專利名稱：：聚合羥基氯化鈣鋁及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及新的聚合羥基氯化鈣鋁組合物并且涉及制備適用于作為水處理凝聚劑、造紙施膠應(yīng)用；以及作為止汗劑活性組分的組合物的方法。根據(jù)SEC(尺寸排阻色譜)-HPLC(高效液相色語)確定，本發(fā)明所設(shè)想的聚合羥基氯化鈣鋁組合物包含大的聚合和小的單體鋁物質(zhì)。這些聚合和單體鋁物質(zhì)被稱為譜帶I和譜帶IV材料，是通過酸化由以下物質(zhì)的高溫反應(yīng)形成的反應(yīng)產(chǎn)物得到的(l)鋁源及酸性鋁水溶液，和(2)堿性鈣鹽，如氧化鈣、碳酸4丐和鋁酸釣。鋁源包括鋁金屬、鋁羥基化物/氧化物、或礬土，但并不局限于此。溶液反應(yīng)產(chǎn)物顯示出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性并具有寬范圍的石威度。
背景技術(shù)：
：諸如明礬(Al2(S04)3)、聚合羥基氯化鋁(PAC)、和聚合羥基氯硫酸鋁(PACS)的含鋁無機試劑是城市及工業(yè)水和廢水處理中常用的絮凝劑和凝聚劑。雖然PAC和PACS產(chǎn)品通常比明礬的生產(chǎn)成本高，但就浮體沉降速率、冷水性能、和水的pH值調(diào)節(jié)而言，往往發(fā)現(xiàn)它們要優(yōu)于明礬。PAC產(chǎn)品通常由以下經(jīng)驗式描述Aln(OH)3n-mClm其中n是產(chǎn)品中的鋁摩爾量，m是產(chǎn)品中的氯摩爾量。相應(yīng)的產(chǎn)品堿度定義為％堿度={/(3[Al3+])}x100,堿度計算為比值[(3n-m)/3n]x100。當(dāng)使用堿金屬石威或堿土金屬堿來調(diào)節(jié)PAC產(chǎn)品的最終堿度時，產(chǎn)品的經(jīng)驗式修正如下Aln(OH)3n+Zx-mClmYx其中n是鋁的摩爾量，m是氯的摩爾量，x是堿金屬或堿土金屬的摩爾量，Z是金屬的化合價(例如，Na+為1，Ca^為2)。通常調(diào)節(jié)產(chǎn)品的堿度以達到理想的穩(wěn)定性、性能和/或其它的產(chǎn)品特性，其中堿度計算為比值[(3n+Zx-m)/3n]x100。此外，PAC產(chǎn)品的特征在于，鋁聚合體包含寬的聚合鐠，大小從一1,OOO道爾頓的Ab-聚合體的Keggin型復(fù)合體(如美國專利Nos.5,985,234和5,997,838所披露)直到如美國專利No.5,171,453中披露的7,000-35,000道爾頓的平均分子量。可以按若干方式制備PAC化學(xué)品，包括用氬氧化鋁、鋁金屬、鋁酸鈉、鋁酸釣、以及諸如氬氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、氫氧化鈣和氧化鈣的非鋁堿部分中和及水解氯化鋁。例如參見Ind.Eng.Chem.Res.2004,43,12-17,該文描述了通過膜反應(yīng)器由AlCls與NaOH進行反應(yīng)制備PAC。NaOH通過超濾膜的微孔向AlCl3溶液當(dāng)中的滲透使加入的NaOH小滴減小到納米級尺寸，導(dǎo)致所加入的NaOH的局部堿濃度/過飽和度顯著減小。這種過飽和度的減小使材料從溶液中的沉淀減少。此外，正如在該文中所指，由試4^靈逐時比色分析確定，該方法導(dǎo)致形成大量Aln-聚合體Keggin型復(fù)合體，并且如前所述導(dǎo)致Alb型物質(zhì)。該文以及其它現(xiàn)有技術(shù)(例如參見上文提到的美國專利Nos.5,985,234和5,997,838)表明，Al^(Alb)物質(zhì)由于其為+7的高陽離子電荷及穩(wěn)定性而成為最有效的PAC物質(zhì)。