JPWO2020072607A5 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020072607A5
JPWO2020072607A5 JP2021518650A JP2021518650A JPWO2020072607A5 JP WO2020072607 A5 JPWO2020072607 A5 JP WO2020072607A5 JP 2021518650 A JP2021518650 A JP 2021518650A JP 2021518650 A JP2021518650 A JP 2021518650A JP WO2020072607 A5 JPWO2020072607 A5 JP WO2020072607A5
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alumina
modified
phosphono
aged
modified alumina
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021518650A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022504289A (en
Publication date
Application filed filed Critical
Priority claimed from PCT/US2019/054244 external-priority patent/WO2020072607A1/en
Publication of JP2022504289A publication Critical patent/JP2022504289A/en
Publication of JPWO2020072607A5 publication Critical patent/JPWO2020072607A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Description

本発明は表面改質アルミナ(surface modified alumina)の製造法(1もしくは複数)に関する。特に本発明は、pH8以上で分散性であり、そしてpH8以上で低い粘性を有する表面改質アルミナの製造法に関する。本発明は本発明の方法に従い製造される改質アルミナ、および特有の特徴を有する改質アルミナにも及ぶ。 The present invention relates to method(s) of manufacturing surface modified alumina. In particular, the present invention relates to a method for producing surface-modified alumina that is dispersible at pH 8 or higher and has low viscosity at pH 8 or higher. The present invention also extends to modified aluminas produced according to the method of the present invention, and modified aluminas having unique characteristics.

クエン酸で改質されたアルミナは、8以上のpHで分散性の改質アルミナを生成することが周知である。しかしこれらのクエン酸改質アルミナの問題は、8以上のpHでこれら
材料の処理が困難になるまでこれらの材料の粘度が急激に上昇することである。
Alumina modified with citric acid is well known to produce a dispersed modified alumina at a pH of 8 or higher. However, the problem with these citric acid modified aluminas is that at pH's above 8, the viscosity of these materials increases rapidly to the point that they become difficult to process.

この問題に取り組むため、第二のカルボン酸、例えばマロン酸が必要になる。マロン酸の添加でクエン酸改質アルミナの粘度は8以上のpHで下がる。 To address this problem, a second carboxylic acid is required, such as malonic acid. The addition of malonic acid reduces the viscosity of citric acid-modified alumina at pHs above 8.

この解決法は効果的であるが、第二の改質剤の使用を要し、そして加える改質剤の量が実質的に増える。これは例えばセラミックで、追加の改質剤が製造の形成およびバーンアウト段階中に複雑さを生じる可能性、および系の他の成分との望ましくない相互作用を導入する可能性を生じ得るような幾つかの応用に対して有害となる恐れがある。 Although this solution is effective, it requires the use of a second modifier and substantially increases the amount of modifier added. This is the case, for example, in ceramics, where additional modifiers can create potential complications during the formation and burnout stages of manufacturing, and the potential to introduce undesirable interactions with other components of the system. May be harmful for some applications.

本発明の目的は、本発明の技術分野で知られていることにより示される欠点を克服することである。 The aim of the invention is to overcome the disadvantages presented by what is known in the art.

本発明者は、驚くことに8以上のpHで分散性であり、そして8以上のpHで低い粘性を有し、ならびに低い負荷量(loading)の改質剤を有する改質アルミナを製造するために、アルミナの表面を改質する新規方法を見い出した。 The inventors have surprisingly been able to produce modified aluminas that are dispersible at pHs above 8 and have low viscosity at pHs above 8, as well as having low loadings of modifiers. We have discovered a new method to modify the surface of alumina.

本発明の一態様によれば;
i)アルミナを準備し;そして
ii)ホスホノ基含有改質剤をアルミナに加えて、表面改質アルミナ製造する
工程を含む改質アルミナの製造法が提供される。
According to one aspect of the invention;
A method of making a modified alumina is provided that includes the steps of: i) providing alumina; and ii) adding a phosphono group-containing modifier to the alumina to produce a surface-modified alumina.

本発明はホスホノ基含有改質剤の添加後に、表面改質アルミナを乾燥させる工程をさらに含むことができる。 The present invention can further include drying the surface-modified alumina after adding the phosphono group-containing modifier.

また本発明は:
a)ホスホノ基含有改質剤の添加前にアルミナを熟成させて、35から450Å(120面で測定した時)の結晶子サイズ(crystallite size)を有する熟成アルミナを形成するさらなる工程;または
b)表面改質アルミナを熟成させて熟成表面改質アルミナを形成するさらなる工程;または
c)前記a)およびb)
を含むことができる。
Further, the present invention:
a) a further step of aging the alumina prior to addition of the phosphono group-containing modifier to form a aged alumina having a crystallite size of 35 to 450 Å (measured in 120 planes); or b) a further step of aging the surface-modified alumina to form a mature surface-modified alumina; or c) a) and b) above.
can include.

本発明は前記(a)またはb)のいずれか)のような熟成工程、および乾燥工程、または前記c)の熟成工程および乾燥工程の両方を含むことができる。 The present invention can include a ripening step as in either (a) or b) above, and a drying step, or both a ripening step and a drying step as in c) above.

