DE1467260B2

DE1467260B2 - Verfahren zur herstellung von anorganischen verunreinigungen nur in spuren enthaltendem alpha aluminiumoxyd monohydrat mit boehmitstruktur

Info

Publication number: DE1467260B2
Application number: DE19641467260
Authority: DE
Inventors: Donald Ray Ponca City OkIa Napier (V St A )
Original assignee: Continental Oil Co , Ponca City, OkIa (VStA)
Priority date: 1963-07-11
Filing date: 1964-06-12
Publication date: 1971-06-16
Also published as: DE1467260A1; CH448982A; GB1022944A; JPS4944877B1; NL6407784A; BE670286A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung /°~ (

von anorganische Verunreinigungen nur in Spuren ent- Ai _ O (CH ),H

haltendem oc-Aluminiumoxyd-Monohydrat mit Boeh- \^ ² ^y

mitstruktur in kolloidaler Teilchengröße durch Be- ü —(CH₂)_ZH

handeln von Aluminiumoxyd-Monohydrat mit einer 5 In dieser Formel sind x, y und ζ Zahlen zwischen

Säure. 2 und etwa 100. Für die erfindungsgemäße Verwendung

Aus der USA.-Patentschrift 2 915 475 ist ein der- sind z.B. folgende Alkoxyde geeignet: Triäthoxy-

artiges Verfahren bekannt, bei dem das als Ausgangs- aluminium, Diäthoxyaluminium-n-butoxyd, Äthoxy-

material verwendete Aluminiumoxyd-Monohydrat mit butoxy-aluminium-n-pentoxyd und Tri-n-dodecanoxy-

einer Säure behandelt wird, deren Dissoziations- io aluminium. Weitere Merkmale der Aluminiumalko-

konstante bei 25⁰C größer als 0,1 sein muß. Die holate und ein Verfahren zu ihrer Gewinnung sind

Produkte dieses Verfahrens enthalten relativ große in der USA.-Patentschrift 3 053 905 beschrieben.

Mengen anorganischer Verunreinigungen. Da es für Aluminiumalkoxyde mit verzweigten C-Ketten sind

viele Verwendungszwecke wünschenswert ist, kollo- als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Ver-

idales Aluminiumoxyd-Monohydrat großer Reinheit 15 fahren ebenfalls geeignet.

einzusetzen und z. B. bei Oberflächenüberzügen pulver- Die als Zwischenprodukt verwendeten a-Aluförmiges Aluminiumoxyd-Produkt, welches leicht miniumoxyd-Monohydrate nicht faserigen Typs bedispergiert werden kann, verwendet wird, muß man sitzen Boehmitstruktur und werden in stark hydratidie Produkte dieses Verfahrens häufig nachreinigen, sierter oder feuchter Form hergestellt. Bei der Herwas umständlich ist. Außerdem muß man bei diesem 20 stellung von faserförmigen Teilchen soll das feuchte Verfahren bei relativ hohen Temperaturen arbeiten Aluminiumoxyd-Monohydrat nicht getrocknet oder und die Behandlung daher im Autoklav durchführen. einer Behandlung unterworfen werden, bei welcher der Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Verlust an Wassergehalt mehr als wenige Prozent Herstellung eines <x-Aluminiumoxyd-Monohydrates der beträgt. Es wurde nämlich beobachtet, daß nach Boehmitstruktur zu schaffen, das die Nachteile dieses 25 völliger oder nahezu völliger Trocknung des Zwischenbekannten Verfahrens überwindet, d. h. einfacher produkts bei der Säurebehandlung eher Teilchen mit durchzuführen ist und ohne weiteres ein Produkt mit blättriger oder tafelförmiger Struktur aus dem Boehmitden gewünschten Eigenschaften liefert. Zwischenprodukt erhalten werden als Teilchen faseriger

Es wurde nun gefunden, daß man überraschender- Struktur. Ebenso führen Behandlungen wie verlänweise ein a-Aluminiumoxyd-Monohydrat mit den 30 gerte Lagerzeiten oder Verunreinigung mit Fremdgewünschten Eigenschaften erhält, wenn man einfach materialien zur Bildung blattförmiger oder kurzfaseriein durch Hydrolyse von Aluminiumalkoholaten ger Produkte. Sehr lange Fasern mit großem Axialerhaltenes Aluminiumoxyd-Monohydrat als Ausgangs- verhältnis werden am besten aus frisch gebildeten oder material mit Ameisen-, Essig- oder Propionsäure unter sorgfältig hydratisiert gehaltenen Aluminiumoxyden mechanischem Bearbeiten sowie gegebenenfalls Er- 35 erhalten. Das oc-Aluminiumoxyd-Zwischenprodukt aus wärmen behandelt. der Alkoholat-Hydrolyse erscheint im allgemeinen

