针状碳酸锶微粒及其分散液的制作方法
【专利摘要】本发明提供由微细的针状碳酸锶颗粒构成的针状碳酸锶粉末、以及微细的针状碳酸锶颗粒以一次颗粒或近似一次颗粒的微粒状态分散在有机溶剂中的分散液。由一次颗粒的平均长径处于5～50nm的范围、且长径比的平均值处于2.2～5.0的范围的针状碳酸锶颗粒构成的针状碳酸锶粉末、以及该针状碳酸锶颗粒的大部分以一次颗粒的形式分散在有机溶剂中的分散液，其中，优选在针状碳酸锶颗粒的表面附着有表面活性剂，所述表面活性剂包含亲水性基团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基团。
【专利说明】
针状碳酸锶微粒及其分散液
技术领域
[0001] 本发明涉及针状碳酸锶微粒及其分散液。本发明特别是涉及:针状碳酸锶微粒的 大部分以一次颗粒的形式分散在有机溶剂中的针状碳酸锶微粒分散液、以及可有利地用于 制备该针状碳酸锶微粒分散液的针状碳酸锶粉末。本发明还涉及由以高度分散的状态含有 针状碳酸锶微粒的高分子树脂构成的高分子树脂组合物。
【背景技术】
[0002] 已知在对高分子树脂成型体施行特定方向的拉伸处理的情况下、或者在熔融状态 的高分子树脂的成型时进行伴有赋予特定方向的压力的成型处理的情况下，所得的高分子 树脂成型体显示出双折射性。例如，通过拉伸流延膜的方法制造的光学薄膜、或者通过射出 成型制造的光学透镜所代表的光学材料用高分子树脂成型体通常显示出双折射性。
[0003] 在专利文献1中，作为抑制高分子树脂成型体所体现的双折射性的方法，记载着下 述方法:将针状碳酸锶颗粒分散在高分子树脂中，利用因针状碳酸锶颗粒的取向而产生的 双折射性来抵消因高分子树脂的结合链的取向而产生的双折射性。但是，在使针状碳酸锶 颗粒这样的固体颗粒分散在高分子树脂成型体中的方法中，由于该固体颗粒的存在，成型 体的透明性有可能降低。在该文献中记载着以下内容:为了维持高分子树脂的透明性，使针 状碳酸锶颗粒的平均长度达到500nm以下是有利的，特别是平均长度为200nm以下时，几乎 不会损及高分子树脂的透明性。
[0004] 需要说明的是，在上述文献的实施例中，作为分散有针状碳酸锶颗粒的薄膜的制 造方法，记载着下述方法:将针状碳酸锶颗粒(平均粒径为400nm)分散在四氢呋喃中，在所 得的分散液中加入高分子树脂使其溶解，将由此调制的高分子树脂溶液涂布在玻璃板上形 成层状，再使该高分子树脂溶液层的溶剂蒸发而形成薄膜，之后拉伸该薄膜。为了利用该方 法制造分散有针状碳酸锶颗粒的薄膜，需要将针状碳酸锶颗粒均匀分散在高分子树脂的溶 剂中。
[0005] 在专利文献2中，作为在二氯甲烷这样的有机溶剂中的分散性高的碳酸锶粉末，记 载着预先用表面活性剂对碳酸锶微粒表面进行处理的方法，所述表面活性剂包含亲水性基 团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基团。在该文献的实施例中，记载着由电子显 微镜图像测定的、平均长径比为2.70且长径的平均长度为llOnm的针状碳酸锶粉末。而且还 记载着将该针状碳酸锶粉末分散在二氯甲烷中而获得的分散液的平均粒径为170nm。
[0006] 专利文献3中记载着碳酸锶微粉，但该碳酸锶微粉是由平均长径比为2.0以下的球 形颗粒构成的微粉。
[0007] 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2004-35347号公报； 专利文献2:国际公开第2012/111692号； 专利文献3:国际公开第2011/052680号。