したがって:
本発明の第一態様の第一の選択は:
i)アルミナを準備し;
ii)アルミナを、アルミナが35から450Å(120面で測定した時)の結晶子サイズを有するまで水熱処理により熟成させて、熟成アルミナを形成し;
iii)ホスホノ基含有改質剤を熟成アルミナに加えて、表面改質アルミナ製造し;そして
iv)場合により表面改質アルミナを乾燥して改質アルミナを製造する;
工程を含む改質アルミナの製造法である。
therefore:
The first option of the first aspect of the invention is:
i) preparing alumina;
ii) aging the alumina by hydrothermal treatment until the alumina has a crystallite size of 35 to 450 Å (measured on 120 planes) to form a aged alumina;
iii) adding a phosphono group-containing modifier to aged alumina to produce a surface-modified alumina; and iv) optionally drying the surface-modified alumina to produce a modified alumina;
This is a method for producing modified alumina that includes a process.

本発明の第一態様の第二の選択は:
i)アルミナを準備し;
ii)ホスホノ基含有改質剤をアルミナに加えて、表面改質アルミナ製造し;
iii)表面改質アルミナを熱処理することにより(好ましくは自己圧力(autogenous pressure)下での高温で)表面改質アルミナを熟成させて、熟成表面改質アルミナを形成し;そして
iv)場合により熟成表面改質アルミナを乾燥して改質アルミナを製造する;
工程を含む改質アルミナの製造法である。
The second option of the first aspect of the invention is:
i) preparing alumina;
ii) adding a phosphono group-containing modifier to alumina to produce surface-modified alumina;
iii) aging the surface-modified alumina by heat treating the surface-modified alumina (preferably at elevated temperatures under autogenic pressure) to form a mature surface-modified alumina; and iv) optionally aging . Drying surface-modified alumina to produce modified alumina;
This is a method for producing modified alumina that includes a process.

本発明の第一態様の第三の選択は:
i)アルミナを準備し;
ii)アルミナを、アルミナが35から450Å(120面で測定した時)の結晶子サイズを有するまで水熱熟成により熟成させて、熟成アルミナを形成し;
iii)ホスホノ基含有改質剤をアルミナに加えて、表面改質アルミナ製造し;
iv)表面改質アルミナを熱処理することにより(好ましくは自己圧力下での高温で)表面改質アルミナを熟成させて、熟成表面改質アルミナを形成し;そして
v)場合により熟成表面改質アルミナを乾燥して改質アルミナを製造する;
工程を含む改質アルミナの製造法である。
A third option of the first aspect of the invention is:
i) preparing alumina;
ii) aging the alumina by hydrothermal aging until the alumina has a crystallite size of 35 to 450 Å (measured on 120 planes) to form a aged alumina;
iii) adding a phosphono group-containing modifier to alumina to produce surface-modified alumina;
iv) aging the surface-modified alumina by heat treating the surface-modified alumina (preferably at elevated temperatures under autogenous pressure) to form a mature surface-modified alumina; and v) optionally aging the surface-modified alumina. to produce modified alumina;
This is a method for producing modified alumina that includes a process.

本発明の第一の態様の全ての選択には、乾燥工程を含めることが好ましい。 All selections of the first aspect of the invention preferably include a drying step.

本発明の第二の態様に従い、本発明により製造される改質アルミナが提供される。 According to a second aspect of the invention there is provided a modified alumina produced according to the invention.

本発明の第三の態様に従い、8以上のpHで分散後に少なくとも1つ、好ましくは1より多く、最も好ましくは以下の全ての特徴を含む改質アルミナが提供される:
i)4未満のpHでの等電点;
ii)塩基性溶液中に5,10または20重量%の負荷量で分散された時、90%より高い分散性;
iii)塩基性溶液中に5,10または20重量%の負荷量で分散された時、250nm未満のD50を有する粒径分布;および、または
iv)500s-1で50cP未満の粘度。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a modified alumina comprising at least one, preferably more than one, and most preferably all of the following characteristics after dispersion at a pH of 8 or higher:
i) isoelectric point at pH below 4;
ii) dispersibility higher than 90% when dispersed in basic solutions at loadings of 5, 10 or 20% by weight;
iii) a particle size distribution with a D 50 of less than 250 nm when dispersed in a basic solution at a loading of 5, 10 or 20% by weight; and or iv) a viscosity of less than 50 cP at 500 s −1 .

等電点は、10のpHから始まり、そして酸で滴定するゼータ電位測定法により測定する。 The isoelectric point is determined by zeta potential measurement starting at a pH of 10 and titrating with acid.

分散性は、生じる懸濁液のpHが材料の等電点(IEP)より高く維持されるように測定される。 Dispersibility is measured such that the pH of the resulting suspension is maintained above the isoelectric point (IEP) of the material.

粒径分布は、Horiba950および適切な希釈を含む光散乱測定装置を使用して測定される。 Particle size distribution is measured using a light scattering measurement device including a Horiba 950 and appropriate dilution.

分散性および粒径分布を測定するための塩基性溶液とは、9以上のpHを有する溶液を
意味する。好適な塩基性溶液は、水酸化アンモニウム溶液である。
A basic solution for measuring dispersibility and particle size distribution means a solution with a pH of 9 or higher. A suitable basic solution is ammonium hydroxide solution.

