具有高比表面积的球状氢氧化镁颗粒和球状氧化镁颗粒、以及它们的制造方法
【专利摘要】本发明提供具有高比表面积的球状氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒、以及它们的制造方法。一种氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒，其为鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状，利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径（D50）为1.0～5.0μm，比表面积为10m2/g以上。
【专利说明】具有高比表面积的球状氢氧化镁颗粒和球状氧化镁颗粒、以及它们的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有高比表面积的球状氢氧化镁颗粒和球状氧化镁颗粒、以及它们的制造方法。
【背景技术】
[0002]氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒被用于各种各样的领域。作为氢氧化镁颗粒的用途，可列举出喷墨用纸的涂布剂、阻燃剂、蓄热材料、催化剂及电子材料等；作为氧化镁颗粒的用途，可列举出光学材料、喷墨用纸的涂布剂、催化剂及电子材料等。
[0003]将氢氧化镁颗粒用于喷墨用纸的涂布剂、阻燃剂、蓄热材料、催化剂及电子材料用途时，有如下的期望。在涂覆剂中，要求具有与染料墨所具有的大量OH基的亲和性高的OH基以及容易吸附于具有大量负电荷的颜料墨的正电荷，且具有染料容易渗入颗粒间的聚集体结构的氢氧化镁颗粒。另外，在阻燃剂、蓄热材料以及催化剂中，要求具有分散性优异、显示高反应性的聚集体结构的氢氧化镁颗粒。进而，在电子材料中，要求分散性优异的、小的氢氧化镁颗粒。
[0004]将氧化镁颗粒用于光学材料、喷墨用纸的涂覆剂、催化剂及电子材料等用途时，有如下的期望。在光学材料中，要求具有分散性优异、容易扩散光的聚集体结构的氧化镁颗粒。另外，在催化剂中，要求分散性优异、显示高反应性的聚集体结构的氧化镁颗粒。进而，在电子材料中，要求分散性优异的、小的氧化镁颗粒。
[0005]专利文献I中记载了一种球状氢氧化镁颗粒，其是通过使硫酸离子〔(S04) 2_〕/镁离子〔(Mg) 2+〕的离子浓度比为0.3~2.0的范围而获得的，且具有2个以上不同方向的散页(leaflet)状片键合和/或交叉而成的结构。然而，专利文献I中记载的方法无法稳定地形成球状氢氧化镁，混杂有板状和柱状的氢氧化镁，这样的氢氧化镁颗粒对树脂等的分散性不充分，有在催化剂等中使用时比表面积低、反应性低这样的问题。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2003-261796号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]本发明的目的在于提供具有高比表面积的球状氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒，以及它们的制造方法。
[0011]本发明人等发现，向包含选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物的分散液中添加选自由2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物(其中，Zn、Zr、Hf及Ti的化合物除外)，进而添加有机酸而获得反应液，将该反应液与在恒温加湿机等中使氧化镁颗粒的表面部分水合而得到的氧化镁颗粒混合，在高剪切下进行水合反应，由此可得到分散性优异、反应性高、具有高比表面积的球状氢氧化镁颗粒。另外，本发明人等发现，通过将本发明的氢氧化镁颗粒在大气气氛中、500°C~1400°C下进行煅烧，可得到具有高比表面积的球状氧化镁颗粒。
[0012]即，本发明涉及氢氧化镁颗粒，其为鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状，利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径(D5tl)为1.0~5.0 μ m，比表面积为IOm2/g以上。
[0013]本发明还涉及前述所述的氢氧化镁颗粒，其包含以氧化物换算为0.01~4.0质量％的、选自由Zn、Zr、Hf及Ti组成的组中的金属元素，包含以金属元素换算为0.01~5.0质量％的、选自由2价及3价金属组成的组中的进一步的金属元素(其中，Zn、Zr、Hf及Ti除外)。
