己基，
n＝1–20。
在式(II)-(IV)的卤化有机硅烷中，特别优选的是二甲基二氯硅烷及氯三甲基硅烷。
除了烷基或卤素取代基以外，所使用的有机硅烷还可以含有其他取代基，例如氟取代基或一些官能团。优选使用通式(V)的官能化有机硅烷：
(R")x(RO)ySi(CH2)mR'(V)，
其中
R"＝烷基，诸如甲基、乙基、丙基、或卤素，诸如Cl或Br，
R＝烷基，诸如甲基、乙基、丙基，
x+y＝3
x＝0-2，
y＝1-3，
m＝1-20，
R'＝甲基-、芳基(例如苯基或经取代的苯基残基)、杂芳基、-C4F9、OCF2-CHF-CF3、-C6F13、-O-CF2-CHF2、-NH2、-N3、-SCN、-CH＝CH2、-NH-CH2-CH2-NH2、-N-(CH2-CH2-NH2)2、-OOC(CH3)C＝CH2、-OCH2-CH(O)CH2、-NH-CO-N-CO-(CH2)5、-NH-COO-CH3、-NH-COO-CH2-CH3、-NH-(CH2)3Si(OR)3、-Sx-(CH2)3Si(OR)3、-SH、-NR1R2R3(R1＝烷基、芳基；R2＝H、烷基、芳基；R3＝H、烷基、芳基、苄基、C2H4NR4R5，其中R4＝H、烷基且R5＝H、烷基)。
在式(V)的官能化有机硅烷中，特别优选的是3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷。
通式R'R2Si-NH-SiR2R'(VI)的硅氮烷，其中R＝烷基，诸如甲基、乙基、丙基；R'＝烷基、乙烯基，也适合作为表面处理剂。最优选的式(VI)的硅氮烷是六甲基二硅氮烷(HMDS)。
也适合作为表面处理剂的是环状聚硅氧烷，诸如八甲基环四硅氧烷(D4)、十甲基环五硅氧烷(D5)、十二甲基环六硅氧烷(D6)、六甲基环三硅氧烷(D6)。在环状聚硅氧烷中，最优选地使用D4。
另一种可用类型的表面处理剂是通式(VII)的聚硅氧烷或硅油：(VII)，
其中
Y＝H、CH3、CnH2n+1，其中n＝1-20，Si(CH3)aXb，
其中a＝2-3，b＝0或1，a+b＝3，
X＝H、OH、OCH3、CmH2m+1，其中m＝1-20，
R、R'＝烷基，诸如CoH2o+1，其中o＝1至20，芳基，诸如苯基和经取代的苯基残基，杂芳基，(CH2)k-NH2，其中k＝1-10，H，
u＝2-1000，优选地u＝3-100。
最优选地，在式(VII)的聚硅氧烷和硅油中，使用聚二甲基硅氧烷作为表面处理剂。这种聚二甲基硅氧烷通常具有162g/mol至7500g/mol的摩尔质量，0.76g/mL至1.07g/mL的密度，和0.6mPa*s至1 000 000mPa*s的粘度。
本发明的方法的步骤B)中除表面处理剂外可额外使用水。本发明的方法的步骤B)中的水与表面处理剂的摩尔比优选是0.1至100，更优选0.5至50，更优选1.0至10，更优选1.2至9，更优选1.5至8，更优选2至7。
但是，如果要获得具有低水含量的经表面处理的氧化铝粉末，应使方法中所使用的水的量最小化，且理想地在方法步骤期间不应添加任何水。因此，优选在进行步骤B)之前、期间或之后基本上不添加水。术语“基本上无水”在本发明文中是指按步骤B)中所使用的气相法氧化铝粉末的重量计，所添加的水量低于1％，优选低于0.5％，更优选低于0.1％，更优选低于0.01％，最优选完全不添加水。
在本发明的方法中，表面处理剂和任选存在的水可以蒸气和液体形式两者使用。
本发明的方法的步骤B)可在10℃至250℃的温度下进行1分钟至24小时。步骤B)的时间和持续时间可根据方法和/或目标氧化铝特性的具体要求选择。因此，较低的处理温度通常需要较长的疏水化时间。在本发明的一个优选具体实施方案中，气相法氧化铝粉末的疏水化在10℃至80℃下进行3小时至24小时，优选5小时至24小时。在本发明的另一优选具体实施方案中，所述方法的步骤B)在90℃至200℃下，优选在100℃至180℃下，最优选在120℃至160℃下进行0.5小时至10小时，优选1小时至8小时。根据本发明的方法的步骤B)可在0.1巴至10巴，优选在0.5巴至8巴，更优选在1巴至7巴，最优选在1.1巴至5巴的压力下进行。最优选地，步骤B)在封闭系统中，在所使用的表面处理剂在反应温度下的天然蒸气压下进行。