粘度は、懸濁液のアリコートを、25℃に維持したTA装置DHR2レオメータの同心円筒型ジオメトリに移すことにより測定する。剪断スイープは0.1から3600s-1で作動する。 Viscosity is measured by transferring an aliquot of the suspension to the concentric cylindrical geometry of a TA instrument DHR2 rheometer maintained at 25°C. The shear sweep operates from 0.1 to 3600 s −1 .

本発明の第三の態様で定められる改質アルミナの特徴は、本発明の第二態様の改質アルミナに適用する。 The characteristics of the modified alumina defined in the third aspect of the present invention apply to the modified alumina of the second aspect of the present invention.

好適な態様の詳細な説明
本発明は、アルミナの表面をホスホノ基含有改質剤の添加により改質することによる改質アルミナの製造法を対象とする。場合によりにより本発明は、ホスホノ基含有改質剤を加えて、アルミナの表面を、または水熱熟成アルミナを改質することにより改質アルミナを製造することを対象とする。したがって本発明は、1もしくは複数の熟成工程を含むことができる。本発明は好ましくは乾燥工程を含む。本発明の第一態様の様々な選択は、本発明の第一態様に対する選択の中に概略されている。さらに本発明は、本発明の方法に従い製造される改質アルミナ、および特有な特徴を有する改質アルミナを象とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is directed to a method of producing modified alumina by modifying the surface of the alumina by adding a phosphono group-containing modifier. Optionally, the present invention is directed to producing modified alumina by modifying the surface of alumina or hydrothermally aged alumina by adding a phosphono group-containing modifier. Accordingly, the present invention may include one or more ripening steps. The present invention preferably includes a drying step. Various options for the first aspect of the invention are outlined in Options for the first aspect of the invention. Further, the present invention is directed to modified alumina produced according to the method of the present invention, and to modified alumina having unique characteristics.

本発明の要素を以下に記載する。 Elements of the invention are described below.

アルミナ
アルミナにはオキシ水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、またはそれらの混合物を含んでなる。アルミナは好ましくはオキシ水酸化アルミニウムである。オキシ水酸化アルミニウムは、好ましくはベーマイトまたは擬ベーマイトを含み、そして最も好ましくはベーマイトである。
Alumina Alumina comprises aluminum oxyhydroxide, aluminum oxide, aluminum hydroxide, or mixtures thereof. The alumina is preferably aluminum oxyhydroxide. The aluminum oxyhydroxide preferably comprises boehmite or pseudoboehmite, and is most preferably boehmite.

アルミナは乾燥粒子の状態、水性スラリーに含まれた状態、酸性化アルミナ組成物またはそれらの混合物の状態でよい。本発明の好適な態様では、アルミナは水性スラリーに含まれている。水性スラリーは、アルミナ、好ましくはベーマイトを少なくとも水に加えることにより調製される。 The alumina may be in dry particle form, in an aqueous slurry, in an acidified alumina composition, or in a mixture thereof. In a preferred embodiment of the invention, the alumina is included in an aqueous slurry. The aqueous slurry is prepared by adding alumina, preferably boehmite, to at least water.

本方法により使用されることになるアルミナは、制御された結晶子サイズを有する。 The alumina to be used by this method has a controlled crystallite size.

これに関して本発明のアルミナは、120面でのX線回折により測定した場合に30~500Å、好ましくは40~400Å、最も好ましくは80~200Åの平均結晶子サイズを有する粒子を含むことができる。アルミナの結晶子サイズは、熟成工程(熱水熟成)を含むことにより改変することができる。この工程には、アルミナを100から200℃の間の温度で、0.5から4時間の期間、アルミナの結晶子サイズが40から450Åの
間になるまで加熱することを含む。
In this regard, the alumina of the present invention may comprise particles having an average crystallite size of 30 to 500 Å, preferably 40 to 400 Å, most preferably 80 to 200 Å, as measured by X-ray diffraction in the 120 plane. The crystallite size of alumina can be modified by including an aging step (hydrothermal aging ). This step involves heating the alumina at a temperature between 100 and 200° C. for a period of 0.5 to 4 hours until the alumina crystallite size is between 40 and 450 Å.

さらにアルミナは、80~300m2/gのBET表面積、好ましくは120~250
2/gのBET表面積を有することができる。
Furthermore, the alumina has a BET surface area of 80 to 300 m 2 /g, preferably 120 to 250 m 2 /g.
It can have a BET surface area of m 2 /g.

ホスホノ基含有改質剤
本発明のホスホノ基含有改質剤は、有機リン化合物、好ましくは1から20の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐アルキル基、を含む。またホスホノ基含有改質剤は、好ましくは少なくとも1つのカルボキシル(COOH)基を含み、そして少なくとも1つのホスホノ部分を持つ。ホスホノ部分は、第1ホスホノ-アルキルカルボン酸、第2ホスホノ-アルキルカルボン酸、第1ジカルボン酸、第2アルキルジカルボン酸、第1ホスホノ-アルキルトリカルボン酸、ホスフィンアルカンカルボン酸またはそれらの混合物を含む。ホスホノ部分は、より好ましくは、第1-アルキルカルボン酸、第2ホスホノアルキルカルボン酸、第1ジカルボン酸、第2アルキルジカルボン酸、第1ホスホノ-アルキルトリカル
ボン酸またはそれらの混合物である。最も好適なホスホノ基含有改質剤は、2-ホスホノブタン-1、2,4-トリカルボン酸である。
Phosphono Group-Containing Modifier The phosphono group-containing modifier of the present invention comprises an organophosphorus compound, preferably a straight chain or branched alkyl group having from 1 to 20 carbon atoms. The phosphono group-containing modifier also preferably contains at least one carboxyl (COOH) group and has at least one phosphono moiety. The phosphono moiety includes a first phosphono-alkyl carboxylic acid, a second phosphono-alkyl carboxylic acid, a first dicarboxylic acid, a second alkyl dicarboxylic acid, a first phosphono-alkyltricarboxylic acid, a phosphine alkane carboxylic acid, or a mixture thereof. The phosphono moiety is more preferably a primary alkylcarboxylic acid, a secondary phosphonoalkylcarboxylic acid, a primary dicarboxylic acid, a secondary alkyldicarboxylic acid, a primary phosphono-alkyltricarboxylic acid, or a mixture thereof. The most preferred phosphono group-containing modifier is 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid.