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren sphäroidal oder plättchenförmig. Die Teilchengröße zur Herstellung von anorganische Verunreinigungen liegt gewöhnlich zwischen 0,005 und 0,048 Mikron, nur in Spuren enthaltendem a-Aluminiumoxyd-Mono- Infolge von Wasserstoff-Brückenbindungen und/oder hydrat mit Boehmitstruktur in kolloidaler Teilchen- 40 anderen starken Anziehungskräften neigen die Plättgröße durch Behandeln von Aluminiumoxyd-Mono- chen dazu, zu großen nicht kolloidalen Teilchen zu hydrat mit einer Säure, das dadurch gekennzeichnet agglomerieren, welche nur wenig Neigung zeigen, ist, daß als Ausgangsmaterial durch Hydrolyse von in Wasser zu dispergieren. In Gegenwart schwacher Aluminiumalkoholaten erhaltenes, gegebenenfalls teil- Säuren werden die Hydroxylgruppen des Aluminiumweise getrocknetes Aluminiumoxyd-Monohydrat ver- 45 oxyd-Monohydrates protonisiert, wodurch als Folge wendet und mit Ameisen-, Essig- oder Propionsäure weniger Hydroxylgruppen für eine Wasserstoff-Brükunter mechanischem Bearbeiten sowie gegebenenfalls kenbindung zur Verfügung stehen. Im Falle agglome-Erwärmen behandelt wird. rierter Teilchen erfolgt eine Einwirkung nur auf die

Erfindungsgemäß wird ein Aluminiumalkoholat z. B. Hydroxylgruppen an der Oberfläche. Nur bei Gegen-

mit Wasser hydrolysiert. Dabei werden ein nicht 50 wart starker Säuren oder bei erhöhten Temperaturen

faserartiges Aluminium-Monohydrat und Alkohole führt eine Protonisierung zur Desintegration der

gebildet, welche nachfolgend abgetrennt werden. Das Teilchen. Jedoch wird erfindungsgemäß der Abbau

Aluminiumoxyd-Monohydrat wird dann mit einer der Teilchen in erster Linie durch mechanische

der vorstehenden Säuren in Berührung gebracht, bis Bearbeitung oder erhöhte Temperatur bewirkt, und

ein Aluminiumoxyd-Monohydrat mit der erwünschten 55 infolge des Vorliegens von z. B. Essigsäure besteht bei

Boehmitstruktur gebildet ist. Nach einer anderen den Bruchstücken nur wenig Neigung zu reglomerieren.

Ausführungsform wird das abgetrennte, nicht faserige Es werden an Stelle dessen letztlich schwach positiv

Aluminiumoxyd-Monohydrat so behandelt, daß zu- geladene Kolloide gebildet.

mindest ein Teil seines Gehaltes an freiem Wasser Die als Ausgangsmaterial geeigneten Aluminiumentfernt wird, ehe es mit der Säure in Berührung 60 oxyd-Monohydrate können an Hand ihrer g-Werte gebracht wird. Bei beiden Ausführungsformen kann die definiert werden. Q ist die Zeit in Minuten, welche Säurebehandlung auf verschiedenartige Weise erfolgen, erforderlich ist, um die Hälfte des Aluminiumoxyds, z.B. unter lebhaftem mechanischem Durchmischen berechnet als Al₂O₃, mit 100 % überschüssiger konzensowie gegebenenfalls Erwärmen mit der Säure. trierter Salzsäure bei 98° C in Aluminiumchlorid zu

Das erfindungsgemäß verwendete Ausgangsmaterial 65 überführen. Für die Herstellung faserförmigen Proist ein Aluminiumoxyd, das durch Hydrolyse von duktes soll der g-Wert des Aluminiumoxyds kleiner Aluminiumalkoholaten, insbesondere der nachstehen- als 10 sein. Wenn kein faserförmiges Produkt hergestellt den Formel, gewonnen wird: werden soll, ist Q nicht kritisch.

3 4

Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte sind dazu, die endgültige Teilchengröße zu verringern, kleine, positiv geladene Partikeln, welche aus Alu- sondern zu bewirken, daß frische Oberflächen geminiumoxyd-Monohydrat mit Boehmitstruktur und schaffen werden, auf welche die Säure einwirken kann wechselnden Mengen Wasser, Säure und aliphatischem und an welcher somit Teilchenwachstum stattfindet. Alkohol zusammengesetzt sind. Die erfindungsgemäß 5 »Durchmischen« oder »Durcharbeiten« bedeutet also, hergestellten faserförmigen Produkte sind weiterhin daß ein Vorgang stattfindet, welcher ein Abreiben der durch ihre Abmessungen gekennzeichnet. Die größte Teilchen bewirkt, etwa die Anwendung von Kugel-Abmessung liegt im Bereich von 300 bis 30 000 Ä, mühlen, Stabmühlen, Kolloidmühlen, Rühren bei eine zweite im Bereich von 20 bis 400 Ä und die hoher Geschwindigkeit oder eine ähnliche Behandlung kleinste im Bereich von 10 bis 50 Ä. Die Fasern io der Teilchenaufschlämmung. Rühren bei hoher Gewerden in Form stabiler Aquasole oder als trockene, schwindigkeit mit mindestens 10 000 U/Min, wird als frei fließende Pulver hergestellt, die leicht in Wasser Maßnahme bevorzugt, weil auf diese Weise während unter Ausbildung stabiler Aquasole dispergiert werden des Vermahlens die Säure sehr einfach in Berührung können. mit den Teilchen gehalten werden kann, obwohl auch

Erfindungsgemäß werden nach dem beanspruchten 15 das Vermählen in Kugelmühlen sehr geeignet ist. Die

