專利名稱：噴涂用的氧化鋁漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴涂用的氧化鋁漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
活性組分在載體內(nèi)非均勻分布可以降低貴金屬的用量，提高貴金屬的利用率；同時，在許多反應(yīng)中非均勻分布的催化劑也表現(xiàn)出比均勻分布的催化劑更好的活性、選擇性和壽命。早期往往通過對浸漬的控制來達到非均勻分布的效果，但往往難以控制催化劑的分布范圍。這就需要提供一種特殊的載體，該載體由惰性內(nèi)核和涂層組成，只有涂層吸附金屬并且涂層厚度可控，這就是層狀復(fù)合載體。在該載體上浸漬上催化劑就制得了厚度和分布范圍可控的非均勻性催化劑，如專利ZL02100598. 2報道了汽車尾氣凈化催化劑。該發(fā)明汽車尾氣凈化催化劑以堇青石蜂窩狀陶瓷基體為第一載體，以氧化鋁涂層漿液(含氧化鋁、貴金屬)為第二載體。通過將第一載體浸漬在涂層漿液中，一次性噴涂制成催化劑。再如在乙苯催化脫氫-氫氣選擇性氧化反應(yīng)過程中，專利US6177381和CN1479649A報道了層狀復(fù)合載體。載體有一個內(nèi)核例如α-氧化鋁和一個無機氧化物的涂層例如Υ-氧化鋁。 又如專利US6858769和CN1705510A報道了一種以鋁酸鋰為載體的氫氣選擇性氧化反應(yīng)催化劑。該催化劑以堇青石為內(nèi)核，以鋁酸鋰為涂層。上述催化劑的共同特點是一方面使用一個惰性材料，如蜂窩陶瓷、堇青石、α-氧化鋁為載體的內(nèi)核，另一方面在載體上涂覆一層大比表面積的涂層材料以擴大載體有效表面積。在涂層的制備中噴涂是較為常見的一種涂層制備方式，這就要求需要提高一種適宜噴涂的漿料以保證噴涂的流暢性，涂層的均勻性，但是現(xiàn)有的氧化鋁漿料的制備方法，制備過程復(fù)雜，周期長；制得的漿料顆粒度在d5(l在5um以上，噴涂時容易堵塞噴槍影響生產(chǎn)效率或者影響噴槍的霧化效果，從而制得的涂層不夠均勻，涂層厚度差在20%以上，涂層熱沖擊損失率在0. 5%以上(熱沖擊損失是從涂層各處熱容差異反應(yīng)涂層均勻性，損失率高反應(yīng)熱容差異大即均勻性差)；涂層牢固度差，涂層磨耗率在0.3%以上。需要對漿料配方和制備方法進行改進，提高生產(chǎn)效率的同時獲得一個分散好，顆粒度小并易于噴涂的漿料，從而提高制備的涂層的效率，均勻性、牢固度，降低涂層的磨耗率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中存在的漿料粒度大、分散性差，致使噴涂容易堵塞和噴涂效果差的問題，提供一種新的噴涂用的氧化鋁漿料。該泡沫漿料具有分散好、顆粒度小，噴涂時流暢，霧化好，制得的涂層厚度差異小、熱沖擊損失率低、磨耗率低的優(yōu)點。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的漿料的制備方法。為解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種噴涂用的氧化鋁漿料，以重量百分比計包括以下組分a) 1 30%的鋁溶膠；
b) 5 50%的氧化鋁；c)0. 1 10%的發(fā)泡劑；d)0. 01 的陰陽離子調(diào)節(jié)劑；e) 10 90% 的水；其中陰陽離子調(diào)節(jié)劑選自氯化鋁、氯化鑭、硝酸鈰、硝酸鑭、氯化銨、氯化亞鈰、硝酸鉛、氫氧化鉀、氯化鐵或硼酸中的至少一種；發(fā)泡劑選自PVA、HPC、MC、EMC、吐溫、司盤或聚乙二醇中的至少兩種。在上述技術(shù)方案中，以重量百分比計鋁溶膠用量優(yōu)選范圍為5 25% ；氧化鋁優(yōu)選方案為￥^1203、5 41203或θ-Al2O3中的至少一種并且粒度控制在10微米以下，以重量百分比計其用量優(yōu)選范圍為15 45% ；發(fā)泡劑優(yōu)選方案為由選自PVA、HPC或EMC中的至少一種物質(zhì)I，與選自吐溫、司盤或聚乙二醇中的至少一種物質(zhì)II混合而成，物質(zhì)I與物質(zhì) II的重量比例為1 10 10 1，發(fā)泡劑以重量百分比計用量為0.5 5%;陰陽離子調(diào)節(jié)劑優(yōu)選方案為選自氯化鑭、硝酸鈰、氯化銨、硝酸鑭、氯化亞鈰或硼酸中的一種或幾種，以重量百分比計用量優(yōu)選范圍為0. 05 0. 5% ；以重量百分比計水的用量為優(yōu)選范圍為30 80%更優(yōu)選的范圍為40% 70%。