Un método para formar material en partículas de boehmita, que comprende:

proporcionar un precursor de boehmita y gérmenes de boehmita en una suspensión a una relación en peso no menor que 60:40 de precursor de boehmita a gérmenes de boehmita; y

tratar térmicamente la suspensión a una temperatura mayor que 120ºC para convertir el precursor de boehmita en material en partículas de boehmita, estando constituido predominantemente el material en partículas de boehmita por partículas en forma de plaquetas que tienen una relación de aspecto no menor que 3:1 y que tienen una relación de aspecto secundario no menor que 3:1, en el que el método se realiza en presencia de una base, ácido fórmico o una mezcla de ácidos y bases.

Método para formar material en partículas de boehmita con contenido en gérmenes.

La presente invención se refiere generalmente a un método para formar un material en partículas de boehmita. Más específicamente, la presente invención se refiere a un método para formar un material en partículas de boehmita con contenido en gérmenes que tiene características morfológicas.

Descripción de la técnica relacionada Un material en partículas de boehmita encuentra aplicación particular como un material bruto deseable para formar productos de alúmina, por ejemplo granos abrasivos de alúmina con características de elevado comportamiento. En este contexto, la patente de EE.UU. 4.797.139, de titularidad común del presente cesionario, describe un procedimiento particular para formar material en partículas de boehmita que luego se utiliza como un material de alimentación para el tratamiento en una fase posterior para formar granos abrasivos de alúmina. Según se describe, el material de boehmita se forma mediante un procedimiento con gérmenes, y está limitado en alcance a un material en partículas de boehmita que está destinado para formar granos abrasivos de alúmina. Como tal, el material en partículas descrito tiene una morfología esférica particularmente deseada, que le hace adecuado para aplicaciones abrasivas.

El documento de la técnica anterior US20030197300 enseña la preparación de boehmita mediante conversión con gérmenes de un precursor en un autoclave. La mezcla que tiene una relación ponderal de precursor a germen de 10:1 se calienta a una temperatura de 180º C. Antes del calentamiento en el autoclave, se añade ácido nítrico al recipiente, lo que resulta en la formación de boehmita en forma de agujas.

Más allá de las aplicaciones abrasivas, existe un deseo particular por crear un material en partículas de boehmita que tenga una morfología variable. Dado que la morfología en partículas puede tener un profundo impacto sobre las aplicaciones del material, ha surgido la necesidad en la técnica de la creación de nuevos materiales para aplicaciones más allá de los abrasivos, incluidos materiales de carga utilizados en productos de revestimiento especializados y diversos productos polímeros. Otras aplicaciones incluyen aquellas en las que el material de boehmita se utiliza en su estado tal como se ha sido formado más que como un material de alimentación. Además del interés por crear nuevos materiales, se necesita desarrollar también una tecnología de tratamiento que permita la formación de materiales de este tipo. A este respecto, una tecnología de procesamiento de este tipo es, deseablemente, económica, se puede controlar de forma relativamente directa y proporciona altos rendimientos.

SUMARIO

De acuerdo con un aspecto, el material en partículas de boehmita formado por un procesamiento con gérmenes tiene una relación de aspecto no menor que 3:1.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un material en partículas de boehmita se forma mediante un procedimiento que incluye proporcionar un precursor de boehmita y gérmenes de boehmita en una suspensión, y tratar mediante calor la suspensión para convertir el precursor de boehmita en un material en partículas de boehmita. El material en partículas puede tener una determinada morfología tal como una relación de aspecto relativamente elevada tal como no menor que aproximadamente 3:1.

Todavía además, de acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el material en partículas de boehmita se forma mediante un procedimiento que incluye proporcionar un precursor de boehmita, y gérmenes de boehmita en una suspensión, y tratar mediante calor la suspensión para convertir el precursor de boehmita en material en partículas de boehmita. En este caso, el material en partículas de boehmita está constituido por plaquetas, y tiene un aspecto no menor que aproximadamente 3:1

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 es una micrografía SEM que ilustra material en partículas de boehmita en forma de plaquetas.

La FIG. 2 es una micrografía SEM que ilustra material en partículas de boehmita en forma de agujas.

La FIG. 3 es una micrografía SEM que ilustra un material en partículas de boehmita en forma elipsoide.

La FIG. 4 es una micrografía SEM que ilustra un material en partículas de boehmita de forma esférica.

DESCRIIPCIÓN DE LA O LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

De acuerdo con una realización de la presente invención, un material en partículas de boehmita se forma mediante un procedimiento que incluye proporcionar un precursor de boehmita y gérmenes de boehmita en una suspensión, y tratar mediante calor (tal como mediante tratamiento hidrotérmico) la suspensión (alternativamente sol o lodo) para convertir el precursor de boehmita en material en partículas de boehmita constituido por partículas o cristalitos. De acuerdo con un aspecto particular, el material en partículas de boehmita tiene una morfología relativamente alargada, descrita en general en esta memoria en términos de relación de aspecto, que se describe más abajo.

El término “boehmita” se utiliza generalmente en esta memoria para designar hidratos de alúmina que incluyen boehmita mineral, típicamente Al2O3·H2O y que tienen un contenido en agua del orden de 15%, así como pseudoboehmita que tiene un contenido en agua mayor que 15% tal como 20-38% en peso. Se señala que la boehmita (incluida pseudo-boehmita) tiene una estructura cristalina particular e identificable y, por consiguiente, un modelo de difracción de rayos X único y, como tal, se distingue de otros materiales aluminosos incluidas otras alúminas hidratadas tales como ATH (trihidróxido de aluminio) , un material precursor común utilizado en esta memoria para la fabricación de materiales en partículas de boehmita.