ホスホノ基含有改質剤は、アルミナ表面上に分布するようにアルミナと混合される。 The phosphono group-containing modifier is mixed with the alumina so that it is distributed over the alumina surface.

ホスホノ基含有改質剤は、好ましくはアルミナ水性スラリーに、または熟成アルミナ水性スラリーに加えられる。 The phosphono group-containing modifier is preferably added to the aqueous alumina slurry or to the aged aqueous alumina slurry.

ホスホノ基含有改質剤は、アルミナに基づき10重量%未満の量で、好ましくはアルミナに基づき3重量%から10重量%の間の量で、より好ましくはアルミナに基づき8重量%未満の量で、そして最も好ましくはアルミナに基づき3重量%から8重量%の間の量で
加えられる。この割合は好ましくは水和粉末状態のアルミナに基づく。
The phosphono group-containing modifier is present in an amount less than 10% by weight based on alumina, preferably in an amount between 3% and 10% by weight based on alumina, more preferably in an amount less than 8% by weight based on alumina. , and most preferably in an amount between 3% and 8% by weight based on alumina. This proportion is preferably based on alumina in hydrated powder form.

熟成
本発明の分野では周知であるように、熟成とは水熱熟成を称する。
Aging As is well known in the field of the present invention, aging refers to hydrothermal ripening .

アルミナの水熱熟成は、ホスホノ基含有改質剤を添加する前に、0.5から4時間の間の期間、100から200℃の間の温度で行うことができる。 Hydrothermal aging of the alumina can be carried out at temperatures between 100 and 200° C. for a period between 0.5 and 4 hours before adding the phosphono group-containing modifier.

あるいは、またはそれに加えて、熟成はホスホノ基含有改質剤を添加した後、0.5から2時間の間の期間、95℃から125℃の間の温度で行うことができる。 Alternatively, or in addition, aging can be carried out at a temperature between 95° C. and 125° C. for a period between 0.5 and 2 hours after addition of the phosphono group-containing modifier.

ホスホノ基含有改質剤を添加した後、0.5から2時間の間の期間、95℃から125℃の間の温度で熟成を行うことが好適である。 After addition of the phosphono group-containing modifier, it is preferred to carry out aging at a temperature between 95°C and 125°C for a period between 0.5 and 2 hours.

乾燥工程
当業者に周知であるように、アルミナの一般的製造法は乾燥工程を含む。
Drying Process As is well known to those skilled in the art, common methods of manufacturing alumina include a drying process.

乾燥工程は直接または間接加熱法によることができる。これらの方法はスプレードライ、コンタクトドライ、パンドライまたは他の乾燥技術を含むことができる。好適な方法では、乾燥はスプレードライヤーで行う。 The drying process can be by direct or indirect heating methods. These methods can include spray drying, contact drying, pan drying or other drying techniques. In a preferred method, drying is carried out in a spray dryer.

乾燥工程は不活性な雰囲気中、例えば窒素、または空気中で行うことができ、そしてどの乾燥法が選択されるかに依存して、乾燥は85℃から250℃の間、好ましくは100℃から約250℃の間、最も好ましくは105℃から120℃の間の温度で行うことができる。さらに選択した乾燥技術に依存して、本発明の当業者は、どのくらい長く乾燥すべきかを知ることになり、したがってその時間は数秒から2から6時間の間で変動することになる。 The drying step can be carried out in an inert atmosphere, for example nitrogen, or in air, and depending on which drying method is chosen, drying is carried out between 85°C and 250°C, preferably from 100°C. It can be carried out at a temperature of between about 250°C, most preferably between 105°C and 120°C. Further depending on the drying technique chosen, the person skilled in the art will know how long to dry, and thus the time will vary from a few seconds to 2 to 6 hours.

例えば、乾燥がスプレードライヤーを使用して行われるならば、乾燥工程は出口温度、好ましくは約100℃~約120℃で、そして数秒から数分までの滞留時間で行われる。コンタクトドライヤーが使用される場合は装置を、外装の内側を循環するオイルで外側から、目的温度、好ましくは200℃~250℃の範囲の温度に、わずか数分から数時間の滞留時間、加熱することができる。 For example, if drying is carried out using a spray dryer, the drying step is carried out at an exit temperature, preferably from about 100°C to about 120°C, and a residence time of from a few seconds to a few minutes. If a contact dryer is used, the device is heated from the outside with oil circulating inside the housing to the desired temperature, preferably in the range 200°C to 250°C, for a residence time of only a few minutes to several hours. I can do it.