Verfahren faserförmige Produkte hergestellt. Es »Durcharbeitung« kann durchaus bei Raumtemperatur

können jedoch auch Produkte anderer physikalischer vorgenommen werden. Die Säurekonzentration wäh-

Charakteristik erhalten werden. In jedem Fall enthalten rend der »Durcharbeitung« soll während des Erwärmens

die Aluminiumoxyd-Monohydrat-Teilchen nur Spuren mindestens 1 Gewichtsprozent, vorzugsweise aber

anorganischer Verunreinigungen (weniger als 0,05 und 20 mindestens 5 Gewichtsprozent betragen. Die Behand-

vorzugsweise 0,01 Gewichtsprozent). So können z.B. lungsdauer kann in Abhängigkeit vom jeweils erwünsch-

die Produkte aus sehr kleinen, lose agglomerierten ten Produkt variieren.

Plättchen mit einer maximalen durchschnittlichen Das faserförmige Material erweist sich als in hohem Ausdehnung von etwa 300 Ä bestehen. Die Produkte Grade thixotrop, während das Material mit kleinerem enthalten außer dem «-Aluminiumoxyd-Monohydrat 25 Axialverhältnis, obwohl es ein stabiles Sol bildet,· mit Boehmitstruktur variable Mengen freie und/oder weniger oder im allgemeinen nicht thixotrop ist. Wie oberfiächenabsorbierte Essigsäure (im allgemeinen nachfolgend in den Beispielen gezeigt, wurde gefunden, 5 bis 25% und vorzugsweise 10 bis 15%) sowie kleinere daß ein thixotropes Produkt auch aus nicht faserigen Mengen Wasser und aliphatischen Alkohol. Bei der Teilchen hergestellt werden kann. Dies war nicht zu Herstellung dieses Produkts kann sowohl feuchtes als 30 erwarten. Schwächer konzentrierte Dispersionen des auch trockenes Aluminiumoxyd-Monohydrat ver- erfindungsgemäß hergestellten plättchenförmigen Prowendet werden. Die Variablen, welche hauptsächlich dukts in Wasser zeigen Thixotropie. Diese Eigenschaft Größe und Form der Teilchen bewirken, sind Zeit, wurde bislang als ausschließlich typisch für Sole faser-Erwärmen und Art der Säurebehandlung, die physi- förmiger Aluminiumoxyde betrachtet. Die nicht faserkalische Beschaffenheit des nicht fasrigen Ausgangs- 35 förmigen erfindungsgemäß hergestellten Produkte sind materials und die Säurekonzentration. Für die Säure- geeignet als thixo trope Spanmittel, Appreturmittel behandlung wird Essigsäure bevorzugt. Die Konzen- für Textilien, Emulgier- und Suspendiermittel. Ähntration der Säure in der Lösung beeinflußt, obwohl sie liehe Anwendungen wurden für die faserförmigen nicht kritisch ist, die für ein Produkt gegebener Produkte vorgeschlagen, und die Eigenschaften der Teilchengrößen erforderliche Zeit, d. h., höhere Säure- 40 erfindungsgemäß hergestellten Produkte zeigen, daß konzentration erfordern eine kürzere Erwärmungszeit. sie mit diesen konkurrenzfähig sind.
Bevorzugt wird eine Säurekonzentration von minde- Die wäßrige Dispersion des erfindungsgemäßen stens 1 Gewichtsprozent des Aluminiumoxyds. Produktes kann in bekannter Weise in ein trockenes,

Erwärmung oder Kontaktzeit mit der Säure beein- frei fließendes Pulver verwandelt werden. Es wird

flüssen Abmessung und Form des Endproduktes in 45 vorgezogen, den Trocknungsschritt in sehr kurzer

unerwarteter Weise. Viele Versuche mit α-Aluminium- Zeit vorzunehmen, d. h. durch Sprühtrocknung oder

oxyd-Monohydrat haben zu der Theorie geführt, daß Schnellverdampfung, da jede Trocknung bei oberhalb

das bei der Hydrolyse gebildete Aluminiumoxyd- 50⁰C in Gegenwart von Säure eine weitere Um-

Monohydrat zuerst im wesentlichen in einer Richtung Wandlung des Aluminiumoxyd-Produktes zur Folge

zu »wachsen« beginnt. Das Wachstum durchläuft eine 50 hat. Das getrocknete erfindungsgemäß hergestellte

blatt- oder stabförmige Stufe (niederes axiales Ver- Produkt kann leicht unter Bildung einer stabilen

hältnis) und dauert fort, bis eine lange, dünne Faser ent- Suspension in z.B. Wasser dispergiert werden,

standen ist. Es gelang die Herstellung faserf örmiger Alu- Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung

miniumoxydprodukte mit Faserlängen bis zu 30 000 Ä der Erfindung.