還通過在升高溫度和壓力下使氧化鋁/氫氧化鋁與氯化鋁或鹽酸反應(yīng)來制備PAC溶液。例如美國專利No.5,182,094披露了通過在120。C至170。C的溫度和高達7個大氣壓的高壓下使化學(xué)計量量的氫氧化鋁與氯化鋁溶液反應(yīng)制備PAC溶液的方法。在其中4皮露，可以加入氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣三者的至少之一，將所得到的PAC溶液的氫氧化物與鋁的摩爾比調(diào)節(jié)到1.9。該參考文獻沒有提及任何含鈣的PAC溶液的制備。也已描述過含堿金屬和堿土金屬的PAC及PACS溶液的制備。例如參見美國專利No.5,904,856,該專利涉及通過使鋁酸釣(最初通過在1000。C至1400。C下燒結(jié)氪氧化鋁和氧化釣或碳酸4丐制備)溶于10。C的HC1溶液來制備含釣的PAC溶液的方法。美國專利Nos.5,985,234和5,997,838公開了一種方法，其中在高溫(l15。C)下使三水合氧化鋁與鹽酸和硫酸反應(yīng)形成聚合羥基氯硫酸鋁產(chǎn)品，后者隨后可以在高剪切混合(l,OOOHz)條件下與鋁酸鈉反應(yīng)，溫度低于60。C時得到50。/o-70Q/。堿度的PACS,溫度高于60。C時得到大于70%堿度的產(chǎn)品。制備中涉及的高剪切混合操作是反應(yīng)過程的必要步驟。通常情況下，PAC溶液在30。/。至75。/。堿度下是不穩(wěn)定的，隨著時間的推移會形成沉淀。為此，這些參考文獻中^^開可以將少量的堿土金屬化合物(例如，最多約1Q/。的碳酸釣)添加到PAC和PACS溶液中，用作小于70%堿度的穩(wěn)定劑。大于70%的堿度則不需要使用碳酸鈣，但如果溶液中包括它的話，溶液的穩(wěn)定性也不會受到不利的影響。包含有含4丐PACS溶液的組合物在美國專利Nos.5,348,721和5,348,721中已有記載。其公開的所有組合物都包^^克酸鹽。還已知含氨基酸的聚合羥基氯化鈣鋁溶液(PAC-Ca)為增效的止汗劑，如美國專利Nos.6,042,816和7,087,220中所述。還已知的是使用聚合羥基氯化鋁為止汗劑。通過SEC-HPLC對構(gòu)成溶液和粉末的這些組合物的鋁物質(zhì)分布進行表征。鋁物質(zhì)根據(jù)它們的分子量而分開，并且按分子量減小的順序稱為譜帶I、II、III和IV:鐠帶I具有最大分子量的鋁物質(zhì)，中間分子量的鋁物質(zhì)被稱為譜帶II和III，鐠帶IV包含具有最低分子量的鋁物質(zhì)，例如鋁單體和二聚體。美國專利Nos.6,042,816和7，087,220中描述的止汗劑鹽的增效性歸因于在聚合羥基氯化鋁溶液中同時存在釣陽離子和氨基酸，這是一種活化和穩(wěn)定低分子量鋁物質(zhì)的組合，其特征在于SEC-HPLC分析中的高的譜帶III峰面積。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會意識到，這些譜帶III聚合物與增強的止汗劑功效相關(guān)，通常其特征在于低的Alb含量，如試鐵靈分析所確定。還可以通過美國專利2,571,030中描述的方法制備適合作為止汗劑的聚合羥基氯化鈣鋁溶液，該專利披露了無氨基酸的鉤聚合羥基氯化鋁止汗劑鹽，其被認(rèn)為是對織物破壞的腐蝕性小的鹽。該專利描述了碳酸釣與聚合羥基氯化鋁或者與氯化鋁和鋁粉末反應(yīng)的方法；聚合羥基氯化鈣鋁鹽對每100重量份的鋁具有0.2至15重量份的鈣。形成的鋁物質(zhì)大多是大的鋁聚合體，鋁單體的量非常少。美國專利Nos.3,979,510和3,998,788描述了用微量的鎂和鈣的碳酸鹽或其甘氨酸鹽緩沖的鋁-鋯止汗劑組合物，其包括被認(rèn)為與當(dāng)前的應(yīng)用不相關(guān)的組合物。然而，上述引用的現(xiàn)有技術(shù)都沒有公開包含通過SEC-HPLC確定的大的聚合鋁物質(zhì)(譜帶I)和小的單體鋁物質(zhì)(譜帶IV)的聚合羥基氯化鈣鋁組合物。