[0014]本发明涉及氧化镁颗粒，其为鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状，利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径(D5tl)为1.0~5.0 μ m，比表面积为10m2/g以上。
[0015]本发明还涉及前述所述的氧化镁颗粒，其包含以氧化物换算为0.01~4.0质量％的、选自由Zn、Zr、Hf及Ti组成的组中的金属元素，包含以金属元素换算为0.01~5.0质量％的、选自由2价及3价金属组成的组中的进一步的金属元素(其中，Zn、Zr、Hf及Ti除外)。
[0016]本发明涉及氢氧化镁颗粒的制造方法，其包括以下工序:
[0017](a)向包含选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物的分散液中添加选自由2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物(其中，Zn、Zr、Hf及Ti的化合物除外)，并进一步添加有机酸而获得反应液的工序；
[0018](b)将工序(a)的反应液、以及利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50% 粒径(D5tl)为 0.1 ~10 μ m、比表面积为 1.0 ~20.0m2/g、Ig-1oss 为 2.0 ~25.0% 的部分水合氧化镁混合，获得混合液的工序
[0019](此处，
[0020]选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物相对于部分水合氧化镁，以氧化物换算为0.1~5.0质量％，
[0021]选自由2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物相对于部分水合氧化镁，以金属元素换算为0.1~5.0质量％，
[0022]有机酸相对 于部分水合氧化镁100g为0.01~3.0mol)；
[0023](c)将工序(b)的混合液在50~100°C的温度下、用圆周速度为7~20m/s的搅拌机进行混合的工序；
[0024](d)在30~100°C的温度下进行搅拌而获得氢氧化镁浆料的工序；以及
[0025](e)将工序(d)的氢氧化镁浆料过滤、水洗、使其干燥而获得氢氧化镁颗粒的工序。
[0026]本发明涉及前述所述的方法，其中，工序(b)的部分水合氧化镁是通过将氧化镁颗粒在温度40~95 °C、湿度60~95%的恒温高湿机内放置0.5~24小时而获得的，所述氧化镁颗粒的利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径(D5tl)为0.1~10 μ m、比表面积为1.0~15.0m2/go[0027]本发明涉及前述所述的方法，其中，工序(b)的混合液中的部分水合氧化镁的浓度为 20 ~200g/L。
[0028]本发明涉及氧化镁颗粒的制造方法，其包括将前述所述的氢氧化镁颗粒或通过前述所述的方法获得的氢氧化镁颗粒在大气气氛中、500~1400°C下进行煅烧的工序。
[0029]根据本发明，可提供具有高比表面积的球状氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒，以及它们的制造方法。本发明的氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒具有高比表面积，具有高分散性，在各种各样的领域中是有用的。另外，根据本发明的制造方法，能够容易地制造氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明的氢氧化镁颗粒的电子显微镜照片。
【具体实施方式】
[0031]本发明的氢氧化镁颗粒为鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状，利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径(D5tl)为1.0~5.0 μ m，比表面积为10m2/g以上。在本发明中，一次颗粒的形状为鳞片状，鳞片的厚度(短轴)例如为0.01~0.1 μ m，鳞片的最大长度相对于厚度的比率(长径比)例如为10~1000。这样的一次颗粒聚集而成的球状颗粒在颗粒表面存在均匀的细孔，与通过现有的制造方法获得的六角板状的氢氧化镁颗粒相t匕，由于比表面积较高而液体和气体分子的吸附性高，由于形状为球状而对树脂等的分散性高。另外，将这种一次颗粒聚集而成的球状颗粒作为用纸的涂布剂而使用时，由于构成球状的鳞片状氢氧化镁不会 过于密集，因此墨的吸附性良好。