為了解決技術(shù)問題之二，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種噴涂用的氧化鋁漿料的制備方法，包括以下步驟1)粉碎通過粉碎方法控制氧化鋁粒徑在10微米以下；2)混合將所需量的鋁溶膠、氧化鋁、陰陽離子調(diào)節(jié)劑，在攪拌的情況下溶解在水中并充分混合，得到漿料I ；3)發(fā)泡；將所需量的發(fā)泡劑經(jīng)過發(fā)泡機發(fā)泡后，加入到漿料I中混合；4)乳化與研磨將所得的氧化鋁漿料在膠體磨中乳化、研磨，使得氧化鋁涂層漿料的平均粒度在5微米以下，制得泡沫氧化鋁漿料II。將氧化鋁通過氣流粉碎法進行粉碎；將所需量的鋁溶膠、氧化鋁、陰陽離子調(diào)節(jié)齊IJ，在2000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌下溶解在水中并混合0. 5 1小時，得到漿料I ；發(fā)泡劑和水加入到發(fā)泡劑中進行發(fā)泡，獲得需要量的泡沫并且加入到漿料I中攪拌混合10 30分鐘，然后加入到膠體磨中進行膠體研磨，膠體磨時間控制在0. 5 1小時，得到需要的漿料。本發(fā)明一方面優(yōu)化了氧化鋁漿料配方，添加的陰陽離子調(diào)節(jié)劑一方面為漿料的體系穩(wěn)定提供了足夠的電解質(zhì)和一定的酸堿環(huán)境，在懸浮體系中，發(fā)泡劑和粒子通過表面吸附電荷之間的排斥力能夠達到高分散和穩(wěn)定的作用，另一方面也可以作為涂層載體或催化劑的輔助成分經(jīng)過高溫焙燒后可以與涂層氧化鋁作用起到穩(wěn)定涂層的作用；另一方面，發(fā)泡劑通過發(fā)泡劑的發(fā)泡，能夠使得發(fā)泡劑分散更加充分，并且獲得的泡沫質(zhì)量好，泡徑小， 泡沫尺度均勻，這樣加入到氧化鋁漿料之中后，大量均勻的小泡沫阻止了氧化鋁顆粒的聚集，既能夠防止氧化鋁粒子因為聚集而顆粒度增大，又能夠使得粒子的分散更加均勻，同時高分散的發(fā)泡劑能夠在粒子外圍形成一個殼層，增大了顆粒間的距離，減小了范德華力的作用，增大了懸浮液的電動電位，從而使得分散體系達到穩(wěn)定狀態(tài)。另外，通過發(fā)泡劑發(fā)泡提高了發(fā)泡劑的分散效率，生產(chǎn)效率也能夠大大提高。由于顆粒度小，分散性好，制得的漿料在噴涂時，不會發(fā)生噴槍堵塞，同時霧化效果得到改善，能夠增加涂層的均勻性和致密性，從而降低涂層的熱沖擊損失率和磨耗率。使用本發(fā)明方法制得的噴涂用的氧化鋁漿料，漿料粒度d5(l均小于4um ；用該漿料制得涂層涂層厚度差控制在10 %以內(nèi)，磨耗率小于 0. 15%,800度熱沖擊試驗損失率能夠控制在0.5%以下，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1為載體Atl的SEM圖。圖2為載體的SEM圖。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
具體實施例方式實施例1將400克水，1000克15%的鋁溶膠，40克濃度為20%的氯化鑭溶液，700克γ-氧化鋁粉依次加入攪拌機中攪拌混合60分鐘，取20克EMC、10克司盤加水400克置于發(fā)泡機中發(fā)泡制得泡沫，加入到上述漿料中，混合20分鐘，加入膠體磨中研磨40分鐘，制得需要的漿料Α。實施例2將500克水，1000克20 %的鋁溶膠，100克濃度為50 %的氯化錫溶液，1000克 δ -氧化鋁粉依次加入攪拌機中攪拌混合40分鐘，取50克PVA、10克吐溫加水600克置于發(fā)泡機中發(fā)泡制得泡沫，加入到上述漿料中，混合20分鐘，加入膠體磨中研磨60分鐘，制得需要的漿料B。實施例3將300克水，2000克40%的鋁溶膠，80克濃度為10 %的氯化亞鈰溶液，300克 θ -氧化鋁粉依次加入攪拌機中攪拌混合40分鐘，取50克HPMC、20克聚乙二醇加水500克置于發(fā)泡機中發(fā)泡制得泡沫，加入到上述漿料中，混合20分鐘，加入膠體磨中研磨60分鐘， 制得需要的漿料C。實施例4將800克水，1000克40%的鋁溶膠，50克10%硝酸鈰，300克θ -氧化鋁粉，300 克Y -氧化鋁粉依次加入攪拌機中攪拌混合50分鐘，取5克EMC、25克泊溶沙姆加水700 克置于發(fā)泡機中發(fā)泡制得泡沫，加入到上述漿料中攪拌混合10分鐘，加入膠體磨中研磨60 分鐘，制得漿料D。實施例5將600克水，1200克40%的鋁溶膠，100克10%硝酸鑭，600克θ -氧化鋁粉依次加入攪拌機中攪拌混合45分鐘，取5克PVA，5克EMC、30克吐溫加水800克置于發(fā)泡機中發(fā)泡制得泡沫，加入到上述漿料中攪拌混合15分鐘，加入膠體磨中研磨60分鐘，制得漿料
E0實施例6將1000克水，800克40 %的鋁溶膠，70克10 %硝酸鑭，20克20 %氯化銨，400克 θ -氧化鋁粉，300克γ -氧化鋁粉依次加入攪拌機中攪拌混合60分鐘，取15克PVA，20克司盤、10克吐溫加水800克置于發(fā)泡機中發(fā)泡制得泡沫，加入到上述漿料中攪拌混合5分鐘，加入膠體磨中研磨陽分鐘，制得漿料F。