La relación de aspecto, definida como la relación de la dimensión más larga a la dimensión más larga siguiente perpendicular a la dimensión más larga, no es generalmente menor que 3:1 y, preferiblemente, no es menor que 4:1 ó 6:1. De hecho, determinadas realizaciones tienen partículas relativamente alargadas tales como no menores que 9:1, 10:1 y, en algunos caso, no menores que 14:1. Las partículas se pueden caracterizar, además, con referencia a una relación de aspecto secundaria definida como la relación de la segunda dimensión más larga a la tercera dimensión más larga. La relación de aspecto secundaria describe generalmente la geometría en sección transversal de las partículas en un plano perpendicular a la dimensión más larga.

Placas o partículas en forma de plaquetas tienen generalmente una estructura alargada que tiene las relaciones de aspecto descritas anteriormente en relación con las partículas en forma de agujas. Sin embargo, partículas en forma de plaquetas tienen generalmente superficies principales opuestas, siendo las superficies principales opuestas generalmente planas y generalmente paralelas una con otra. Además, las partículas en forma de plaquetas se pueden caracterizar por tener una relación de aspecto secundaria mayor que la de partículas en forma de agujas, generalmente no menor que aproximadamente 3:1 tal como no menor que aproximadamente 6:1 o, incluso, no menor que 10:1. Típicamente, la dimensión más corta o la dimensión del borde, perpendicular a las superficies o caras principales opuestas, es generalmente menor que 50 nanómetros.

La morfología del material en partículas de boehmita se puede definir, además, en términos de tamaño de partícula, más particularmente, tamaño medio de partículas. En este caso, el material en partículas de boehmita con gérmenes, es decir boehmita formada a través de un proceso de siembra (descrito con mayor detalle más abajo) tiene un tamaño de partículas o de cristalitos relativamente fino. Generalmente, el tamaño de partícula medio no es mayor que aproximadamente 1000 nanómetros, y cae dentro de un intervalo de aproximadamente 100 a 1000 nanómetros. Otras realizaciones tienen tamaños de partícula medios incluso más finos tales como no mayores que aproximadamente 800 nanómetros, 600 nanómetros, 500 nanómetros, 400 nanómetros, e incluso, partículas con un tamaño de partículas medio menor que 300 nanómetros que representan un material en partículas fino.

Tal como se utiliza en esta memoria, la expresión “tamaño medio de partículas” se utiliza para designar la dimensión más larga o longitud media de las partículas. Debido a la morfología... [Seguir leyendo]

1. Un método para formar material en partículas de boehmita, que comprende:

proporcionar un precursor de boehmita y gérmenes de boehmita en una suspensión a una relación en peso no menor que 60:40 de precursor de boehmita a gérmenes de boehmita; y tratar térmicamente la suspensión a una temperatura mayor que 120º C para convertir el precursor de boehmita en material en partículas de boehmita, estando constituido predominantemente el material en partículas de boehmita por partículas en forma de plaquetas que tienen una relación de aspecto no menor que 3:1 y que tienen una relación de aspecto secundario no menor que 3:1, en el que el método se realiza en presencia de una base, ácido fórmico o una mezcla de ácidos y bases.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el tratamiento térmico se lleva a cabo a una temperatura mayor que 130º C.

3. El método de la reivindicación 1, en el que el tratamiento térmico se lleva a cabo a una presión mayor que 5, 86 bar (85 psi) .

4. El método de la reivindicación 1, en el que la relación en peso no es menor que 80:20.

5. El método de la reivindicación 4, en el que una relación en peso de precursor de boehmita a gérmenes de boehmita no es mayor que 98:2.

6. El método de la reivindicación 1, en el que el material en partículas de boehmita tiene un tamaño medio de partículas no mayor que 1000 nm.

7. El método de la reivindicación 1, que incluye, además, establecer al menos una temperatura de tratamiento térmico, tipo de ácido o base en la suspensión o relación en peso de precursor de boehmita a gérmenes de boehmita, de modo que el material en partículas de boehmita tenga un tamaño medio de partículas no mayor que 1000 nm.

8. El método de la reivindicación 7, en el que el ácido o la base se selecciona del grupo que consiste en ácidos minerales, ácidos orgánicos, ácidos halogenados, sales de carácter ácido, aminas, hidróxidos de metales alcalinos, hidróxidos de metales alcalinotérreos y sales de carácter básico.

9. El método de la reivindicación 7, en el que el establecimiento incluye modificar al menos uno de temperatura de tratamiento térmico, tipo de ácido o base o relación de precursor de boehmita a gérmenes de boehmita.

10. El método de la reivindicación 9, en el que la relación de precursor de boehmita a gérmenes de boehmita se incrementa para aumentar la relación de aspecto, o se disminuye para disminuir la relación de aspecto.

11. El método de la reivindicación 9, en el que la temperatura de tratamiento térmico se incrementa para aumentar el tamaño de partículas, o se disminuye para reducir el tamaño de partículas.

12. El método de la reivindicación 9, en el que el tipo de ácido o base se modifica para modificar la relación de aspecto.