[0032]本发明的氢氧化镁颗粒的D5tl为1.0~5.0 μ m,比表面积为10m2/g以上。如果为这样的范围，则在配混到树脂等中时粘度不会变得过高，另外可抑制颗粒的聚集，因此分散性良好。另外，在将具有这样的粒径的氢氧化镁颗粒作为用纸的涂布剂使用时，颗粒不会从墨接收层突出，墨的定影性及吸收性良好。进而，粒径不会过大，因此对于光学材料及电子材料而言是有用的。本发明的氢氧化镁颗粒的D5tl优选为2.0~5.0 μ m，更优选为3.0~
5.0 μ m ；比表面积优选为10~120m2/g,更优选为20~100m2/g。在本发明中，比表面积通过BET法求出。
[0033]本发明的氢氧化镁粉末的利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积基准的累积10%粒径(Dltl)和累积90%粒径(D9tl)之比D9Q/D1Q优选为3以下，更优选为I~3的范围。如果为这样的比D9tZDltl，则氢氧化镁粉末的粒度分布狭窄，颗粒的聚集少，因此可得到更优异的分散性。
[0034]本发明的氢氧化镁颗粒还可以包含在其制造工序中所使用的化合物的金属元素。本发明的氢氧化镁颗粒包含以氧化物换算为0.01~4.0质量％的、选自由Zn、Zr、Hf及Ti组成的组中的I种以上的金属元素，包含以金属元素换算为0.01~5.0质量％的、选自由2价及3价金属元素组成的组中的I种以上的进一步的金属元素(其中，Zn、Zr、Hf及Ti除外)。如果为这些金属元素的含量，则将氢氧化镁颗粒作为涂布剂使用时，白度、紫外线吸收性以及折射率等充分。选自由Zn、Zr、Hf及Ti组成的组中的I种以上的金属元素、即Zn、Zr、Hf、T1、或它们的混合物的含量以氧化物换算，优选为0.05~4.0质量％，更优选为0.05~3.0质量％，进一步优选为0.05~2.5质量％。
[0035]在本发明中，作为选自由2价及3价金属元素组成的组中的I种以上的进一步的金属元素(其中，Zn、Zr、Hf及Ti除外)，没有特别限定，可列举出Ag、Al、B、Ba、B1、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、In、Mn、Mo、N1、Pb、Sr、Tl以及V，优选Al和Fe。选自由2价及3价金属元素组成的组中的I种以上的进一步的金属元素(其中，Zn、Zr、Hf及Ti除外)的含量以金属元素换算，优选为0.05~5.0质量％，更优选为0.1~5.0质量％，进一步优选为0.3~4.0质量％。
[0036]本发明的氧化镁颗粒为鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状，利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径(D5tl)为1.0~5.0 μ m，比表面积为10m2/g以上。这样的氧化镁颗粒对树脂等的分散性优异。具体而言，具有这样的粒径和比表面积的氧化镁颗粒在作为用纸的涂布剂使用时，颗粒不会从墨接收层突出，墨的定影性和吸收性良好、或者在配混到树脂等中时粘度不会变得过高，可抑制颗粒聚集，因此分散性良好。而且，粒径不会过大，因此对于光学材料及电子材料而言是有用的。本发明的氧化镁颗粒的D5tl优选为2.0~5.0 μ m，更优选为3.0~5.0 μ m ;比表面积优选为10~120m2/g，更优选为20~100m2/g。
[0037]本发明的氧化镁粉末的利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积基准的累积10%粒径(Dltl)和累积90%粒径(D9tl)之比D9(l/D1(l优选为3以下，更优选为I~3的范围。如果是这样的比D9tZDltl，则氧化镁粉末的粒度分布狭窄，颗粒的聚集少，因此能够得到更优异的分散性。
[0038]本发明的氧化镁颗粒还可以包含在其制造工序中所使用的化合物的金属元素。本发明的氧化镁颗粒包含以氧化物换算为0.01~4.0质量％的、选自由Zn、Zr、Hf及Ti组成的组中的I种以上的金属元素，包含以金属元素换算为0.01~5.0质量％的、选自由2价及3价金属元素组成的组中的I种以上的进一步的金属元素(其中，Zn、Zr、Hf及Ti除外)。如果为这样的金属元素的含量，则将氧化镁颗粒作为涂布剂使用时，白度、紫外线吸收性以及折射率等充分。选自由Zn、Zr、Hf及Ti`组成的组中的I种以上的金属元素、即Zn、Zr、Hf、T1、或它们的混合物的含量以氧化物换算，优选为0.05~4.0质量％，更优选为0.2~
4.0质量％，进一步优选为0.4~4.0质量％。