因此，非常有利的是能提供一種穩(wěn)定經(jīng)濟的聚合羥基氯化釣鋁組合物，其包含大的聚合鋁物質(zhì)和小的單體鋁物質(zhì)，這樣使得其溶液適合作為有效的水處理化學(xué)品、造紙施膠化學(xué)品并用于止汗劑制劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種增效的新聚合羥基氯化鈣鋁組合物的制備方法，該組合物的溶液適合于水處理、造紙施膠和止汗劑應(yīng)用。通過酸化較高堿度的反應(yīng)產(chǎn)物，從而形成中到高堿度的最終產(chǎn)物，由此制備本發(fā)明所設(shè)想的新聚合羥基氯化鈣鋁組合物。按本發(fā)明提供制備較高堿度產(chǎn)物的替代方法，為方便起見，以下稱為方法A和B。在方法A中，在大于60。C的溫度下使諸如鹽酸、氯化鋁(AlCl3)或其混合物的酸水溶液與諸如氧化鈣或碳酸鈣的強堿性鈣鹽及鋁粉混合。在方法B中，使礬土、氫氧化鋁或鋁金屬和鋁酸鈣與鹽酸混合，并在高溫和/或高壓下反應(yīng)指定的一段時間，由此當(dāng)反應(yīng)完成時過濾混合物，從而得到透明的溶液。最終的PAC-Ca溶液可以干燥成粉末，并且可以具有約40%至約80%的寬堿度范圍。在較低的堿度下，聚合羥基氯化鈣鋁鹽優(yōu)選用作止汗劑，而在較高的堿度下，該溶液優(yōu)選用作水處理化學(xué)品。因此本發(fā)明的一個目的是要提供新的聚合羥基氯化鈣鋁穩(wěn)定組合物其適合作為止汗劑活性組分，或者作為水處理凝聚劑；排阻了硫酸鹽的存在；沉降迅速，并且減少水處理過程中的淤渣產(chǎn)生。本發(fā)明的另一目的是要提供新聚合羥基氯化鈣鋁組合物，該組合物作為溶液來講既經(jīng)濟又穩(wěn)定，并且可以有效地起到水處理劑和止汗劑活性組分的作用。圖1是根據(jù)本發(fā)明的方法A制備的PAC-Ca溶液的27A1NMR。圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法B制備的PAC-Ca溶液的SEC-HPLC。具體實施例方式本發(fā)明涉及制備用于水處理、造紙施膠和止汗劑應(yīng)用的增效新聚合羥基氯化鉤鋁(PAC-Ca)組合物。該組合物包含大的聚合鋁分子物質(zhì)和小的單體鋁分子物質(zhì)，通過酸化由酸水溶液和堿性釣鹽及鋁源在高于60。C的溫度下反應(yīng)形成的產(chǎn)物獲得，所述堿性釣鹽如氧化釣、碳酸釣，所述鋁源如鋁酸鉀、鋁金屬、氬氧化鋁或礬土。新PAC-Ca組合物化學(xué)式如下AlnCa^(OH)3n+2x-mClm其中n是鋁的摩爾量，？c是釣的摩爾量，m是氯的摩爾量。溶液的鋁與氯的優(yōu)選比率為0.5至1.0，>喊度為約40%至約80%。本發(fā)明涉及酸化由被稱為方法A和方法B的替代方法得到的反應(yīng)產(chǎn)物。根據(jù)方法A，首先使諸如鹽酸或氯化鋁的酸水溶液與諸如氧化鉤、氫氧化釣或碳酸釣的強釣堿反應(yīng)，接著在大于60。C的溫度下使此溶液與鋁源反應(yīng)。鋁源可以是鋁粉、小球或錠、氬氧化鋁或氬氧化鋁以及礬土，鋁粉是最優(yōu)選的。當(dāng)使用鋁粉時，方法A中的反應(yīng)溫度對性能不會產(chǎn)生顯著的影響。在方法B中，在較高溫度和/或高壓下使礬土、氬氧化鋁或鋁金屬和鋁酸鉤及鹽酸反應(yīng)一定的時間段，過濾反應(yīng)混合物得到透明的溶液。在此方法中，鋁石凡土、鋁酸鉤和鹽酸水溶液在高于約90。C反應(yīng)8小時至12小時，冷卻反應(yīng)混合物并沉降，分離混合物的上層，過濾得到透明的溶液。作為方法的副產(chǎn)物產(chǎn)生的任何淤渣在反復(fù)酸洗和水洗之后可以用作土地再填埋物?；蛘撸紫瓤梢允逛X酸4丐與鹽酸反應(yīng)，過濾反應(yīng)混合物得到透明的溶液，后者然后與鋁粉反應(yīng)。