在本发明的方法的步骤B)中，在步骤A)中进行热处理的气相法氧化铝粉末优选在环境温度(约25℃)下用液体表面处理剂喷涂，随后在50℃至400℃的温度下对混合物进行热处理1小时至6小时的时段。
步骤B)中的表面处理的可选方法可通过用表面处理剂处理在步骤A)中进行热处理的气相法氧化铝粉末来进行，其中所述表面处理剂呈蒸气形式，随后在50℃至800℃的温度下对混合物进行热处理0.5小时至6小时的时段。
步骤B)中的表面处理后的热处理可在保护性气体(诸如例如氮气)下进行。表面处理可在具有喷涂装置的可加热混合器和干燥器中连续或分批进行。适合的装置可以是例如犁刀混合器或板式(plate)、旋风、或流化床干燥器。
所使用的表面处理剂的量取决于颗粒和所施用的表面处理剂的类型。然而，相对于在步骤A)中进行热处理的气相法氧化铝粉末的量，按重量计，通常使用1％至25％，优选2％-20％，更优选5％-18％的表面处理剂。
所需的表面处理剂的量可取决于所使用的气相法氧化铝粉末的BET表面积。因此，优选地，每m2的在步骤A)中进行热处理的气相法氧化铝粉末的BET比表面积使用0.1μmol-100μmol，更优选1μmol-50μmol，更优选3.0μmol-20μmol的表面处理剂。
在本发明的方法的任选存在的步骤C)中，压碎、磨碎或研磨在方法的步骤A)中进行热处理的气相法氧化铝粉末和/或步骤B)中获得的气相法氧化铝粉末，以减小获得的氧化铝颗粒的平均粒径。
本发明的方法的任选存在的步骤C)中的压碎可通过任何适用于此目的的机械，例如通过适合的磨机实现。
然而，在大多数情况下，进行本发明的方法的任选存在的步骤C)是不需要的，甚至是不可取的。虽然压碎或研磨粗氧化铝颗粒通常提供具有减小的平均粒径的氧化铝颗粒，但是这种颗粒显示相对宽的粒径分布。这种颗粒通常含有相对大比率的细粒，使这些经压碎/研磨的颗粒的处理变得复杂。
因此，本发明的方法优选不包括任何压碎、磨碎和/或研磨步骤。
包含气相法氧化铝粉末的组合物
本发明的另一目标是包含本发明的未经表面改性的气相法氧化铝粉末和/或本发明的经表面改性的气相法氧化铝粉末的组合物。
根据本发明的组合物可包含至少一种粘合剂，其将该组合物的各个部分彼此连接，以及任选地与一种或多种填料和/或其他添加剂连接，并可因此改善组合物的机械特性。这种粘合剂可含有有机或无机物质。粘合剂任选地含有反应性有机物质。有机粘合剂可以例如选自：(甲基)丙烯酸酯、醇酸树脂、环氧树脂、阿拉伯树胶、酪蛋白、植物油、聚氨酯、硅树脂、蜡、纤维素胶、及其混合物。这种有机物质可例如通过溶剂的蒸发、聚合、交联反应、或另一种类型的物理或化学转变，导致所使用的组合物的固化。这种固化可例如加热发生或在UV辐射或其他辐射的作用下发生。可使用单(一)组分(1-C)与多组分体系，特别是双组分体系(2-C)作为粘合剂。除了粘合剂外或取代粘合剂，本发明的组合物还可以含有基质聚合物，诸如聚烯烃树脂，例如聚乙烯或聚丙烯、聚酯树脂，例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈树脂、纤维素树脂、或其混合物。本发明的气相法氧化铝粉末可以加入这些基质聚合物中，或在其表面形成涂层。
除了气相法氧化铝粉末和粘合剂外，根据本发明的组合物另外可含有至少一种溶剂和/或填料和/或其他添加剂。
