從專(zhuān)利申請(qǐng)現(xiàn)狀看“氧化鋁粉體生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)”
原創(chuàng)
NANA
粉體圈
2023-03-23 18:03
發(fā)表于廣東
目前，綜合性能、技術(shù)成熟度、成本等因素考慮，氧化鋁粉體絕對(duì)是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最多的先進(jìn)有陶瓷粉體材料之一。但隨著全球化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體步入高技術(shù)引領(lǐng)、產(chǎn)品迭代速度快、產(chǎn)業(yè)規(guī)模和需求不斷擴(kuò)大的階段，即便在行業(yè)發(fā)展到如此成熟的當(dāng)下，氧化鋁粉體相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)依舊在持續(xù)增加。
一般情況下，一個(gè)行業(yè)的專(zhuān)利申請(qǐng)變化狀況，往往都能夠反映出該產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。因此若想了解氧化鋁行業(yè)的發(fā)展方向，對(duì)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)變進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析會(huì)是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的選擇。如鄭津[1]就借助IncoPat全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)，以關(guān)于特殊形貌氧化鋁的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)作為分析對(duì)象，重點(diǎn)分析了全球及中國(guó)范圍內(nèi)相關(guān)的申請(qǐng)信息，下圖便是他所統(tǒng)計(jì)的幾種重要形貌氧化鋁的技術(shù)分布狀況：
從上圖中，可得出如下幾個(gè)結(jié)論：
NO.1從形貌角度看，對(duì)多孔結(jié)構(gòu)氧化鋁的研究較多，對(duì)球形氧化鋁和片狀氧化鋁的研究次之；
分析：多孔結(jié)構(gòu)氧化鋁粉體因其適宜的比表面積和孔結(jié)構(gòu)、良好的水熱穩(wěn)定性、適宜的酸性等性質(zhì)，被廣泛用作催化劑載體，由于孔隙率、比表面積或表面活性等結(jié)構(gòu)特征能夠直接影響氧化鋁作為催化劑或吸附劑的活性及體系中的傳質(zhì)效率，因此相關(guān)研究顯得尤其重要。
此外，球狀氧化鋁粉體也是研究重點(diǎn)，由于其球狀結(jié)構(gòu)決定了其性質(zhì)穩(wěn)定，由于易于形成緊密堆積，所以抗壓能力出眾，同時(shí)由于其各向同性，并且結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定，是作為催化劑載體的最佳形貌；作為研磨拋光材料，球形氧化鋁可以避免產(chǎn)生劃痕；球形氧化鋁具有導(dǎo)熱、絕緣等優(yōu)點(diǎn)，可作為導(dǎo)熱填料用于制備導(dǎo)熱絕緣膠、灌封膠等高分子材料；對(duì)于注射成型的陶瓷，使用的球形氧化鋁可以提高熔體的流動(dòng)性等。
而片狀結(jié)構(gòu)氧化鋁粉體相對(duì)于其他形貌的氧化鋁粉體，具有較小的厚度以及較大的直徑厚度比。作為復(fù)合材料的填料，片狀氧化鋁可相互連接成橋，整體形成橋狀網(wǎng)絡(luò)，對(duì)總體導(dǎo)熱率有所貢獻(xiàn)；另外片狀氧化鋁粉體具有良好的附著力、顯著的屏蔽效應(yīng)與反射光線的能力，在涂料、化妝品等方面展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能；用于拋光領(lǐng)域時(shí)，片狀氧化鋁由于具有良好的分散穩(wěn)定性和平行排列性，可使片狀氧化鋁的上下表面基本平行于被拋光材料的表面，最大限度地避免了材料表面下的損傷。片狀氧化鋁形貌如下：
NO.2從制備方法角度看，專(zhuān)利申請(qǐng)主要集中在溶膠凝膠法和其它方法，其中，“其它方法”涵蓋了新興方法以及多種方法的結(jié)合使用；
分析：工業(yè)氧化鋁是由鋁礬土和硬水鋁石制備的，對(duì)于純度要求高的Al2O3，則一般用化學(xué)方法制備。其中溶膠-凝膠法制備超細(xì)粉體技術(shù)由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到人們的關(guān)注。溶膠-凝膠法具有工藝簡(jiǎn)單，步驟、產(chǎn)物組成及粒度可控等優(yōu)點(diǎn)，是制備超細(xì)粒子的重要方法。不過(guò)要想進(jìn)一步精進(jìn)品質(zhì)，還需要去考察pH值、以及煅燒溫度對(duì)制備超細(xì)粉末的粒度和性態(tài)的影響，以確定制備氧化鋁超細(xì)粒子的較佳工藝條件。
不過(guò)因?yàn)檠趸X有很多同質(zhì)異構(gòu)體，而且不同的制備方法工藝制備出的氧化鋁粉體大不相同，因此為了得到適應(yīng)不同應(yīng)用要求的氧化鋁粉體，同樣也衍生出了多種“其他方法”，如電化學(xué)法、微乳液法、爆炸燃燒法等。此外，高純氧化鋁的制備工藝也值得關(guān)注，如金屬鋁水解法、純化偏鋁酸鈉法、硫酸鋁銨法、甲胺法、有機(jī)鋁鹽法等。
總之，通過(guò)專(zhuān)利分析從而宏觀地了解球形、多孔、片狀和多面體形貌氧化鋁的技術(shù)分布，有助于企業(yè)對(duì)研發(fā)路線進(jìn)行開(kāi)拓或適應(yīng)性調(diào)整。目前看來(lái)，關(guān)于多孔結(jié)構(gòu)氧化鋁的各種制備方法的專(zhuān)利數(shù)量都達(dá)到一定規(guī)模，說(shuō)明其對(duì)于制備方法的適應(yīng)性較強(qiáng)；相對(duì)而言，關(guān)于片狀氧化鋁和多面體氧化鋁的制備方法分布較為集中，因此還有較大開(kāi)發(fā)空間。
資料來(lái)源：
鄭津. 特殊形貌氧化鋁專(zhuān)利技術(shù)綜述[J]. 廣東化工,2022,49(20):264-266. DOI:10.3969/j.issn.1007-1865.2022.20.089.
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