[0039]作为选自由2价及3价金属元素组成的组中的I种以上的进一步的金属元素(其中，Zn、Zr、Hf 及 Ti 除外)，没有特别限定，可列举出 Ag、Al、B、Ba、B1、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、In、Mn、Mo、N1、Pb、Sr、Tl以及V，优选Al和Fe。选自由2价及3价金属元素组成的组中的I种以上的进一步的金属元素(其中，Zn、Zr、Hf及Ti除外)的含量以金属元素换算，优选为0.1~5.0质量％，更优选为0.3~4.0质量％，进一步优选为0.4~4.0质量％。
[0040]本发明的氢氧化镁颗粒的制造方法包括以下工序:
[0041](a)向包含选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物的分散液中添加选自由2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物(其中，Zn、Zr、Hf及Ti的化合物除外)，并进一步添加有机酸而获得反应液的工序、
[0042](b)将工序(a)的反应液、以及利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50% 粒径(D5tl)为 0.1 ~10 μ m、比表面积为 1.0 ~20.0m2/g、Ig-1oss 为 2.0 ~25.0% 的部分水合氧化镁混合，获得混合液的工序
[0043](此处，
[0044]选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物相对于部分水合氧化镁，以氧化物换算为0.1~5.0质量％，
[0045]选自由2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物相对于部分水合氧化镁，以金属元素换算为0.1~5.0质量％，
[0046]有机酸相对于部分水合氧化镁100g为0.01~3.0mol)；
[0047](c)将工序(b)的混合液在50~100°C的温度下、用圆周速度为7~20m/s的搅拌机进行混合的工序；
[0048](d)在30~100°C的温度下进行搅拌而获得氢氧化镁浆料的工序；以及
[0049](e)将工序(d)的氢氧化镁浆料过滤、水洗、使其干燥而获得氢氧化镁颗粒的工序。
[0050]工序(a)为得到用于氧化镁的水合反应的反应液的工序。选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物是为了制作作为本发明的氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒的复合氢氧化物及复合氧化物而添加的。由此，白度、紫外线吸收性以及折射率等提高，可得到适合于光学材料、喷墨用纸的涂布剂的本发明的氢氧化镁和氧化镁颗粒。
[0051]作为Zn、Zr、Hf及Ti的化合物，只要是具有这些金属元素的化合物就没有特别限定，可列举出氧化物、氢氧化物、氢化物、卤化物(氟化物、氯化物、溴化物以及碘化物)、磷酸盐、碳酸盐以及硝酸盐等，优选氧化锌、氢氧化锌、氯化锌、硝酸锌、氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、硝酸锆、氧化铪、氢氧化`铪、氯化铪、硝酸铪、氧化钛、氢氧化钛、氯化钛以及硝酸钛。Zn、Zr、Hf以及Ti的化合物的纯度优选为99.0%以上，更优选为99.5%以上。在本发明中，纯度是指测定Zn、Zr、Hf及Ti的化合物中的杂质元素(Ag、Al、B、Ba、B1、Cd、Cl、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、In、K、L1、Mg、Mn、Mo、Na、N1、P、Pb、S、S1、Sr、Tl、V、Zn、Ti 以及 Zr)的含量，从 100质量％减去它们的总含量而得到的值。需要说明的是，构成作为对象的Zn、Zr、Hf及Ti的化合物本身的元素相当于前述Zn、Zr、Hf及Ti的化合物中的杂质元素时，该元素不包括在杂质元素中。例如，工序(a)中所使用的Zn、Zr、Hf及Ti的化合物为ZnO时，构成ZnO的Zn不包括在前述Zn、Zr、Hf及Ti的化合物中的杂质元素中。作为这些杂质元素的含量的测定方法，可列举出使用ICP发射光谱分析装置的测定方法。Zn、Zr、Hf及Ti的化合物的D50优选为0.1~100 μ m，更优选为0.5~50 μ m。
[0052]作为包含选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物的分散液中的溶剂，可列举出离子交换水。工序(a)中所用的分散液例如可以通过向离子交换水中添加选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物来获得。