本发明的组合物中使用的溶剂可选自：水、醇、脂肪族和芳香族烃、醚、酯、醛、酮、及其混合物。例如，所使用的溶剂可为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊烷、己烷、苯、甲苯、二甲苯、二乙醚、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、及丙酮。特别优选地，组合物中所使用的溶剂具有低于300℃，特别优选低于200℃的沸点。在固化根据本发明的组合物期间可容易地蒸发或汽化这种相对挥发性的溶剂。
气相法氧化铝粉末的用途
本发明的经表面改性的和/或本发明的经表面改性的氧化铝粉末可以用作以下物质的成分：油漆或涂料、硅酮、药物或化妆品制剂、粘合剂或密封剂、调色剂组合物、锂离子电池，特别是其隔膜、电极、和/或电解质，以及用于改变液体体系的流变特性、用作抗沉降剂、用于改善粉末的流动性、用于改善硅酮组合物的机械和/或光学特性、用作催化剂载体、用于化学机械平坦化(CMP)应用中、用于隔热。
附图说明
图1A和1B显示起始材料2的透射电子显微镜(TEM)图像。
图2A和2B显示经在1200℃下热处理的起始材料2的透射电子显微镜(TEM)图像(实施例9)。
图3显示经在1200℃下热处理的起始材料2的XRD图像(实施例9)。
图4显示经在1300℃下热处理的起始材料2的XRD图像(对比例3)。
实施例
分析方法
根据DIN 9277:2014通过氮气吸附根据Brunauer-Emmett-Teller法测定BET比表面积[m2/g]。
通过使氧化铝粉末的经预干燥样品与氢化锂铝溶液反应测定相对于BET表面积的羟基的数目dOH[OH/nm2]，如EP 0725037 A1第8页第17行至第9页第12行详细描述的。该方法也在Journal of Colloid and Interface Science,vol.125,no.1,(1988),pp.61-68中描述。
根据DIN ISO 787-11:1995“General methods of test for pigments andextenders--Part 11:Determination of tamped volume and apparent density aftertamping”测定夯实密度[g/L]。
在25℃下超声处理经表面处理的氧化铝在水中的5重量％分散体120s后，通过静态光散射(SLS)使用激光衍射粒径分析仪(HORIBALA-950)测量粒径分布，即值d10、d50、d90、和跨度(d90-d10)/d50[μm]。
通过卡尔·费歇尔滴定使用卡尔·费歇尔滴定器测定水含量[重量％]。
通过透射电子显微镜(TEM)类似于ISO 21363地测定初级颗粒的平均等效圆直径(ECD)dp_ECD。
通过得自德国Stoe&Cie Darmstadt的透射衍射仪，使用CuKα辐射、激发30mA、45kV、OED进行X射线衍射分析(XRD)。对于α-Al2O3的定量测定，比较所测试的样品的所测得的X射线衍射图与含有100％和80％的α-Al2O3的参考样品的X射线衍射图。
起始材料
根据WO 2004108595 A1第35页的描述制备具有121m2/g的BET表面积的气相法氧化铝(氧化铝I)，并将其用作起始材料1。
根据WO 2006067127 A1的实施例3制备具有50m2/g的BET表面积的气相法氧化铝，并将其用作起始材料2。发现，通过TEM分析测定的颗粒的平均初级粒径dp_ECD(初级颗粒的平均等效圆直径，ECD)为21.2nm(＝1062/BET)。
实施例1
在直径约160mm且长度约2m的回转窑中在400℃下对起始材料1进行热处理。在回转窑中氧化铝的平均停留时间为1小时。将转速设为5rpm，得到约1kg/h的氧化铝的产量。以约1m3/h的流率将干燥且经过滤的压缩空气连续送至窑出口(与经热处理的氧化铝流逆流)，以提供经预调理的空气以用于管中的对流。过程顺利。未观察到回转窑堵塞。表1中显示获得的经热处理的氧化铝的物理化学特性。