本発明の説明的方法
本発明の第一態様では、本発明のホスホノ基含有改質剤が適度な温度および圧条件下でアルミナ水性スラリーと混合される。乾燥工程が続いてもよい。
Illustrative Method of the Invention In a first embodiment of the invention, the phosphono group-containing modifier of the invention is mixed with an aqueous alumina slurry under conditions of moderate temperature and pressure. A drying step may follow.

任意の選択として、アルミナスラリーは最初に所望の結晶子サイズまで水熱熟成されて熟成アルミナスラリーを形成し、そして次にホスホノ基含有改質剤が熟成アルミナスラリーに加えられることができる。乾燥工程が続いてもよい。 Optionally, the alumina slurry can first be hydrothermally aged to the desired crystallite size to form a mature alumina slurry, and then a phosphono group-containing modifier can be added to the mature alumina slurry. A drying step may follow.

さらなる任意選択として、アルミナスラリーは最初に所望の結晶子サイズまで水熱熟成されて熟成アルミナスラリーを形成し、そして次にホスホノ基含有改質剤が熟成アルミナスラリーに加えられることができる。次いでさらなる熟成工程が、ホスホノ基含有改質剤の添加後に、例えば自己圧力下で操作される閉鎖反応槽中で95から125℃の間の温度で十分な時間、好ましくは1~4時間、加熱することにより続く。乾燥工程が続いてもよい。 As a further option, the alumina slurry can first be hydrothermally aged to the desired crystallite size to form a mature alumina slurry, and then a phosphono group-containing modifier can be added to the mature alumina slurry. A further maturation step is then carried out, after the addition of the phosphono group-containing modifier, by heating for a sufficient period of time, preferably from 1 to 4 hours, at a temperature between 95 and 125° C., for example in a closed reaction vessel operated under autogenous pressure. Continued by doing. A drying step may follow.

乾燥はいかなる中間の濾過または洗浄工程も必要とせずに行われて、改質アルミナを形成する。乾燥が行われることが好ましい。 Drying occurs without the need for any intermediate filtration or washing steps to form modified alumina. Preferably, drying is carried out.

これから本発明を以下の実施例および図面を参照にして例として記載する。 The invention will now be described by way of example with reference to the following examples and figures.

図面:
図1-3は、他の高pH分散性材料と比較された、改質アルミナ材料の時間依存的粘度の結果を示す。
drawing:
Figures 1-3 show time-dependent viscosity results for modified alumina materials compared to other high pH dispersive materials.

分析法
本発明の生成物の固有の特性は、以下の分析技術を使用して測定した。
Analytical Methods The unique properties of the products of the invention were determined using the following analytical techniques.

アルミナはX線分析を使用して同定する。サンプルは、1”直径の開口部を含むX線回折用の2”プラスチックディスクに配置する。XDRデータはBruker AXS D4-ENDEAVOR装置を使用して得る。ベーマイトおよび擬ベーマイト、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウムまたは混合物は、A.S.T.M.X線回折指数に記載されているようにX線回折により同定する。ベーマイトの単一粒子の結晶子サイズは、X線回折のピークによりデバイ方程式を使用してX線回折技術により得る。結晶サイズは回折ピーク120ピークについて得た長さにより表す。120でのX線粉末回折ピークのピーク幅分析は、結晶子サイズに関して一般に報告された値を与える。 Alumina is identified using X-ray analysis. The sample is placed in a 2" plastic disk for X-ray diffraction containing a 1" diameter aperture. XDR data are obtained using a Bruker AXS D4-ENDEAVOR instrument. Boehmite and pseudo-boehmite, aluminum oxide, aluminum hydroxide or mixtures are A. S. T. M. Identification is by X-ray diffraction as described in the X-ray diffraction index. The crystallite size of a single particle of boehmite is obtained by the X-ray diffraction technique using the Debye equation according to the X-ray diffraction peaks. The crystal size is expressed by the length obtained for the 120 diffraction peaks. Peak width analysis of the X-ray powder diffraction peaks at 120 gives commonly reported values for crystallite size.

120結晶サイズを測定したX線回折によるベーマイト結晶子サイズは、120面に対して法線方90°である。このピーク(結晶面)はベーマイトのX線回折パターンで最もよく得られ、そしてアルミナの特性決定に使用されてきた。 The boehmite crystallite size measured by X-ray diffraction is 90° normal to the 120 plane. This peak (crystal plane) is most commonly obtained in the X-ray diffraction pattern of boehmite and has been used to characterize alumina.

分散したアルミナの粒子サイズはHoriba装置を使用して測定する。 The particle size of the dispersed alumina is measured using a Horiba instrument.

表面積値はN2吸着により測定する。データは550℃で3時間の加熱処理サンプルに
ついて集める。次いでサンプルは窒素流下、300℃で0.5時間、脱気される。データはQuantachrome Apparatusで集める。表面積(m2/g)はB.
E.T方程式を使用して評価する。
Surface area values are determined by N 2 adsorption. Data is collected on samples heat treated at 550° C. for 3 hours. The sample is then degassed for 0.5 hour at 300° C. under a stream of nitrogen. Data is collected with Quantachrome Apparatus. The surface area (m 2 /g) is B.
E. Evaluate using the T equation.