[0053]2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐是为了控制本发明的氢氧化镁颗粒的溶解度和析出速度而添加的。作为2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐，优选氯化铝、氯化铁、硝酸铝及硝酸铁。2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐的纯度优选为99.0%以上，更优选为99.5%以上。另外，2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐的D5tl优选为0.1~100 μ m,更优选为0.5~50 μ m。
[0054]在本发明中，有机酸是为了控制作为原料的氧化镁颗粒的溶解度而添加的。作为有机酸，可列举出具有羧基的脂肪族或芳香族有机酸，优选甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及苯甲酸。
[0055]工序(b)为将工序(a)中获得的用于水合反应的反应液与部分水合氧化镁颗粒混合的工序。工序(b)中所用的部分水合氧化镁颗粒是对氧化镁颗粒的活性度进行了调节的部分水合氧化镁颗粒。工序(b)中所用的部分水合氧化镁颗粒是利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径(D5tl)为0.1~10 μ m、比表面积为1.0~20.0m2/g、Ig-1oss为2.0~25.0%的、表面的一部分进行了水合的氧化镁，即部分进行水合而成的氧化镁。通过使用这样的部分水合氧化镁，可获得具有高比表面积的氢氧化镁颗粒。
[0056]工序(b)中所用的部分水合氧化镁颗粒的D5tl小于0.1 μ m时，水合速度变得过快，会成为粗大的聚集颗粒。另外，D5tl大于IOym时，水合反应无法充分进行而残留包含氧化镁的颗粒。D5tl优选为0.1~5.0 μ m。工序(b)中所用的部分水合氧化镁颗粒的比表面积超过20.0m2/g时，水合速度变得过快，会成为粗大的聚集颗粒。另外，比表面积低于1.0m2/g时，水合反应无法充分进行而残留包含氧化镁的颗粒。比表面积优选为2.0~18.0m2/g,更优选为3.0~15.0m2/go
[0057]表示工序(b)中所用的部分水合氧化镁颗粒的附着水分和水合物结构中的水分的总量的Ig-1oss (灼烧失重)为2.0~25.0%。即，Ig-1oss表示本发明中的部分水合氧化镁颗粒中的水合程度。Ig-1oss超过25.0%时,水合反应受到抑制,有未水合的氧化镁残留，是不优选的。为了使水合反应充分进行，进而得到具有高比表面积的氢氧化镁，Ig-1oss优选为2.0~20.0%，更优选为3.0~18.0%。本发明中，Ig-1oss通过将部分水合氧化镁颗粒在1273K下煅烧3600秒后进行测定而求出。
[0058]这种工序(b)中所准备的部分水合氧化镁可以通过将氧化镁颗粒在温度40~950C、湿度60~95%的恒温高湿机内放置0.5~24小时的工序而得到，所述氧化镁颗粒的利用激光衍射散 射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径(D5tl)为0.1~10 μ m，比表面积为1.0~15.0m2/g。通常,作为原料的氧化镁的Ig-1oss为0.1~1.0%,通过增加在恒温高湿机内放置的时间，能够使Ig-1oss增加。成为工序(b)中所准备的部分水合氧化镁的原料的氧化镁的D5tl优选为0.1~5.0 μ m。另外，成为工序(b)中所准备的部分水合氧化镁的原料的氧化镁的比表面积优选为2.0~15.0m2/g,更优选为3.0~15.0m2/g。
[0059]工序(b)中所用的部分水合氧化镁及分散液中所包含的各成分的量如下所述。
[0060]选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物的量相对于部分水合氧化镁颗粒，以氧化物换算为0.1~5.0质量％。选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的化合物的量小于0.1质量％时，作为涂布剂使用的情况下，白度、紫外线吸收性以及折射率等不充分，颗粒形状也不会成为鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状颗粒，而是成为六角板状的颗粒。另外，选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的化合物的量大于5.0质量％时，不会成为本发明这样的鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状颗粒，而是成为六棱柱状的颗粒。选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物的量相对于部分水合氧化镁颗粒，优选为0.4~4.0质量％。