实施例2-4和对比例1-2类似于实施例1进行，但施加700℃至1300℃的热处理温度。在实施例2-4中，在700℃-1100℃下未观察到回转窑堵塞，而在对比例1(在1200℃下的热处理)中，观察到一些堵塞。在对比例2(在1300℃下的热处理)中，观察到严重的堵塞，不得不停止实验，未进一步分析获得的产物。表1中显示获得的经热处理的氧化铝(除了对比例2之外)的物理化学特性。
表1显示通过对起始材料1(BET＝121m2/g、夯实密度＝52g/L)进行热处理获得的气相法氧化铝粉末的物理化学特性。
在实施例1-4中，起始材料1的BET表面积、夯实密度、和粒径、以及结晶相的组成变化不大，其中在不超过1100℃的温度下进行热处理。在实施例1-4中，起始材料1的总湿含量从4.76％降至1.93-2.72重量％，强烈结合的水的含量从1.54重量％降至约1重量％。
相反地，在1200℃下(对比例1)，观察到BET表面积突然减小(减小25.6％)，夯实密度显著增加(增加26.9％)，且粒径，例如d50值的粒径显著增加(从0.11μm大幅增加至3.63μm)(表1)。在来自实施例1-4和对比例1的样品的XRD图像中未观察到Al2O3的α相。
在1300℃下进行的对比例2不得不停止，因为所使用的回转窑被堵塞，无法进一步进行实验。
实施例5
在直径约160mm且长度约2m的回转窑中在400℃下对起始材料2进行热处理。在回转窑中氧化铝的平均停留时间为1小时。将转速设为5rpm，得到约1kg/h的氧化铝的产量。以约1m3/h的流率将干燥且经过滤的压缩空气连续送至窑出口(与经热处理的氧化铝流逆流)，以提供经预调理的空气以用于管中的对流。过程顺利。未观察到回转窑堵塞。表2中显示获得的经热处理的氧化铝的物理化学特性。
实施例6-9和对比例3类似于实施例5进行，但施加700℃至1300℃的热处理温度。在实施例6-9中未观察到回转窑堵塞，而在对比例3中，观察到显著的堵塞。表2中显示获得的经热处理的氧化铝的物理化学特性。发现，通过TEM分析测定的实施例9中获得的颗粒的平均初级粒径dp_ECD(初级颗粒的平均等效圆直径，ECD)为27.6nm(＝1243/BET)。
表2显示通过对起始材料2(BET＝50m2/g、夯实密度＝95g/L)进行热处理获得的气相法氧化铝粉末的物理化学特性。
在实施例5-9中，起始材料2的BET表面积、夯实密度、和粒径、以及结晶相的组成变化不大(对于实施例9，图3)，其中在不超过1200℃的温度下进行热处理。在实施例5-9中，起始材料2的总湿含量从2.09％降至0.98-1.25重量％，强烈结合的水的含量从0.62重量％降至约0.45-0.55重量％。
相反地，在1300℃下(对比例3)，观察到BET表面积突然减小(减小24％)，夯实密度显著增加(增加42％)，且粒径，例如d50值的粒径显著增加(从0.11μm大幅增加至2.48μm)，并且结晶相组成显著改变，特别是出现了大量的α-Al2O3(表2，图4)。
图1A和1B显示起始材料2的透射电子显微镜(TEM)图像。图2A和2B显示经在1200℃下热处理的起始材料2的透射电子显微镜(TEM)图像(实施例9)。从TEM分析可以看出，氧化铝的初级颗粒的平均等效圆直径dp_ECD从21.2nm(起始材料2)增加至27.6nm(实施例9)。
表1：起始材料1的热处理
a在25℃下超声处理氧化铝在水中的5重量％分散体120s后，通过静态光散射(SLS)测定；
b通过卡尔·费歇尔滴定测定；
c在150℃下干燥样品2h后通过卡尔·费歇尔滴定测定；
d回转窑堵塞，实验停止，未分析产物。
表2：起始材料2的热处理
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a在25℃下超声处理氧化铝在水中的5重量％分散体120s后，通过静态光散射(SLS)测定；