und mit einem axialen Verhältnis von 150:1 und 55 Angaben in Prozenten beziehen sich, wenn nichts

darüber. Der axiale Wuchs scheint dann im wesent- anderes angegeben ist, jeweils auf das Gewicht,

liehen beendet zu sein. Die in an sich bekannter Weise hergestellten

Aus einem frisch hergestellten Aluminiumoxyd läßt Aluminiumalkoxyde werden zu Alkoholen und Alusich ein stärker faserförmiges (d. h. mit größerem miniumoxyd-Monohydrat hydrolysiert. Die Hydrolyse axialen Verhältnis) Produkt gewinnen als aus einem 60 kann durch Zugabe von Wasser erfolgen oder auch getrockneten oder gealterten Aluminiumoxyd. Nach durch Verwendung wäßriger Säuren und Basen, wie Beendigung des axialen Wachstums schließt sich eine etwa Alkalimetall- und Erdalkalimetallhydroxyden, Aggregierung zu parallelen »Bündeln« an. Nach Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure und Essigweiterer Säurebehandlung werden die Bündel kürzer. säure. Im vorliegenden Fall wurde Wasser mit einem Die Durchmischung oder das lebhafte mechanische 65 Gehalt von Vs kg Ammoniumhydroxyd pro 100 kg Rühren des Aluminiumoxyds aus der Hydrolyse mit Wasser in Mengen von 1,5 kg pro kg Alkoxyd verSäure entsprechend der Ausführungsform des erfin- wendet. Die Hydrolysentemperatur betrug etwa 110° C. dungsgemäßen Verfahrens dient nicht in erster Linie Um die Abtrennung des Produktes zu erleichtern,

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werden dem Reaktionsgemisch wechselnde Mengen Beisüiel 3
einer dritten Komponente, gewöhnlich ein normaler

aliphatischer Alkohol oder ein Kohlenwasserstoff- 30 g eines leicht bräunlichen feinverteilten Alu-Lösungsmittel, zugesetzt. Im vorliegenden Fall wurden miniumoxyd-Monohydrates (ungefähr 88 %, Rest 90 kg Butanol pro 100 kg Alkoxyd verwendet. Das 5 Wasser und Butanol) mit einem g-Wert von 17,9 Mi-Reaktionsgemisch trennt sich im wesentlichen in nuten wurde mit 150 ml einer 10 "/,,-Essigsäure verzwei Phasen, nämlich eine obere alkoholreiche, einigt. Das Gemisch wurde wie im Beispiel 1 und 2 in aluminiumfreie Phase und eine untere Wasser- einer Kugelmühle vermählen und das resultierende Sol Aluminiumoxyd-Monohydrat-Phase in Form einer vakuumgetrocknet, der Rückstand unter Benzol ver-Auf schlämmung, welche noch wenig nicht abgetrennten io mahlen und darauf getrocknet, wobei ein leicht bräun-Alkohol und/oder Lösungsmittel enthält. Die obere liches, frei fließendes Pulver erhalten wurde, welches Schicht wird abgetrennt und die Aluminiumoxyd- 13,9 % Essigsäure und das Äquivalent von 80% Aufschlämmung durch Filtration zu einem festen, Aluminiumoxyd-Monohydrat (entsprechend Röntgenhochhydratisierten Filterkuchen konzentriert, der ohne analyse des Boehmittyps) enthielt. Eine 10 %-Disperweitere Behandlung als Ausgangsmaterial für die 15 sion des Produktes in Wasser war viskos und ein klein Herstellung faserförmigen Aluminiumoxyds verwendet wenig thixotrop. Nach 24stündigem Stehen schied sich werden kann. Er kann aber auch weiteren Extraktions- eine kleine Menge Wasser in Form einer dünnen und Filtrierverfahren unterworfen werden, um ein oberen Schicht ab. Die Elektronenmikroskopie zeigte alkoholfreies Aluminiumoxyd zu erhalten. Anderenfalls ein Gemisch kleinerer, etwas agglomerierter Plättchen wird er bis zur Verwendung in verschlossenen Be- 20 und größere Teilchen, welche als nicht umgewandeltes hältern aufbewahrt und vor Verunreinigung und Ausgangsmaterial beurteilt wurden.

Entwässerung geschützt.