等電点の値は、Malverm Zetasizerを使用して測定する。材料の分散は、約1重量%固体および10のpHで作成する。アリコートをキャピラリーセルに注入し、そしてゼータ電位測定をこの装置で行う。溶液のpHは3のpHに達する時まで、一度に0.5pH下げながら滴定する。等電点はゼータ電位がX軸と交差するpHである。 Isoelectric point values are measured using a Malverm Zetasizer. A dispersion of the material is made at approximately 1% solids by weight and a pH of 10. Aliquots are injected into the capillary cell and zeta potential measurements are taken with this device. The pH of the solution is titrated down by 0.5 pH at a time until a pH of 3 is reached. The isoelectric point is the pH at which the zeta potential intersects the X-axis.

アルミナ形成分散物の分散性は、示した負荷重量およびpH(例えばpH10で5重量%)でスラリーを作成し、そして30分間撹拌することにより評価する。次いでスラリーを1600rpmで20分間、遠心する。 The dispersibility of the alumina-forming dispersion is evaluated by making a slurry at the indicated loading weight and pH (eg, 5% by weight at pH 10) and stirring for 30 minutes. The slurry is then centrifuged at 1600 rpm for 20 minutes.

分散物の粘度は、示した濃度で、分散物のアリコートを25℃に維持したTA装置DHR2レオメータの同心円筒型ジオメトリに移すことにより測定する。剪断スイープは0.1から3600s-1で作動する。 The viscosity of the dispersion is measured by transferring an aliquot of the dispersion, at the indicated concentration, to the concentric cylindrical geometry of a TA instrument DHR2 rheometer maintained at 25°C. The shear sweep operates from 0.1 to 3600 s −1 .

本発明をより完全に説明するために、以下の非限定的実施例を与える。 In order to more fully illustrate the invention, the following non-limiting examples are provided.

実施例1
ベーマイトアルミナを、自己圧力下で2.5時間、140℃にて熟成させて114Åの所望する結晶子サイズにした。スラリーを反応槽から取り出し、そして同一バッチを作成するように分けた。
Example 1
The boehmite alumina was aged at 140° C. for 2.5 hours under autogenous pressure to the desired crystallite size of 114 Å. The slurry was removed from the reactor and divided to make identical batches.

ホスホノ基含有改質剤、商標名Cublen P50は脱イオン水を使用して10%活性に希釈し、そしてアルミナスラリーに加えながら、Al23基準で5重量%で撹拌した。スラリーを30分間撹拌し、そしてBuchi290スプレードライヤーで乾燥した。 A phosphono group-containing modifier, Cublen P50 trade name, was diluted to 10% active using deionized water and stirred at 5% by weight based on Al 2 O 3 while being added to the alumina slurry. The slurry was stirred for 30 minutes and dried in a Buchi 290 spray dryer.

実施例2
実施例1のように調製したアルミナスラリーを、7重量%のCublen P50を使用して改質し、そしてBuchi B290ドライヤーを使用して乾燥した。
Example 2
The alumina slurry prepared as in Example 1 was modified using 7% by weight Cublen P50 and dried using a Buchi B290 dryer.

実施例3
実施例1のよう調製したアルミナスラリーを、5重量%のCublen P50を使用して改質し、そして再び反応槽に入れ、ここで105℃で1時間熟成し、そしてBuch
i B290ドライヤーで乾燥した。
Example 3
The alumina slurry prepared as in Example 1 was modified using 5% by weight Cublen P50 and put back into the reactor where it was aged for 1 hour at 105°C and
i Dry with B290 dryer.

比較例1
実施例1のように調製したアルミナスラリーを、Al23基準で5重量%クエン酸を使用して改質し、105℃で1時間熟成し、そしてスプレードライした。
Comparative example 1
An alumina slurry prepared as in Example 1 was modified using 5% by weight citric acid on Al 2 O 3 basis, aged at 105° C. for 1 hour, and spray dried.

比較例2
実施例1のように調製したアルミナスラリーを、Al23基準で5重量%クエン酸を使用して改質し、105℃で1時間熟成し、そしスプレードライした。次いでマロン酸を従
来技術通りに加えた。
Comparative example 2
An alumina slurry prepared as in Example 1 was modified using 5% by weight citric acid on Al 2 O 3 basis, aged at 105° C. for 1 hour, and spray dried. Malonic acid was then added as per conventional techniques.

比較例3
実施例1のように調製したアルミナスラリーを、Al23基準で1.5重量%硝酸にドープし、そしてスプレードライした。
Comparative example 3
An alumina slurry prepared as in Example 1 was doped with 1.5% by weight nitric acid based on Al 2 O 3 and spray dried.

比較例4
対照として非改質アルミナを使用した。
Comparative example 4
Unmodified alumina was used as a control.

本発明の改質アルミナおよび比較例の分散性を表1に示し、粘度は図1-3に示す。 The dispersibility of the modified alumina of the present invention and the comparative example is shown in Table 1, and the viscosity is shown in Figures 1-3.