b通过卡尔·费歇尔滴定测定；
c在150℃下干燥样品2h后通过卡尔·费歇尔滴定测定。

Claims (15)

1.未经表面改性的气相法氧化铝粉末，其
a)包含小于5重量％的α-Al2O3，通过XRD分析测定，且具有：
b)小于5μm的数均粒径d50，该数均粒径d50在25℃下超声处理氧化铝在水中的5重量％分散体120s后，通过静态光散射(SLS)测定；
c)不超过0.0122重量％×g/m2的水含量KF150与其BET表面积的比率R150＝KF150/BET，所述水含量KF150在150℃下干燥所述气相法氧化铝粉末2小时后通过卡尔·费歇尔滴定法测定。
2.根据权利要求1所述的气相法氧化铝，其基本上不包含α-Al2O3，通过XRD分析测定。
3.根据权利要求1或2所述的气相法氧化铝粉末，其中所述氧化铝的BET表面积是20m2/g至220m2/g。
4.根据权利要求1至3所述的气相法氧化铝粉末，其中所述氧化铝的夯实密度不超过250g/L。
5.根据权利要求1至4所述的气相法氧化铝，其中以纳米计的所述氧化铝的初级颗粒的数均等效圆直径dp_ECD为至少1100/(以m2/g计的氧化铝的BET氧化铝表面积)，通过透射电子显微镜(TEM)根据ISO 21363测定。
6.根据权利要求1至5所述的气相法氧化铝粉末，其中所述氧化铝的水含量KF0与BET表面积的比率R0＝KF0/BET不超过0.0385重量％×g/m2，所述水含量KF0通过卡尔·费歇尔滴定法测定。
7.经表面改性的气相法氧化铝粉末，其通过用选自以下的表面处理剂对根据权利要求1至6所述的气相法氧化铝进行表面处理而获得：有机硅烷、硅氮烷、无环聚硅氧烷、环状聚硅氧烷、及其混合物。
8.制造根据权利要求1至7所述的气相法氧化铝粉末的方法，
其包括
步骤A)在250℃至1250℃的温度下对未经表面处理的气相法氧化铝粉末进行热处理5分钟至5小时，
所述未经表面处理的气相法氧化铝粉末具有小于5μm的粒径d50，该粒径d50在超声处理水性分散体120s后，通过静态光散射法测定，
且所述未经表面处理的气相法氧化铝粉末包含小于5重量％的α-Al2O3，通过XRD分析测定，
其中在进行步骤A)之前、期间、或之后基本上不添加水，且
其中选择所述热处理的温度和持续时间，以使得相对于所使用的未经热处理且未经表面处理的气相法氧化铝粉末的BET表面积，所述氧化铝的BET减小至多23％。
9.根据权利要求8所述的方法，
其中在所述气相法氧化铝粉末处于运动中时进行所述热处理。
10.根据权利要求8或9所述的方法，
其中在所述热处理步骤A)期间，使所述气相法氧化铝粉末以至少1cm/min的运动速率移动。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中
所述热处理在回转窑中进行。
12.根据权利要求8至11所述的方法，其用于制造根据权利要求7的经表面改性的气相法氧化铝粉末，其进一步包括
步骤B)用选自以下的表面处理剂对步骤A)中获得的气相法氧化铝粉末进行表面处理：有机硅烷、硅氮烷、无环聚硅氧烷、环状聚硅氧烷、及其混合物。
13.根据权利要求12所述的方法，其中在进行步骤B)之前、期间、或之后基本上不添加水。
14.包含根据权利要求1至7中任一项所述的气相法氧化铝粉末的组合物。
15.根据权利要求1至7中任一项所述的气相法氧化铝粉末的用途，其用作以下物质的成分：油漆或涂料、硅酮、药物或化妆品制剂、粘合剂或密封剂、调色剂组合物、锂离子电池，特别是其隔膜、电极、和/或电解质，以及用于改变液体体系的流变特性、用作抗沉降剂、用于改善粉末的流动性、用于改善硅酮组合物的机械和/或光学特性、用作催化剂载体、用于化学机械平坦化(CMP)应用中、用于隔热。
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