Beispiel 4

Beispiel 1 Ein Gemisch von 200 g 10 %-Essigsäure und dem im Essigsäure (24 g), destilliertes Wasser (76 g) und 25 Beispiel 2 verwendeten getrockneten Ausgangsmaterial 200 g eines feuchten Filterkuchens (hergestellt wie (31,5 g) wurde 3 Stunden mit einem Rührer (zwei . oben beschrieben) mit annähernd folgender Zusammen- Sätze bogenförmiger paralleler Blätter mit rasiermessersetzung: 16 % Aluminiumoxyd-Monohydrat des Boeh- scharfen Kanten) bei 15 000 U/Min, gerührt. Es wurde mittyps, 20% Butanol, 2% höhere Alkohole, der ein viskoses, hoch thixotropes opaleszentes Sol gebildet, Rest Wasser) wurden in eine 1,1361 keramische 30 welches, wie in den vorstehenden Beispielen, auf gearbei-(ganz α-Aluminiumoxyd) Kugelmühle mit 25,4 mm tet wurde. Das Produkt, ein weißes, frei fließendes Pulver Kugeln gefüllt und dort 5 Stunden gemahlen. Die dicke mit einem Gehalt von 21,2% Essigsäure enthielt ein homogene Paste wurde mit 300 g Wasser aus der Mühle Äquivalent von 73 % Aluminiumoxyd-Monohydrat. gewaschen. Das resultierende Sol wurde in einem Ein röntgenanalytischer Vergleich mit einem Standard-Vakuumofen 60 Stunden bei 40 bis 50° C getrocknet. 35 Boehmit zeigte die in Tabelle I aufgeführten Werte. Der Rückstand wurde unter Benzol zermahlen und zu Tabelle II zeigt, daß in Ausgangs- und Produkteinem weißen frei fließenden Pulver getrocknet. Material anorganische Verunreinigungen nur in Spu-Dieses enthielt 14% Essigsäure und eine nicht be- ren enthalten sind. Der relativ hohe Gehalt an Si im stimmte Menge Aluminiumoxyd-Monohydrat vom Produkt scheint auf den Glasbehälter zurückzuführen Boehmittyp (durch Röntgenanalyse festgestellt). Das 40 zu sein, in welchem der Rührprozeß stattfand. Nach Pulver (1 Teil) wurde in Wasser (9 Teile) dispergiert Rühren von einem Teil des Produkts mit 9 Teilen und bildete ein stabiles, schwach thixotropes, opakes Wasser wurde ein stabiles, schwach thixotropes, Sol. Eine elektronenmikroskopische Untersuchung opaleszentes Aquasol erhalten,
zeigte, daß das Produkt aus einförmig dispergierten . .
Plättchen von 200 bis 300 Ä zusammengesetzt war. 45 Beispiels

26,7 g Ausgangsmaterial aus Beispiel 3 wurden zu-

Beispiel 2 sammen mit 200 g 10 %-Essigsäure wie im Beispiel 2

behandelt. Das Endprodukt war ein schwach bräun-

Der feuchte Filterkuchen aus Beispiel 1 wurde im liches, leichtes Pulver mit einem Gehalt von 15,5 % Vakuum bei 80° C zu einem festen Stoff mit einem 5° Essigsäure und einem Äquivalent von 77% Alu-Äquivalent von 75% Aluminiumoxyd-Monohydrat miniumoxyd-Monohydrat (nach Röntgenanalyse mit getrocknet. Der feste Stoff wurde dann trocken in Boehmitstruktur). 1 Teil des Produktes ergab mit einer Kugelmühle vermählen. Es entstand ein feines 9 Teilen Wasser ein stabiles, opakes und flüssiges Sol. Pulver mit einem Q-Wert von 7,9 Minuten. 31,5 g Unter dem Elektronenmiskoskop zeigte das Sol 2000 dieses Pulvers wurden mit 180 ml Wasser und 20 ml 55 bis 4000 Ä-Büschel von Plättchen der Abmessung 200 Eisessig, wie im Beispiel 1 beschrieben, 6,5 Stunden in bis 500 Ä.

einer Kugelmühle vermählen. Das gebildete dicke Beisüiel 6
Sol wurde vakuumgetrocknet (60 Stunden bei 40 bis

50°C) und der Rückstand unter Benzol vermählen, Ein 1-1-Erlenmeyer-Kolben mit 200 g 10%-Essig-

getrocknet und als weißes frei fließendes Pulver 60 säure und 31,5 g des Ausgangsmaterials vom Beispiel 2

erhalten, welches 16,1 % Essigsäure und ein Äquivalent wurde in den Behandlungstank einer Ultraschall-Vor-

von 78,3 % Aluminiumoxyd-Monohydrat, wie durch richtung (20 000 H) eingelegt. Dann wurde der Tank

Röntgenanalyse festgestellt vom Boehmittyp, enthielt. bis zu einer Höhe von 7,6 cm mit Wasser gefüllt (der

Ein 10%-Aquasol des Produktes war stabil und Flüssigkeitsspiegel im Erlenmeyer-Kolben lag etwas

schwach thixotrop. Die elektronenmikroskopische 65 unter dem des Tanks). Nach 24 Betriebsstunden wurde

Untersuchung ergab, daß das getrocknete Sol aus das Produkt, ein viskoses Gel, entfernt und wie in den

gleichförmig verteilten Plättchen von 100 bis 300 Ä vorstehenden Beispielen aufgearbeitet. Ein Teil des

bestand., Produkts, ein weißes, frei fließendes Pulver, wurde mit

9 Teilen Wasser zu einem stabilen flüssigen opaken Sol dispergiert. Unter dem Elektronenmikroskop zeigte das Sol ein wenig agglomerierte, doch im allgemeinen gleichmäßig verteilte 200 bis 400 Ä-Plättchen. Nicht umgesetztes Ausgangsmaterial konnte nicht festgestellt werden. In einem Kontrollversuch wurde unter sonst gleichen Bedingungen das Gemisch aus Ausgangsmaterial und Säure 48 Stunden stehengelassen. Das Produkt war ebenfalls ein stabiles flüssiges Sol, jedoch zeigte sich unter dem Elektronenmikroskop eine merkliche Menge nicht umgewandeltes Ausgangsmaterial.

Tabelle I

Röntgendiagramm des Produktes aus Beispiel 4 und Standard-Boehmit (abgetastet von 10°, 20 bis 80°, 2 Θ; Cu K α-Strahlung; Geschwindigkeit 1°/Min.)