在方法B中使用鋁酸鈣是更經(jīng)濟的鋁源。將諸如鹽酸或氯化鋁的酸或者具有通式AlCaje(OH)3+2x-mClm的酸性鋁試劑加入到由方法A或B形成的反應(yīng)產(chǎn)物中，其中m21，12x^0。最終PAC-Ca溶液的堿度由酸的用量確定。當(dāng)PAC-Ca用于止汗劑應(yīng)用時，優(yōu)選使用氯化鋁或鹽酸進行酸化，而當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物用于水處理及造紙施膠應(yīng)用時，可以使用任意適當(dāng)?shù)乃帷Ｋ岬募尤雰?yōu)選在環(huán)境溫度下進行。所得到的PAC-Ca的鋁聚合體分布及性能由鈣、鋁和氯的濃度以及過程的性質(zhì)所決定。如果釣含量低，例如為約1%重量或更低，則所得溶液的堿度太低，無法形成以SEC-HPLC的語帶I為特征的大的聚合鋁物質(zhì)。相比之下，如果鈣含量過高，例如大于約4%時，所得溶液的堿度往往變得過高而無法穩(wěn)定，導(dǎo)致膠凝或沉淀。鋁的濃度也很重要。例如，如果鋁濃度過高，例如高于約8.5%重量時，產(chǎn)生的期望的譜帶I聚合鋁物質(zhì)少，而如果鋁濃度太低，例如低于約5%時，則產(chǎn)品溶液的使用可能是不合算的。此外，A1/C1比率影響產(chǎn)物的穩(wěn)定性。例如，如果該比率太低，例如低于約0.5時，為了達到用于形成大的鐠帶I鋁物質(zhì)的理想堿度，需要堿性更大的4丐鹽，這種條件將導(dǎo)致溶液不穩(wěn)定，這部分地是由于溶液的離子強度更高的原因。最終，優(yōu)選使PAC-Ca溶液包含約1.5Q/。至約3.5。/。的Ca、優(yōu)選約2%至約3%的。3;約5.5%至約8.5%的八1、優(yōu)選約6.5%至約7.5%的"；約0.5:1至約1:1的A1/C1原子比、優(yōu)選約0.6:1至約0.9:1的比率?？梢酝ㄟ^任何已知的合適方法將PAC-Ca或任何中間溶液干燥成粉末，這些方法包括滾筒干燥、噴霧干燥、冷凍干燥和真空干燥。如上文所述，堿度用于表達PAC溶液的中和或水解的程度。PAC溶液的堿度定義為。/。堿度-(/(3[A產(chǎn)]》x100。市售的聚合鋁凝聚劑通常堿度在約15%至約85%之間。堿度影響凝聚劑的堿度消耗以及聚合和單體鋁物質(zhì)的相對占有率。一般而言，較高的石威度導(dǎo)致較大量的聚合的鋁物質(zhì)，而較大份額的解聚的(如語帶IV)鋁物質(zhì)導(dǎo)致堿度較低的產(chǎn)品。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明制備的新PAC-Ca溶液同時具有大量的解聚鋁物質(zhì)(譜帶IV)和較高分子量的鋁物質(zhì)(譜帶I)。如實施例3所示，在本發(fā)明的新PAC-Ca溶液中，沒有顯著量的Alb(Al『聚體)有助于PAC溶液水處理性能的增強。本發(fā)明的新聚合羥基氯化釣鋁組合物表征如下SEC誦HPLC通過借助于例如在美國專利Nos.5,330,751和5,356,609中描述的高效液相色鐠(HPLC)儀器操作的尺寸排阻色譜法(SEC)確定鋁復(fù)合體的聚合度。在這一技術(shù)中，鋁聚合體的分布根據(jù)其分子量分離開來，按分子量降低的順序被稱為譜帶I、II、III和IV:譜帶I具有最大分子量的鋁物質(zhì)，中間分子量的鋁物質(zhì)為鐠帶n和ni，譜帶IV包含具有最低分子量的鋁物質(zhì)，例如鋁單體及二聚體。譜帶V和VI源自鈣和氯。確定一個或多個峰的相對面積以表征聚合物質(zhì)在形成的鋁復(fù)合體中的分布。洗脫譜帶i、n、in和iv中所有的鋁物質(zhì)并相應(yīng)地計算每個峰面積的百分比。