比較例1按照專利CN101491776實施例1的方法，制得漿料G。實施例7將新鮮制備的漿料A，B, C，D，E，F(xiàn)，G用激光粒度儀測定其粒度大小和分布，結(jié)果見表1。將粒徑為4毫米的堇青石小球加入到滾筒中，將滾筒加熱到200°C，控制滾筒溫度為 200轉(zhuǎn)/分鐘，將漿料A F分別噴涂到堇青石小球上，室溫下陰干，與80°C干燥2小時，而后升溫到120°C再次干燥2小時，1000°C焙燒12小時，得到層狀復(fù)合載體Atl (^。載體的磨耗率和熱沖擊損失率結(jié)果見表2。取載體Atl和做SEM，結(jié)果見圖1，圖2。表1漿料的粒徑和分布
權(quán)利要求
1.一種噴涂用的氧化鋁漿料，以重量百分比計包括以下組分a)1 30%的鋁溶膠；b)5 50%的氧化鋁；c)0.1 10%的發(fā)泡劑；d)0.01 的陰陽離子調(diào)節(jié)劑；e)10 90%的水；其中陰陽離子調(diào)節(jié)劑選自氯化鋁、氯化鑭、硝酸鈰、硝酸鑭、氯化銨、氯化亞鈰、硝酸鉛、氫氧化鉀、氯化鐵或硼酸中的至少一種；發(fā)泡劑選自PVA、HPC、MC、EMC、吐溫、司盤或聚乙二醇中的至少兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴涂用的氧化鋁漿料，其特征在于以重量百分比計鋁溶膠用量為5 25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴涂用的氧化鋁漿料，其特征在于氧化鋁為Υ-Α1203、δ-Al2O3 或θ -Al2O3中的至少一種并且粒度控制在10微米以下，以重量百分比計其用量為15 45%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴涂用的氧化鋁漿料，其特征在于發(fā)泡劑由選自PVA、HPC或 EMC中的至少一種物質(zhì)I，與選自吐溫、司盤或聚乙二醇中的至少一種物質(zhì)II混合而成，物質(zhì)I與物質(zhì)II的重量比例為1 10 10 1，以重量百分比計發(fā)泡劑用量為0.5 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴涂用的氧化鋁漿料，其特征在于陰陽離子調(diào)節(jié)劑選自氯化鑭、硝酸鈰、氯化銨、硝酸鑭、氯化亞鈰或硼酸中的一種或幾種，以重量百分比計其用量為 0. 05 0. 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述噴涂用的氧化鋁漿料，其特征在于以重量百分比計水的用量為 30% 80%。
7.權(quán)利要求1所述的噴涂用的氧化鋁漿料的制備方法，包括以下步驟1)粉碎通過粉碎方法控制氧化鋁粒徑在10微米以下；2)混合將所需量的鋁溶膠、氧化鋁、陰陽離子調(diào)節(jié)劑，在攪拌的情況下溶解在水中并充分混合，得到漿料I;3)發(fā)泡；將所需量的發(fā)泡劑經(jīng)過發(fā)泡機發(fā)泡后，加入到漿料I中混合；4)乳化與研磨將所得的氧化鋁漿料在膠體磨中乳化、研磨，使得氧化鋁涂層漿料的平均粒度在5微米以下，制得泡沫氧化鋁漿料II。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種噴涂用的氧化鋁漿料及其制備方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的氧化鋁漿料粒度大、均勻性和分散性差，從而導致噴涂時容易造成堵塞，霧化效果差，制得的涂層均勻性和牢固度差的問題。本發(fā)明通過采用一種噴涂用的氧化鋁漿料，包括以下組分水、鋁溶膠、氧化鋁、陰陽離子調(diào)節(jié)劑、發(fā)泡劑；鋁溶膠、氧化鋁、陰陽離子調(diào)節(jié)劑，在攪拌的情況下溶解在水中并充分混合，得到漿料I；用發(fā)泡機將一定量的發(fā)泡劑和水發(fā)泡，將泡沫加入漿料I中；加入泡沫的漿料在膠體磨中進行短時快速乳化、研磨的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于層狀復(fù)合載體中的氧化鋁漿料工業(yè)制備中。
文檔編號B01J23/14GK102463146SQ20101055286
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者張惠明, 李應(yīng)成, 繆長喜, 馬春景 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院