[0061]选自由2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物的量相对于部分水合氧化镁颗粒，以金属元素换算为0.1~5.0质量％。添加量小于0.1质量％时，晶体的析出速度变慢，成为单分散的六棱柱状颗粒；添加量大于5.0质量％时，晶体的析出速度变得过快,成为粗大的聚集颗粒。选自由2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物的量相对于部分水合氧化镁颗粒，以金属元素换算更优选为0.4~4.0质量％。
[0062]有机酸的添加量相对于部分水合氧化镁颗粒100g为0.01~3.0mol。有机酸的添加量相对于部分水合氧化镁颗粒100g小于0.01mol时，晶体的析出速度变慢，成为单分散的六棱柱状颗粒；大于3.0mol时，晶体的析出速度变得过快，成为粗大的聚集颗粒。有机酸的添加量相对于部分水合氧化镁100g,优选为0.01~2.0mol。
[0063]工序(b)中，混合液中的部分水合氧化镁的浓度优选为20~200g/L，更优选为50~180g/L，进一步优选为50~150g/L。即，将部分水合氧化镁相对于工序(a)中获得的反应液的量调整至20~200g/L为优选，更优选为50~180g/L，进一步优选为50~150g/L。如果为这样的反应液中的部分水合氧化镁浓度，则水合反应充分地进行。
[0064]工序(b)中，反应液的温度优选为50~100°C，更优选为50~95°C，进一步优选为70~90°C。如果为这样的温度，则水合反应充分地进行。
[0065]工序(C)为在50~100°C的温度下使用圆周速度为7~20m/s的搅拌机进行混合的工序。为了控制反应时的分散状态，可对搅拌的转数进行调节。圆周速度小于7m/s时，无法得到鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状氢氧化镁。另外，圆周速度大于20m/s时，氢氧化镁颗粒在核生成时充分分散，形成单分散的六棱柱状氢氧化镁颗粒，无法得到本发明这样的球状氢氧化镁颗粒。作为用于这种搅拌的装置，可列举出HOMODISPER (PRIMIXCorporation, T.K.HOMODISPER)等。圆周速度优选为8~18m/s，更优选为9~15m/s。工序(c)中的反应温度优选为55~95°C，更优选为60~95°C。在工序(c)中，混合时间可以根据水合反应的程度变化，例如可以设为10~360分钟，优选设为20~200分钟。
[0066]工序(d)为在30~100°C的温度下进行搅拌而获得氢氧化镁浆料的工序。由此，促进工序(c)中未反应的部分水合氧化镁的水合反应，可以制成氢氧化镁。温度优选为50~95°C，更优选为70~90°C。搅拌速度只要`是能够充分搅拌氢氧化镁浆料的程度即可，没有特别限制，例如可以用3片叶片的搅拌机并设为100~500rpm。搅拌时间只要是水合反应充分进行、可获得期望的氢氧化镁浆料的时间就没有特别限制，例如可以设为0.5~6小时。
[0067]工序(e)为将工序(d)的氢氧化镁浆料过滤、水洗、使其干燥而获得氢氧化镁颗粒的工序。由此，可获得本发明的氢氧化镁颗粒。
[0068]本发明的氧化镁颗粒是通过包括如下工序的方法而获得的:将本发明的氢氧化镁颗粒、或通过包括本发明的工序(a)~工序(e)的制造方法而获得的氢氧化镁颗粒在大气气氛中、500~1400°C下进行煅烧。优选的是通过包括在600~1300°C下进行煅烧的工序的方法来获得。例如，将本发明的氢氧化镁颗粒、或通过包括本发明的工序(a)~工序(e)的制造方法而获得的氢氧化镁颗粒在大气气氛中以升温速度I~20°C /分钟(优选3~10°C /分钟)升温至500~1400°C、优选为600~1300°C，升温后在500~1400°C、优选600~1300°C下煅烧0.1~5小时，由此能够得到本发明的氧化镁颗粒。煅烧温度低于500°C时，热量不足而有氢氧化镁残留。另一方面，煅烧温度超过1400°C时，氧化镁发生晶粒生长，不会形成鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状氧化镁。
[0069]如此操作，可获得分散性优异的球状氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒。本发明的氢氧化镁和氧化镁的制造方法能够仅通过将作为原料的氧化镁在恒温高湿机等中进行水合调节而简单地控制比表面积，因此能够容易地制造氢氧化镁和氧化镁。