為了增強止汗劑應(yīng)用的功效，通常在鋁或鋁-鋯止汗劑鹽中優(yōu)選具有更多的解聚鋁物質(zhì)，例如高SEC-HPLC譜帶III和IV。根據(jù)本發(fā)明的新PAC-Ca組合物具有約5。/。至約40。/。的SEC-HPLC譜帶I峰面積和約20。/。至約90。/o的鐠帶IV峰面積。當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物用作止汗劑時，優(yōu)選譜帶1小于20%,最優(yōu)選鐠帶1小于10%，譜帶IV超過約40。/。。當(dāng)作為水處理化學(xué)品時，優(yōu)選語帶1超過20%,通常超過25%，鐠帶IV中的峰面積超過30%,優(yōu)選超過約35%。核磁共振波鐠10利用"A1核磁共振(NMR)確定含鋁溶液及材料的結(jié)構(gòu)和/或配位環(huán)境。在本發(fā)明中將此技術(shù)應(yīng)用于新PAC-Ca組合物中的不同的鋁物質(zhì)。溶液形式的PAC-Ca在該形式下測量，而剛好在測量之前將粉末溶于氘化水中形成10%重量的溶液。數(shù)據(jù)收集使用104.2MHz的Varianlnova400儀器。通過以下的實施例進一步例解本發(fā)明。在實施例中，除另有指明外，份數(shù)是按重量計的。這些實施例是說明性的，不應(yīng)視為對本發(fā)明的范圍進行限制。實施例l:通過向反應(yīng)產(chǎn)物中加入氯化鋁制備PAC-Ca溶液-方法A使191份氯化鋁與加熱到80。C至90。C的269份水混合，加入20份氧化鉤(99%純度)并反應(yīng)形成透明的溶液，接著加入鋁粉。1.5小時后結(jié)束反應(yīng)。過濾后得到透明的無色溶液，具有6.03Q/。A1，3.0%Ca和8.9。/oCl。向上述透明溶液中加入不同量的氯化鋁溶液，從而制備具有不同Al/C1比率和堿度的PAC-Ca溶液。結(jié)果列于表I。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>注已發(fā)現(xiàn)，由PAC-Ca溶液的譜帶I表示的較大的聚合鋁物質(zhì)在存在氯化鋁時于較高的堿度下更穩(wěn)定。在堿度大于70%的堿度下進一步產(chǎn)生更高量的鐠帶IV鋁物質(zhì)。實施例2:通過向反應(yīng)產(chǎn)物中加入氯化鋁制備PAC-Ca溶液-方法B將不同的氯化鋁溶液加入到反應(yīng)產(chǎn)物的溶液中，所述反應(yīng)產(chǎn)物的溶液制備如下，在約100。C下使鋁礬土、鋁酸鉤和鹽酸水溶液混合并加熱所需的一段時間，冷卻，沉降，過濾并干燥。所得到的PAC-Ca溶液的結(jié)果列于表II。表n<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實施例3:在高溫和低溫下根據(jù)方法A向反應(yīng)產(chǎn)物中加入酸性鋁溶液制備的PAC-Ca溶液的比較(i)制備酸性鋁溶液使785份氯化鋁溶液與183份水混合并加熱。加入32份鋁粉并在90。C至95。C反應(yīng)約1小時。過濾反應(yīng)混合物得到透明的溶液，其包含7.6。/o的Al和17.5。/o的Cl，A1/C1比率為0.57。(ii)低溫制備PAC-Ca溶液使106份氯化鋁、123份水和8.75份氧化4丐混合并回流1小時，得到幾乎透明的溶液，然后使溶液冷卻到約55。C,于約40分鐘內(nèi)在該溫度下加入鋁粉，在55。C至70。C反應(yīng)6.5小時。過濾反應(yīng)混合物。使100份這種溶液與17份通過反應(yīng)(i)制備的酸性鋁溶液混合，得到透明無色的PAC-Ca溶液(實驗號9)。(iii)高溫制備PAC-Ca溶液使474份氯化鋁、500份水和44份氧化釣在85。C至90。C下反應(yīng)到幾乎透明，加入47份鋁粉并反應(yīng)約1小時40分鐘。反應(yīng)過程中加水以保持溶液的體積。