从专利申请现状看“氧化铝粉体生产技术发展趋势”
原创
NANA
粉体圈
2023-03-23 18:03
发表于广东
目前，综合性能、技术成熟度、成本等因素考虑，氧化铝粉体绝对是工业领域应用最多的先进有陶瓷粉体材料之一。但随着全球化工新材料产业发展整体步入高技术引领、产品迭代速度快、产业规模和需求不断扩大的阶段，即便在行业发展到如此成熟的当下，氧化铝粉体相关的专利申请数依旧在持续增加。
一般情况下，一个行业的专利申请变化状况，往往都能够反映出该产业生产技术的发展趋势。因此若想了解氧化铝行业的发展方向，对相关专利申请变进行统计分析会是一个相当不错的选择。如郑津[1]就借助IncoPat全球专利数据库，以关于特殊形貌氧化铝的发明专利申请作为分析对象，重点分析了全球及中国范围内相关的申请信息，下图便是他所统计的几种重要形貌氧化铝的技术分布状况：
从上图中，可得出如下几个结论：
NO.1从形貌角度看，对多孔结构氧化铝的研究较多，对球形氧化铝和片状氧化铝的研究次之；
分析：多孔结构氧化铝粉体因其适宜的比表面积和孔结构、良好的水热稳定性、适宜的酸性等性质，被广泛用作催化剂载体，由于孔隙率、比表面积或表面活性等结构特征能够直接影响氧化铝作为催化剂或吸附剂的活性及体系中的传质效率，因此相关研究显得尤其重要。
此外，球状氧化铝粉体也是研究重点，由于其球状结构决定了其性质稳定，由于易于形成紧密堆积，所以抗压能力出众，同时由于其各向同性，并且结构性能稳定，是作为催化剂载体的最佳形貌；作为研磨抛光材料，球形氧化铝可以避免产生划痕；球形氧化铝具有导热、绝缘等优点，可作为导热填料用于制备导热绝缘胶、灌封胶等高分子材料；对于注射成型的陶瓷，使用的球形氧化铝可以提高熔体的流动性等。
而片状结构氧化铝粉体相对于其他形貌的氧化铝粉体，具有较小的厚度以及较大的直径厚度比。作为复合材料的填料，片状氧化铝可相互连接成桥，整体形成桥状网络，对总体导热率有所贡献；另外片状氧化铝粉体具有良好的附着力、显著的屏蔽效应与反射光线的能力，在涂料、化妆品等方面展现出了优异的性能；用于抛光领域时，片状氧化铝由于具有良好的分散稳定性和平行排列性，可使片状氧化铝的上下表面基本平行于被抛光材料的表面，最大限度地避免了材料表面下的损伤。片状氧化铝形貌如下：
NO.2从制备方法角度看，专利申请主要集中在溶胶凝胶法和其它方法，其中，“其它方法”涵盖了新兴方法以及多种方法的结合使用；
分析：工业氧化铝是由铝矾土和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，则一般用化学方法制备。其中溶胶-凝胶法制备超细粉体技术由于其独特的优点而越来越受到人们的关注。溶胶-凝胶法具有工艺简单，步骤、产物组成及粒度可控等优点，是制备超细粒子的重要方法。不过要想进一步精进品质，还需要去考察pH值、以及煅烧温度对制备超细粉末的粒度和性态的影响，以确定制备氧化铝超细粒子的较佳工艺条件。
不过因为氧化铝有很多同质异构体，而且不同的制备方法工艺制备出的氧化铝粉体大不相同，因此为了得到适应不同应用要求的氧化铝粉体，同样也衍生出了多种“其他方法”，如电化学法、微乳液法、爆炸燃烧法等。此外，高纯氧化铝的制备工艺也值得关注，如金属铝水解法、纯化偏铝酸钠法、硫酸铝铵法、甲胺法、有机铝盐法等。
总之，通过专利分析从而宏观地了解球形、多孔、片状和多面体形貌氧化铝的技术分布，有助于企业对研发路线进行开拓或适应性调整。目前看来，关于多孔结构氧化铝的各种制备方法的专利数量都达到一定规模，说明其对于制备方法的适应性较强；相对而言，关于片状氧化铝和多面体氧化铝的制备方法分布较为集中，因此还有较大开发空间。
资料来源：
郑津. 特殊形貌氧化铝专利技术综述[J]. 广东化工,2022,49(20):264-266. DOI:10.3969/j.issn.1007-1865.2022.20.089.
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