Beispiel	d (A)	I/Io	Standard-Boehmit ASTM 5-0190	I/Io
6,18	100	d (A)	100
3,166	124	6,11	65
2,346	124	3,164	53
1,860	—	2,346	32
1,848	164	1,860	27
1,777	26	1,850	6
1,664	17	1,777	13
1,448	48	1,662	16
1,435	72	1,453	9
1,404	10	1,434	2
1,309	47	1,390	15
1,134	28	1,312	5
	1,1337

Tabelle II
Spurenelementanalyse in Beispiel 4

Element	Ausgangsmaterial	Produktmaterial (w/o)
Mg	<0,001	<0,001
Zn	<0,001	<0,001
Ba	<0,001	<0,001
Ca	0,001	0,004
Mn	<0,001	<0,001
Cr	<0,001	<0,001
Ti	0,001	<0,001
Si	<0,001	0,025
V	<0,001	<0,001
B	<0,001	0,0025
K	<0,001	0,001
Ag	<0,001	<0,001
Sn	<0,001	<0,001
Pb	<0,001	<0,001
Cu	0,0003	<0,001
Fe	<0,001	0,003
Ni	<0,001	0,001
Na	0,004	0,0002
S	<0,001	0,0004
Cl	<0,001	<0,001

Die erfindungsgemäß hergestellten kolloidalen Aluminiumoxyd-Produkte können eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten finden. Die faserförmigen Produkte, vorzugsweise in trockener Form, können mit trockenen Schmiermitteln wie Graphit, Talkum, Molybdänsulfid und gepulverter Glimmererde oder Kombinationen solcher Stoffe gemischt und als Schmiermittel für Metalloberflächen bei Formungsverfahren wie Biegen, Stanzen, Ziehen oder Gießen verwendet werden. Faserförmiges Boehmit, d. h. AIuminiumoxyd-Monohydrat mit der Boehmit-Blatt-Struktur kann sowohl trocken sein als in einem geeigneten Lösungsmittel mit flüchtigen Ölen, wie Kerosin, Benzin und Naphtha oder mit organischen Lösungsmitteln wie Benzol, Tetrachlorkohlenstoff gemischt und als Oberflächenschmiermittel zu dem

ίο gleichen Zweck, wie zuvor angeführt, verwendet werden.

Öle können mit faserförmigem Boehmit zu Schmierfetten eingedickt werden, z. B. KW-Öle, Fluorkohlenstofföle, Silikon- und pflanzliche Öle, Stearinsäure und andere langkettige Fettsäuren, polymere Ester, Diester wie etwa Di-2-(äthylhexyl)-sebacat, BaumwoHsamenöl, Walöl, Polyester, wie etwa Polyäthylenoxyd-Öle, Rizinusöl und überhaupt alle tierischen, pflanzlichen und mineralischen Öle sowie synthetische Chemikalien mit typischen Öleigenschaften. Ebenso können hydrophile Öle wie Polyäthylenoxyd und Kombinationen mit nicht wassermischbarem Gehalt mit dem erfindungsgemäß hergestellten Boehmit eingedickt werden. Die dabei angewendete Menge ist von den Eigenschaften

und der Viskosität des Öls abhängig, der erwünschten ' Natur des Schmierfettes und der Natur des Boehmits selbst. Im allgemeinen werden kleinere Mengen Boehmit als Eindicker verwendet, doch sind manchmal Anteile bis zu 70% Boehmit an der Fettzusammensetzung anwendbar.

Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte sind mit Vorteil als trockener Stoff als auch in einem geeigneten organischen Lösungsmittel dispergiert für Kosmetika zu verwenden. Fette, Salben, Cremes, kosmetische Emulsionen, Haaröl, Lippenstifte, Gesichtspuder, Antiperspirantien und Desodorantien sowie Theaterschminke können durch Einbeziehung faserförmigen Boehmits in Mengen von etwa 1 bis 20°/₀ verbessert werden. Bei wäßrigen Produkten der bezeichneten Art sind die erfindungsgemäß hergestellten Produkte besonders als Eindick-, Emulgier-, Dispergier- und Suspendiermittel von Nutzen.

Ebenso kann faserförmiger Boehmit als Träger für Enzyme, Viren, Alkaloide und zahlreiche Antibiotika und Vakzine verwendet werden.

Wegen seiner filmbildenden Eigenschaften ist der faserförmige Boehmit nützlich in Zusammensetzung zur Behandlung von Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüren, allein oder in Kombination mit konventionellen Stoffen. Ebenso können die Produkte als Eindicker für Nahrungsmittel, z. B. Speiseeis, verwendet werden. Es kann ein solches Produkt mit geeigneten Speisefarben eingefärbt werden und sowohl Eindicken als Färben bewirken.

Druckfarben, z. B. für Buchdruck-, Lithographie- und Tiefdruckverfahren, können durch Einbeziehung der erfindungsgemäß hergestellten Produkte verbessert werden. Wegen ihrer filmbildenden Eigenschaften wird eine bessere Haftung auf dem Untergrund erzielt, und Klarheit und Schärfe des Druckbildes werden verbessert.

Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte können in Konzentrationen von 0,5 bis 25% ^a^^s Eindicker, Dispergenten oder Emulgiermittel in wäßrigen Bohnerwachsemulsionen oder Pasten unter Verwendung herkömmlicher Komponenten, wie Carnauba-, Kerzen-, Bienen- oder synthetischem Wachs, eingesetzt werden oder auch mit natürlichen oder synthetischen Harzen.

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Nach dem Trocknen zeigen sich die verbesserten dann aus der Masse ausbrennt. Dazu sind z. B. orga-

Glanz- und Ausgleichseigenschaften bei besserer Härte, nische lösliche Metallsalze wie Aluminiumacetat oder

Schlurf- und Rutschfestigkeit. Metallstearate geeignet.

Faserförmige Boehmite können auch elastomeren Pulverförmige Metalle werden durch Einbeziehung

Produkten zur Erhöhung der Stärke und Abrieb- 5 faserförmigen Boehmits verbessert. Zu diesem Zweck

festigkeit an irgendeiner Stelle des Herstellungsverfah- wird das Metall mit dem Boehmit gemischt, wodurch

rens, auch bei der Polymerenbildung, in Mengen von die Oberfläche mit einem isolierenden Überzug ver-

1 bis 30 Gewichtsprozent zugesetzt werden. Im all- sehen wird.

gemeinen jedoch werden die faserförmigen Boehmite Ebenso läßt sich faserförmiger Boehmit bei der Herin herkömmlicher Vermähl- oder Mischtechnik, wie io stellung metallkeramischer Strukturen verwenden, in bei den anderen Füllmitteln üblich, zugesetzt. Das Verbindung mit pulverisierten Metallen wie Chrom, Elastomere kann jedes gummiähnliche polymere Ma- Nickel, Kobalt, Eisen. Dazu wird das feinverteilte terial sein. Metall mit dem faserförmigen Boehmit allein oder in

In gleicher Weise, wie vorstehend aufgezeigt, können Kombination mit anderen schwer schmelzbaren

die erfindungsgemäß hergestellten Produkte als ver- 15 Stoffen wie Beryllium-, Chrom- oder Magnesiumoxyd

stärkendes Füllmittel in Kunststofferzeugnissen ver- gemischt und bei hoher Temperatur in einer inerten

wendet werden, z. B. bei der Herstellung plastischer oder reduzierenden Atmosphäre gepreßt oder strang-

Filme, Überzüge, Anstriche, Kleber oder anderen Pro- gepreßt,

dukten. Faserförmiger Boehmit ergibt als dünner, sorgfältig

Ebenso lassen sich die erfindungsgemäß hergestellten 20 entwässerter Film auf Metallen einen elektrisch und

Produkte praktisch zur Oberflächenbehandlung aller wärmeisolierenden Überzug. So kann er in einem 2- bis

Materialien verwenden. Es seien aufgezählt: Ober- 10%igem Sol auf Aluminium aufgetragen werden,

flächenanstriche, feste Kunststoffartikel, Papier, Gum- welches zuvor zur Entfernung von Oxyden nach Mög-

miwaren, Textilien und Polstermaterial, wie alle Web- lichkeit gereinigt wurde. Der schützende Überzug wird

produkte einschließlich Teppiche. Die Oberflächen 25 durch Erhitzen in kochendem Wasser vervollständigt,

können durch starkes Einreiben mit trockenem Extrem dünne Filme aus faserförmigem Boehmit

Boehmit oder leichter durch Auftragen eines wäßrigen können verwendet werden, um die Adhäsion zwischen

oder organischen Sols behandelt werden. zwei unähnlichen Materialien durch Schaffung hoher

Ebenso können die Oberflächen von Fasern be- Haftpunkte auf der Oberfläche zu vergrößern. Zum handelt werden, nicht nur die synthetischen Fasern, 30 Beispiel können solche Filme die Bindung zwischen wie Nylon-Polyamid-, Polyacryl-, Polyester-, Zellu- einem Anstrichfilm und einer Metalloberfläche verloseacetat- und Kunstseidefasern, sondern auch natür- bessern, zwischen verschiedenen polymeren Filmen, liehe Fasern, wie Wolle, Baumwolle, Seide, Ramie- wie dem Copolyester des Äthylenglykols und der Tefaser, Hanf, Alpaka, Kamelhaar, Pelze, Federn, rephthalsäure oder regenerierter Zellulose und anderen Ziegenhaar, Roßhaar, tierische Borsten im allgemeinen 35 Trägern, wie Metallen, Glas oder anderen Filmen,
usw. Dabei können nicht nur die einzelnen Fasern, Binder für faserförmige Keramikprodukte wie Steinsondern auch verzwirnte Fäden und Gewebe behandelt wolle oder Glasfasern werden durch Einbeziehung von werden. Diese Behandlung hat zur Folge, daß Schmutz 2 bis 20 % (Gewicht) faserförmigen Boehmits versieh nicht so leicht auf der Oberfläche ablagert oder bessert. Der Boehmit ist gegen Silizium enthaltende dort festgehalten wird. Weiterhin wird die Oberfläche 40 Oberflächen sehr fest und kann selbst als Binder in bezug auf die elektrostatische Aufladung vorteilhaft dienen,
modifiziert. Ebenso können die erfindungsgemäß hergestellten