使200份過濾的溶液與32份溶液(i)混合，形成透明無色的PAC-Ca溶液(實驗號lO)。結(jié)果列于表m。表m實<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>注溶液9和1O分別具有11.4%和8.6%的低A113。溶液9和10用于燒杯試驗，用來與兩種(均為市售的)PAC溶液比較。PAC-1溶液具有高HPLC譜帶I和小于10。/。的低譜帶IV,堿度高于82%。PAC-2溶液沒有語帶I，具有高于35。/。的高譜帶IV，堿度為約75%。PAC-1和PAC-2溶液均具有超過11。/。重量的A1。燒杯試驗的水初始濁度為14NTU。在測試中，使凝聚劑與測試水混合，在100RPM下攪動l分鐘，接著緩慢攪拌(30RPM)10分鐘，非常緩慢地攪拌(15RPM)10分鐘，用以使絮凝物沉降，數(shù)據(jù)列于表IV。表IV<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>數(shù)據(jù)表明，PAC-Ca溶液在低得多的鋁含量'青況下的性能優(yōu)于或等同于PAC溶液。此夕卜PAC-Ca溶液所產(chǎn)生的淤渣要少得多。實施例4:根據(jù)方法B制備PAC-Ca溶液(i)制備中堿度PAC-Ca溶液在反應(yīng)容器中將536份HC1溶液加入到150份水中并徹底混合。在30分鐘內(nèi)加入210份鋁酸鉤(27.8。/。A1，19.2%Ca)，導(dǎo)致反應(yīng)混合物放熱至110。C。保溫1.5小時，過濾產(chǎn)生的漿料，得到透明的棕色溶液，具有5.45。/。Al(10.3。/。Al203)，堿度為39%。(ii)制備高堿度PAC-Ca溶液使200份39。/。的堿性PAC-Ca溶液與360份水混合并加熱。在指定的時間段內(nèi)加入32份鋁粉。加入之后繼續(xù)進行反應(yīng)，直到A1粉完全溶解。溶解之后，向反應(yīng)混合物中加入178份39。/。的PAC-Ca溶液，然后過濾，得到6.98。/。Al(13.2。/。Al203)的溶液，堿度為77%。應(yīng)該理解的是，對本發(fā)明易于作出許多變動和修改，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，可以按照其它特定的形式來具體實施本發(fā)明而不偏離本文中公開的本發(fā)明的基本屬性的實質(zhì)，根據(jù)前述的說明書，應(yīng)當(dāng)參考所附的權(quán)利要求來確定本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1.一種制備下式的PAC-Ca溶液的方法，AlnCaχ(OH)3n+2χ-mClm其中n是鋁的摩爾量，χ是鈣的摩爾量，m是氯的摩爾量，并且其中溶液的鋁與氯之比為約0.5至約1.0，堿度為約40％至約80％，HPLC譜帶I峰面積為5％至40％，譜帶IV峰面積為20％至90％，所述方法通過酸化如下制備的反應(yīng)產(chǎn)物進行(A)(i)使選自鹽酸和氯化鋁的酸水溶液與強鈣堿反應(yīng)；和(ii)在至少60℃的溫度下使得自(i)的溶液與鋁源反應(yīng)，直到獲得穩(wěn)定的產(chǎn)物溶液；和(B)(i)使選自鋁金屬、礬土、氫氧化鋁的鋁化合物與鋁酸鈣和強酸在高于約90℃的高溫下反應(yīng)足以產(chǎn)生穩(wěn)定的反應(yīng)產(chǎn)物的一段時間；(ii)冷卻并沉降反應(yīng)產(chǎn)物混合物；和(iii)分離和過濾反應(yīng)混合物的上層，從而得到透明的穩(wěn)定溶液。2.—種制備下式的PAC-Ca溶液的方法，AlnCa^(OH)3n+2x-mClm其中n是鋁的摩爾量，x是4丐的摩爾量，m是氯的摩爾量，并且其中溶液的鋁與氯之比為約0.5至約1.0，堿度為約40%至約80%，HPLC譜帶1峰面積為5%至40%,譜帶IV峰面積為20。