[0070]本发明的氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒为球状，平均粒径小且均匀，分散性良好，具有高比表面积，因此在各种各样的领域中有用性高。另外，本发明的制造方法能够容易地制备上述那样的氢氧化镁和氧化镁颗粒，因此便利性高。本发明的氢氧化镁颗粒的用途可列举出喷墨用纸的涂布剂、阻燃剂、蓄热材料、催化剂以及电子材料等，作为氧化镁颗粒的用途，可以用于光学材料、喷墨用纸的涂布剂、催化剂以及电子材料等用途。
[0071]实施例
[0072]以下，通过实施例和比较例更进一步详细说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。
[0073][分析方法]
[0074]( I)激光衍射散射式粒度分布测定
[0075]使用激光衍射散射式粒度分布测定装置(商品名:MT3300、NIKKIS0 C0.，LTD.制造)，测定体积基准的累积10%粒径(D1CI)、体积基准的累积50%粒径(D5tl)以及体积基准的累积 90% 粒径(D9tl)。
[0076](2)元素的质量测定法
[0077]对于成为颗粒中的测定对象的元素(Al、Fe、Zn、Zr、Hf、Ti)，使用ICP发射光谱分析装置(商品名:SPS_5 100、Seiko Instruments Inc.制造),在将试样溶解于酸后测定质量。
[0078](3) BET比表面积测定法
[0079]使用比表面积测定装置(商品名:Macsorbl210、Mountech C0., Ltd.制造)，通过气体吸附法测定比表面积。
[0080](4) Ig-1oss 测定法
[0081]使用电炉(丸祥电器株式会社制造)，按照1273K、3600秒的条件测定Ig_loss。
[0082]〔实施例1〕
[0083]将平均粒径(D5tl)为1.08 μ m、比表面积为10.94m2/g的氧化镁在温度80°C、湿度90%的恒温高湿机内放置3小时，使表面进行部分水合，得到比表面积为13.llm2/g、Ig-1oss为9.08%的部分水合氧化镁。
[0084]相对于反应中使用的部分水合氧化镁，向包含0.5质量％的氧化锌及离子交换水I升的离子交换水溶液中，添加以金属元素换算为0.5质量％的氯化铝六水合物，以及相对于部分水合氧化镁100g为0.02mol的丙酸，由此制作反应液。使制作的反应液的温度升温至60°C，投入100g使表面进行了部分水合的氧化镁，得到混合液。投入氧化镁后，使反应液的温度上升至95°C,使用搅拌机(PRIMIX Corporation制造T.K.homodisper)并调节圆周速度为9m/s,使反应进行I小时。
[0085]其后，在90°C下，以能够充分搅拌浆料的程度的旋转速度搅拌4小时，由此制作氢氧化镁浆料。将制作的氢氧化镁浆料过滤、水洗、使其干燥而得到本发明的氢氧化镁颗粒。
[0086]〔实施例2〕
[0087]将平均粒径为2.58 μ m、比表面积为3.59m2/g的氧化镁在温度60°C、湿度90%的恒温高湿机内放置I小时，使表面进行部分水合，使比表面积为4.23m2/g、Ig-1oss为4.72%，除此之外，与实施例1同样地进行。[0088]〔实施例3〕
[0089]将平均粒径为0.68 μ m、比表面积为12.68m2/g的氧化镁在温度60°C、湿度90%的恒温高湿机内放置24小时，使表面进行部分水合，使比表面积为16.72m2/g、Ig-1oss为
16.97%，除此之外，与实施例1同样地进行。
[0090]〔实施例4〕
[0091]将氧化锌的添加量设为3.0质量％，除此之外，与实施例1同样地进行。
[0092]〔实施例5〕
[0093]将氧化锌的添加量设为0.1质量％，除此之外，与实施例1同样地进行。
[0094]〔实施例6〕
[0095]将丙酸变为0.02mol的乙酸，除此之外，与实施例1同样地进行。
[0096]〔实施例7〕
[0097]将丙酸变为0.02mol的丁酸，除此之外，与实施例1同样地进行。
[0098]〔实施例8〕
[0099]将实施例1中制作的氢氧化镁在大气气氛中煅烧800°C X I小时，得到氧化镁颗粒。
[0100]〔比较例I〕
[0101]使用平均粒径为5.88 μ m、比表面积为1.34m2/g的氧化镁且不使其表面进行部分水合，除此之外，与实施例1同样地进行。需要说明的是，作为原料的氧化镁的Ig-1oss为
0.44%ο
[0102]〔比较例2〕
[0103]将平均粒径为0.76 μ m、比表面积为19.68m2/g的氧化镁的表面在温度60°C、湿度90%的恒温高湿机内放置I小时，使表面进行部分水合，使比表面积为20.78m2/g、Ig-1oss为2.58%，除此之外，与实施例1同样地进行。