Die faserförmigen Boehmite können vor dem Ziehen Produkte als Basis für Crack- oder andere Alu- und Verspannen in die organischen Fasern einbezogen miniumoxydkatalysatoren dienen.
werden, und zwar in Spuren bis zu hohen Prozent- 45 Die Sole des faserförmigen Boehmits können mit Sätzen, also etwa 0,1 bis 50%, in Abhängigkeit von der einem Siliziumoxydsol gemischt werden, wobei sich erwünschten Wirkung. Als Fasermaterial sei genannt: ein Gel bildet, welches nach Trocknen und Entwässern Nylon, Acrylfasern, Zelluloseacetat, Polyvinylchlorid, zu Pellets oder Geflechten verarbeitet werden kann. So Polyäthylen, Gummi, Polytetrafluoräthylen, Polyester- ist z. B. Chromoxyd auf einem Träger aus entwässerfasern und alle organischen Stoffe, welche zu Fasern 50 tem Aluminiumoxyd faserförmigen Boehmittyps oder oder Fäden verarbeitet werden können. Der Boehmit einem Silizium-Aluminiumoxyd-Mischgel ein Katalykann beispielsweise durch Dispersion in der Faser- sator für die Niederdruckpolymerisation von «-Oleschmelze, in der polymeren Latex vor Fadenbildung, finen, etwa Äthylen. Die Formung des faserförmigen Dispersion in den polymeren Lösungen vor der Boehmits kann in herkömmlicher Weise erfolgen,
trockenen oder nassen Verspinnung oder Einbeziehung 55 Filme aus dem erfindungsgemäß hergestellten Main polymeren Folien, ehe diese zu Bändern oder Fäden terial können als solche oder zur Modifikation ihrer zugeschnitten werden, oder auf andere Art und Weise Eigenschaften in Kombination mit kleineren Mengen dem Material zugesetzt werden. anorganischer oder organischer Stoffe verwendet

Faserförmiges Boehmit wird bei Erhitzung auf ober- werden. So können die Filme z. B. durch Zusatz von halb 1000⁰C in ein faserförmiges, wasserfreies «-Alu- 60 Polyvinylalkohol, Polytetrafluoräthylen, Polyesterfilm, miniumoxyd umgewandelt. Dieses faserförmige «-Alu- Polyäthylen und Polyvinylfluorid modifiziert werden, miniumoxyd ist von Nutzen bei der Herstellung von Anorganische Materialien, besonders solche mit schwer schmelzbarem Material, indem es mit feinver- faserartiger oder plattenartiger Natur können ebenteilten Metalloxyden vermischt und gebrannt wird. falls zur Modifizierung der Boehmitfilme verwendet Körper aus reinem Aluminiumoxyd können durch 65 werden. Genannt seien Bentonit, Attapulgit, WoI-Pressen des faserförmigen Boehmits vor dem Brennen lastonit, Halloysit, Kaolin, Talkum, Glimmer und behergestellt werden, vorzugsweise unter Einbeziehung sonders Glimmerabfälle, Asbest usw. können in kleineeiner kleinen Menge eines organischen Binders, welcher ren Mengen (10 bis 20%) verwendet werden. Synthe-

tische Fasern wie Glasfasern, keramische Fasern, feinere Steinwollprodukte usw. sind ebenfalls geeignet.

Faserförmiger Boehmit ist mehrfach wirksamer als Alaun in Alaun-Harz-Papieren und kann gleichzeitig die Beschreibbarkeit des Papiers mit Tinte fördern.

Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte sind sehr von Nutzen als ein Füllmittel oder in-situ-Mischungen mit Tabak in Zigaretten. In einer Konzentration von 1 bis 10 % filtern die erfindungsgemäß erhaltenen Produkte einen hohen Prozentsatz der Teere und anderer unerwünschter Bestandteile des Rauchs aus und ergeben eine milde, frei brennende, leicht zu ziehende Zigarette.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von anorganischen, Verunreinigungen nur in Spuren enthaltendem oc-Aluminiumoxyd-Monohydrat mit Boehmitstruktür in kolloidaler Teilchengröße durch Behandeln von Aluminiumoxyd-Monohydrat mit einer Säure, dadurchgekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial durch Hydrolyse von Aluminiumalkoholaten erhaltenes, gegebenenfalls teilweise getrocknetes Aluminium-Monohydrat verwendet und mit Ameisen-, Essig- oder Propionsäure unter mechanischem Bearbeiten sowie gegebenenfalls Erwärmen behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurebehandlung mit wäßriger Essigsäure durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Verfahren eingesetzte Aluminiumoxyd-Monohydrat durch Hydrolyse eines oxydierten Trialkylaluminiums der Formel Al R₁R₂R₃, worin R₁, R₂ und R₃ Alkylgruppen mit 2 bis 100 C-Atomen sind, gewonnen worden und nach der Hydrolyse zumindest teilweise von noch anhaftendem Alkohol befreit worden ist.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Behandlungsdauer von 1 Minute bis zu 8 Stunden angewandt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Bearbeitung durch Rühren mit sehr großer Geschwindigkeit durchgeführt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein bis zu einem Al-Gehalt von etwa 50 Gewichts-, prozent getrocknetes Ausgangsmaterial verwendet wird.