/。至90。/。，所述方法通過酸化如下制備的反應(yīng)產(chǎn)物進行(i)使選自鹽酸和氯化鋁的酸水溶液與強釣堿反應(yīng)；和(ii)在至少60。C的溫度下使得自(i)的溶液與鋁源反應(yīng)，直到獲得穩(wěn)定的產(chǎn)物溶液。3.—種制備下式的PAC-Ca溶液的方法，AlnCa/OH)3n+2x-mClm其中n是鋁的摩爾量，5C是鉤的摩爾量，m是氯的摩爾量，并且其中溶液的鋁與氯之比為約0.5至約1.0,堿度為約40%至約80%，HPLC鐠帶1峰面積為5%至40%,譜帶IV峰面積為20。/。至90。/。，所述方法通過酸化如下制備的反應(yīng)產(chǎn)物進行(i)使選自鋁金屬、礬土、氪氧化鋁的鋁化合物與鋁酸釣和強酸在高于約90。C的高溫下反應(yīng)足以產(chǎn)生穩(wěn)定的反應(yīng)產(chǎn)物的一段時間；和(ii)冷卻并沉降反應(yīng)產(chǎn)物混合物；和(iii)分離和過濾反應(yīng)混合物的上層，從而得到透明的穩(wěn)定溶液。4.權(quán)利要求1的方法，其中酸化所使用的酸是氯化鋁。5.權(quán)利要求1的方法，其中酸化所使用的酸是鹽酸。6.權(quán)利要求2的方法，其中HPLC譜帶I峰面積小于10。/。，并且譜帶IV峰面積大于約40。/。。7.權(quán)利要求3的方法，其中HPLC譜帶I峰面積大于20。/。，并且譜帶IV峰面積大于約30。/。。8.權(quán)利要求2的方法，其中鋁源是鋁粉。9.權(quán)利要求2的方法，其中酸水溶液包括鹽酸。10.權(quán)利要求2的方法，其中酸水溶液包括氯化鋁。11.權(quán)利要求2的方法，其中組合物具有至少20。/。的HPLC鐠帶I峰面積和至少30%的語帶IV峰面積。12.權(quán)利要求2的方法，其中使溶液干燥成固體。13.權(quán)利要求3的方法，其中鋁化合物是鞏土。14.權(quán)利要求3的方法，其中鈣源是鋁酸鈣，并且強酸是鹽酸。15.權(quán)利要求3的方法，其中鋁化合物是鋁金屬。16.權(quán)利要求3的方法，其中鋁化合物是氫氧化鋁，并且強酸是氯化鋁。17.權(quán)利要求3的方法，其中組合物具有大于20。/。的HPLC譜帶I峰面積和大于30。/。的語帶IV峰面積。18.權(quán)利要求3的方法，其中使溶液干燥成固體。19.一種通過權(quán)利要求2的方法得到的產(chǎn)物。20.—種通過權(quán)利要求3的方法得到的產(chǎn)物。全文摘要本發(fā)明提供一種用于水處理、造紙施膠及止汗劑應(yīng)用的增效新聚合羥基氯化鈣鋁組合物的制備方法。通過酸化較高堿度的反應(yīng)產(chǎn)物，形成中到高堿度的最終產(chǎn)品，由此制備聚合羥基氯化鈣鋁組合物。提供兩種方法制備較高堿度的產(chǎn)物，在設(shè)想的第一種方法中，在大于60℃的溫度下使諸如鹽酸、氯化鋁或其混合物的酸水溶液與諸如氧化鈣或鈣碳酸的強堿性鈣鹽和鋁粉混合。在第二種方法中，使礬土、氫氧化鋁或鋁金屬和鋁酸鈣與鹽酸混合，并在高溫和/或高壓下反應(yīng)一定的時間段，由此當(dāng)反應(yīng)完成時，過濾混合物以得到透明的溶液?？梢詫⒆罱K的PAC-Ca溶液干燥成粉末，具有約40％至約80％的寬范圍堿度。在堿度較低時，聚合羥基氯化鈣鋁優(yōu)選用作止汗劑，而在堿度較高時，溶液優(yōu)選用作水處理化學(xué)品。文檔編號C01F7/00GK101460401SQ200780020649公開日2009年6月17日申請日期2007年8月8日優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日發(fā)明者K·賈納克,M·里爾克,Z·李申請人:通用化學(xué)有限責(zé)任公司