從專利申請現狀看“氧化鋁粉體生產技術發展趨勢”
原創
NANA
粉體圈
2023-03-23 18:03
發表于廣東
目前，綜合性能、技術成熟度、成本等因素考慮，氧化鋁粉體絕對是工業領域應用最多的先進有陶瓷粉體材料之一。但隨著全球化工新材料產業發展整體步入高技術引領、產品迭代速度快、產業規模和需求不斷擴大的階段，即便在行業發展到如此成熟的當下，氧化鋁粉體相關的專利申請數依舊在持續增加。
一般情況下，一個行業的專利申請變化狀況，往往都能夠反映出該產業生產技術的發展趨勢。因此若想了解氧化鋁行業的發展方向，對相關專利申請變進行統計分析會是一個相當不錯的選擇。如鄭津[1]就借助IncoPat全球專利數據庫，以關于特殊形貌氧化鋁的發明專利申請作為分析對象，重點分析了全球及中國范圍內相關的申請信息，下圖便是他所統計的幾種重要形貌氧化鋁的技術分布狀況：
從上圖中，可得出如下幾個結論：
NO.1從形貌角度看，對多孔結構氧化鋁的研究較多，對球形氧化鋁和片狀氧化鋁的研究次之；
分析：多孔結構氧化鋁粉體因其適宜的比表面積和孔結構、良好的水熱穩定性、適宜的酸性等性質，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構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效率，因此相關研究顯得尤其重要。
此外，球狀氧化鋁粉體也是研究重點，由于其球狀結構決定了其性質穩定，由于易于形成緊密堆積，所以抗壓能力出眾，同時由于其各向同性，并且結構性能穩定，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生劃痕；球形氧化鋁具有導熱、絕緣等優點，可作為導熱填料用于制備導熱絕緣膠、灌封膠等高分子材料；對于注射成型的陶瓷，使用的球形氧化鋁可以提高熔體的流動性等。
而片狀結構氧化鋁粉體相對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，整體形成橋狀網絡，對總體導熱率有所貢獻；另外片狀氧化鋁粉體具有良好的附著力、顯著的屏蔽效應與反射光線的能力，在涂料、化妝品等方面展現出了優異的性能；用于拋光領域時，片狀氧化鋁由于具有良好的分散穩定性和平行排列性，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，專利申請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合使用；
分析：工業氧化鋁是由鋁礬土和硬水鋁石制備的，對于純度要求高的Al2O3，則一般用化學方法制備。其中溶膠-凝膠法制備超細粉體技術由于其獨特的優點而越來越受到人們的關注。溶膠-凝膠法具有工藝簡單，步驟、產物組成及粒度可控等優點，是制備超細粒子的重要方法。不過要想進一步精進品質，還需要去考察pH值、以及煅燒溫度對制備超細粉末的粒度和性態的影響，以確定制備氧化鋁超細粒子的較佳工藝條件。
不過因為氧化鋁有很多同質異構體，而且不同的制備方法工藝制備出的氧化鋁粉體大不相同，因此為了得到適應不同應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、有機鋁鹽法等。
總之，通過專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分布，有助于企業對研發路線進行開拓或適應性調整。目前看來，關于多孔結構氧化鋁的各種制備方法的專利數量都達到一定規模，說明其對于制備方法的適應性較強；相對而言，關于片狀氧化鋁和多面體氧化鋁的制備方法分布較為集中，因此還有較大開發空間。
資料來源：
鄭津. 特殊形貌氧化鋁專利技術綜述[J]. 廣東化工,2022,49(20):264-266. DOI:10.3969/j.issn.1007-1865.2022.20.089.
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