Figure 2020072607000001
Figure 2020072607000001

見れば分かるように、本発明の改質したアルミナ(1もしくは複数)は、適度に低負荷量のホスホノ基含有改質剤を用いてpH10で高度に分散性であった。本発明の改質したアルミナの分散性は、クエン酸改質材料の分散性と同様であるが、5,10および20重量%で分散した時の材料の粘度は実質的に異なる(図1-3)。非改質および酸改質剤材料は、高pH条件下で分散性ではなく、効果的ではない。 As can be seen, the modified alumina(s) of the present invention were highly dispersible at pH 10 with moderately low loadings of phosphono group-containing modifiers. Although the dispersibility of the modified alumina of the present invention is similar to that of the citric acid-modified material, the viscosities of the materials when dispersed at 5, 10, and 20% by weight are substantially different (Figure 1- 3). Unmodified and acid modifier materials are not dispersible or effective under high pH conditions.

Claims (10)

i)アルミナがオキシ水酸化アルミニウムである、アルミナを準備し;そして
ii)100℃から200℃の間の温度で0.5から4時間の間の期間水熱処理することによりアルミナを熟成させ、120面で測定して35から450Åの結晶子サイズを有する熟成アルミナを形成し、そして
iii)熟成アルミナに基づき10重量%未満の量で、ホスホノ基含有改質剤を熟成アルミナに加えて、表面改質アルミナを製造する
工程を含む改質アルミナの製造法。
i) providing an alumina, wherein the alumina is aluminum oxyhydroxide; and
ii) Aging the alumina by hydrothermal treatment at a temperature between 100° C. and 200° C. for a period between 0.5 and 4 hours to produce aged alumina having a crystallite size of 35 to 450 Å measured in 120 planes. form, and
iii) A method for producing a modified alumina comprising adding a phosphono group-containing modifier to aged alumina in an amount of less than 10% by weight based on the aged alumina to produce a surface modified alumina.
表面改質アルミナを水熱処理することにより表面改質アルミナを熟成させて熟成した表面改質アルミナを形成する工程をさらに含む請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, further comprising aging the surface-modified alumina by hydrothermally treating the surface -modified alumina to form aged surface-modified alumina. 表面改質アルミナまたは熟成した表面改質アルミナを乾燥することを含む請求項1または2に記載の方法。 3. The method of claim 1 or 2, comprising drying the surface-modified alumina or aged surface-modified alumina. ホスホノ含有改質剤が、有機リン化合物、および少なくとも1つのカルボキシル(COOH)基を持つ少なくとも1つのホスホノ部分を含む、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the phosphono-containing modifier comprises an organophosphorus compound and at least one phosphono moiety with at least one carboxyl (COOH) group. ホスホノ部分が、第1ホスホノ-アルキルカルボン酸、第2ホスホノ-アルキルカルボン酸、第1ジカルボン酸、第2アルキルジカルボン酸、第1ホスホノ-アルキルトリカルボン酸、ホスフィンアルカンカルボン酸またはそれらの混合物を含む請求項に記載の方法。 Claims wherein the phosphono moiety comprises a first phosphono-alkyl carboxylic acid, a second phosphono-alkyl carboxylic acid, a first dicarboxylic acid, a second alkyl dicarboxylic acid, a first phosphono-alkyltricarboxylic acid, a phosphine alkane carboxylic acid, or a mixture thereof. The method described in Section 4 . ホスホノ基含有改質剤が、アルミナに基づき3重量%から10重量%の間の量で加えられる、請求項1、またはのいずれか1項に記載の方法。 6. A method according to any one of claims 1, 4 or 5 , wherein the phosphono group-containing modifier is added in an amount between 3% and 10% by weight based on the alumina . ホスホノ基含有改質剤が、アルミナに基づき3重量%から8重量%の間の量で加えられる、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein the phosphono group-containing modifier is added in an amount between 3% and 8% by weight based on alumina. 表面改質アルミナを95℃から125℃の間の温度で0.5から2時間の間の期間熟成させる請求項に記載の方法。 3. The method of claim 2 , wherein the surface-modified alumina is aged at a temperature between 95<0>C and 125<0>C for a period between 0.5 and 2 hours. 乾燥を85℃から250℃の間の温度で行う請求項に記載の方法。 4. A method according to claim 3 , wherein the drying is carried out at a temperature between 85<0>C and 250<0>C. ホスホノ基含有改質剤により改質されたアルミナであって、改質されたアルミナが、pH8以上での分散後、少なくとも1つの以下の特徴:
i)4未満のpHでの等電点;
ii)塩基性溶液中に5,10または20%の負荷量で分散された時に、90%より高い分散性;
iii)塩基性溶液中に5,10または20%の負荷量で分散された時に、250nm未満のD50を有する粒径分布;および/また
iv)500s-1で50cP未満の粘度
を含む、アルミナ。
Alumina modified with a phosphono group-containing modifier, wherein the modified alumina, after dispersion at a pH of 8 or higher, has at least one of the following characteristics:
i) isoelectric point at pH below 4;
ii) dispersibility higher than 90% when dispersed in basic solutions at 5, 10 or 20% loading;
iii) a particle size distribution having a D50 of less than 250 nm when dispersed in a basic solution at a loading of 5, 10 or 20%; and/ or
iv) Alumina containing a viscosity of less than 50 cP at 500 s.
JP2021518650A 2018-10-03 2019-10-02 Alumina and its manufacturing method Pending JP2022504289A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862740493P 2018-10-03 2018-10-03
US62/740,493 2018-10-03
PCT/US2019/054244 WO2020072607A1 (en) 2018-10-03 2019-10-02 Aluminas and methods for producing same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022504289A JP2022504289A (en) 2022-01-13
JPWO2020072607A5 true JPWO2020072607A5 (en) 2023-11-06