[0104]〔比较例3〕
[0105]将平均粒径为1.86 μ m、比表面积为1.59m2/g的氧化镁在温度80°C、湿度90%的恒温高湿机内放置30小时，使比表面积为3.8m2/g、Ig-1oss为25.3%，除此之外，与实施例1同样进行。
[0106]〔比较例4〕
[0107]将实施例1中制作的氢氧化镁在大气气氛中煅烧1500°C X I小时，得到氧化镁颗粒。
[0108]关于通过以上实 施例获得的氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒的测定结果示于表1，关于通过比较例获得的氢氧化镁颗粒和氧化镁颗粒的测定结果示于
[0109]表2。
[0110][表1]
[0111]
【权利要求】
1.一种氢氧化镁颗粒，其为鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状，利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径D5tl为1.0~5.0 μ m,比表面积为10m2/g以上。
2.根据权利要求1所述的氢氧化镁颗粒，其还包含以氧化物换算为0.01~4.0质量％的、选自由Zn、Zr、Hf及Ti组成的组中的金属元素，包含以金属元素换算为0.01~5.0质量％的、选自由除Zn、Zr、Hf及Ti以外的2价及3价金属组成的组中的的进一步的金属元素。
3.一种氧化镁颗粒，其为鳞片状的一次颗粒聚集而成的球状，利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径D5tl为1.0~5.0 μ m,比表面积为10m2/g以上。
4.根据权利要求3所述的氧化镁颗粒，其还包含以氧化物换算为0.01~4.0质量％的、选自由Zn、Zr、Hf及Ti组成的组中的金属元素，包含以金属元素换算为0.01~5.0质量％的、选自由除Zn、Zr、Hf及Ti以外的2价及3价金属组成的组中的进一步的金属元素。
5.一种氢氧化镁颗粒的制造方法，其包括以下工序: (a)向包含选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物的分散液中添加选自除Zn、Zr、Hf及Ti的化合物以外的、由2价及3价金属元素的氯化物以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物，并进一步添加有机酸而获得反应液的工序； (b)将工序(a)的反应液、以及利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径D50为0.1~10 μ m、比表面积为1.0~20.0m2/g、Ig-1oss为2.0~25.0%的部分水合氧化镁混合，获得混合液的工序，· 此处， 选自由Zn、Zr、Hf及Ti的化合物组成的组中的I种以上的化合物相对于部分水合氧化镁，以氧化物换算为0.1~5.0质量％， 选自由2价及3价金属元素的氯化物、以及2价及3价金属元素的硝酸盐组成的组中的I种以上的化合物相对于部分水合氧化镁，以金属元素换算为0.1~5.0质量％， 有机酸相对于部分水合氧化镁100g为0.01~3.0mol ； (c)将工序(b)的混合液在50~100°C的温度下、用圆周速度为7~20m/s的搅拌机进行混合的工序； Cd)在30~100°C的温度下进行搅拌而获得氢氧化镁浆料的工序；以及 Ce)将工序(d)的氢氧化镁浆料过滤、水洗、使其干燥而获得氢氧化镁颗粒的工序。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，工序(b)的部分水合氧化镁是通过将氧化镁颗粒在温度40~95°C、湿度60~95%的恒温高湿机内放置0.5~24小时而获得的，所述氧化镁颗粒的利用激光衍射散射式粒度分布测定的体积累积的50%粒径D5tl为0.1~10 μ m、比表面积为1.0~15.0m2/go
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，工序(b)的混合液中的部分水合氧化镁的浓度为20~200g/L。
8.一种氧化镁颗粒的制造方法，其包括将权利要求1或2所述的氢氧化镁颗粒或者通过权利要求5~7中任一项所述的方法获得的氢氧化镁颗粒在大气气氛中、500~1400°C下进行煅烧的工序。
【文档编号】C01F5/08GK103827036SQ201280045052
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月11日 优先权日:2011年9月16日
【发明者】黑田明 申请人:达泰豪化学工业株式会社