Family

ID=68296766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021518650A Pending JP2022504289A (en) 2018-10-03 2019-10-02 Alumina and its manufacturing method

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220033657A1 (en)
EP (1) EP3861148A1 (en)
JP (1) JP2022504289A (en)
KR (1) KR20210072032A (en)
CN (1) CN112912538A (en)
CA (1) CA3113681A1 (en)
WO (1) WO2020072607A1 (en)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US273756A (en) * 1883-03-13 Charles moore
SU945156A1 (en) * 1980-08-25 1982-07-23 Институт Физической Химии Им.Л.В.Писаржевского Process for producing aluminia having phosphonyl surface groups
US4994429A (en) * 1986-12-29 1991-02-19 Aluminum Company Of America Active material useful as adsorbent comprising metal oxide/hydroxide particles reacted with phosphorus-containing organic acid group of organic compound having unreacted acid group
GB2327417A (en) * 1997-07-22 1999-01-27 Albright & Wilson Uk Ltd Cement setting modifiers
US6986943B1 (en) * 2002-06-12 2006-01-17 Tda Research, Inc. Surface modified particles by multi-step addition and process for the preparation thereof
JP2007031259A (en) * 2005-06-22 2007-02-08 Nissan Motor Co Ltd Metal oxide particle composite, metal oxide composite sol, and method for producing metal oxide composite sol
US20070049659A1 (en) * 2005-08-25 2007-03-01 Quay Jeffrey R Functionalized alumina particles for polymer composites
DE102006007888A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-23 Degussa Gmbh Aqueous alumina dispersion for use in melamine resin formulation for making cured product e.g. laminate for furniture or flooring contains highly disperse alumina surface modified with amino- and/or hydroxy-substituted organophosphonic acid
JP2007290943A (en) * 2006-03-29 2007-11-08 Nissan Motor Co Ltd Method of producing modified alumina particle dispersion sol, method of producing modified alumina particles and thermoplastic resin composition using the sol, and modified alumina particle dispersion sol, modified alumina particles and thermoplastic resin composition each prepared by the method
JP2008056556A (en) * 2006-08-03 2008-03-13 Nissan Motor Co Ltd Surface-coated aluminum oxide nanoparticles and resin composition comprising same
JP5635650B2 (en) * 2013-06-18 2014-12-03 関東電化工業株式会社 Alumina fine particles and method for producing the same
JP2016044114A (en) * 2014-08-27 2016-04-04 川研ファインケミカル株式会社 Lipophilic alumina nanofiber having high aspect ratio and resin composite containing the same
WO2016193000A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 Evonik Degussa Gmbh Coating composition containing aluminum oxide and method for coating separators therewith

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101475174B1 (en) Liquid suspension and powder of cerium oxide particles, methods for making the same and uses thereof in polishing
EP1419994B1 (en) Layered titanic acid; lamellar titanic acid; lamellar titanium oxide and method for producing lamellar titanic acid
US5466428A (en) Morphologically improved ceric oxide particulates
JP2517265B2 (en) Method for producing aqueous colloidal dispersion of cerium 4 compound
RU2599299C2 (en) Method of treating phosphate rock
JP4705361B2 (en) Method for producing zirconia sol
MX2007003113A (en) Method for manufacturing a fine crystalline boehmite and application of the boehmite as a flame retardant agent in plastics.
KR100588323B1 (en) Novel dispersible aluminium hydrate, method for preparing same and use for preparing catalysts
JP2008111114A (en) Method of manufacturing dispersion of core-shell type metal oxide fine particle and dispersion thereof
JP2002537204A (en) Settling process
JP2007204293A (en) Porous particle and method for producing the same
JPWO2020072607A5 (en)
JPH02258624A (en) Rare earth element oxide with new morphological feature and preparation thereof
RU2815078C2 (en) Aluminum oxides and methods for production thereof
JP2022504289A (en) Alumina and its manufacturing method
RU2746675C2 (en) METHOD FOR PRODUCING ALUMINUM OXIDE DISPERSED AT pH GREATER THAN 8
US5252316A (en) Zirconium oxide powder, process for its preparation and its use
WO2020217830A1 (en) Method for producing rare earth element-containing titanium hydroxide and titanium dioxide
WO2010013428A1 (en) Process for production of poly(aluminum-inorganic monobasic acid salt hydrate) and/or aqueous alumina sol, and poly(aluminum inorganic monobasic acid salt hydrate) and/or aqueous alumina sol obtained by the process
JP3809570B2 (en) Method for producing particulate titanium dioxide coating composition
WO2024047768A1 (en) Method for producing spherical silica particles
JP2017222558A (en) Method for producing beta type zeolite
KR20240008895A (en) Liquid dispersions and powders of cerium-based core-shell particles, processes for producing them and their use in polishing
JP2023504005A (en) Liquid dispersions and powders of cerium-based core-shell particles, methods for making same and their use in polishing
JP2024511723A (en) Cerium oxide particles, their manufacturing process and their use in chemical mechanical polishing