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的课题 以分散状态含有针状碳酸锶颗粒的光学材料用高分子树脂组合物的成型体(光学部 件)要求显示出高的透明性。为了提高高分子树脂组合物的透明性，需要使用微细的针状碳 酸锶颗粒作为分散在高分子树脂中的针状碳酸锶颗粒。但迄今为止尚未知晓在分散于高分 子树脂中成型时可以给予显示出充分的透明性的成型体的微细的针状碳酸锶颗粒，另外， 特别是还未知在分散于高分子树脂中成型时可以给予显示出充分的透明性的成型体的微 细且分散性高的针状碳酸锶颗粒。
[0009] 因此，本发明的目的在于：提供一种在分散于高分子树脂中成型时可以给予显示 出充分的透明性的成型体的微细的针状碳酸锶颗粒，特别是，目的还在于提供一种在分散 于高分子树脂中成型时可以给予显示出充分的透明性的成型体的微细且分散性高的针状 碳酸锶颗粒。
[0010] 本发明还提供一种微细的针状碳酸锶粉末，所述微细的针状碳酸锶粉末在将高分 子树脂以溶液状态成型时使用的有机溶剂、特别是疏水性有机溶剂中可以以高分散性稳定 分散，还提供一种针状碳酸锶颗粒分散液，其中微细的针状碳酸锶颗粒的大部分以一次颗 粒的状态分散在有机溶剂中。
[0011] 用于解决课题的手段 本发明的发明人(本发明人)发现了 ：通过变更专利文献3中记载的在球形碳酸锶微粒 的制备步骤中采用的在水溶液中将氢氧化锶经二氧化碳进行碳酸化的条件而生成针状碳 酸锶微粒、然后使已生成的针状碳酸锶微粒经历高温下的熟化步骤，可以制备一次颗粒的 平均长径处于5~50nm的范围、且长径比的平均值(7只<外比(7)平均)处于2.2~5.0的范 围的针状碳酸锶微粒。
[0012] 本发明人还发现了：将上述的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、且长径比 的平均值处于2.2~5.0的范围的针状碳酸锶微粒分散在水性介质中，使所得分散液在包含 亲水性基团和疏水性基团、还具有在水中形成阴离子的基团的表面活性剂的存在下与以圆 周速度(周速)为1 〇~60m/秒范围的速度旋转的旋转体接触，对该分散液赋予剪切力，从而 调制表面附着有该表面活性剂的针状碳酸锶颗粒的分散液，将该分散液干燥来制备微细的 针状碳酸锶粉末时，通过这样的处理方法使表面活性剂附着在颗粒表面的微细的针状碳酸 锶粉末在有机溶剂、特别是疏水性有机溶剂中的分散性高，因此对调制以高度分散状态分 散有针状碳酸锶的有机溶剂分散液非常有效。
[0013] 上述针状碳酸锶有机溶剂分散液的高度的分散状态可以利用下述的任一种或两 种方法来容易地确认。
[0014] (1)通过动态光散射法测定的分散液中的针状碳酸锶颗粒的D5Q处于5~50nm的范 围，并且Dgo不会超过100nm 〇
[0015] ⑵针状碳酸锶颗粒以〇·5~8.0质量%范围的浓度分散在有机溶剂中，波长600nm 的透光率为60%以上。
[0016] 本发明人还发现了：将上述微细的针状碳酸锶颗粒分散在有机溶剂中得到分散 液，在由添加有该分散液的高分子树脂组合物成型的成型体中，该针状碳酸锶颗粒以高度 分散的状态良好地取向。
[0017] 因此，本发明涉及针状碳酸锁粉末，该针状碳酸锁粉末是针状碳酸锁颗粒的集合 体，构成该集合体的针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围，而且长径 比的平均值处于2.2~5.0的范围。
[0018] 本发明还涉及针状碳酸锶粉末的制造方法，所述针状碳酸锶粉末是针状碳酸锶颗 粒的集合体，该集合体中的针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、而 长径比的平均值处于2.2~5.0的范围，在针状碳酸锶颗粒的表面附着有表面活性剂，所述 表面活性剂包含亲水性基团和疏水性基团、还具有在水中形成阴离子的基团，该制备方法 包括下述步骤:调制分散液的步骤，将碳酸锶粉末分散在水性介质中，使所得的分散液在包 含亲水性基团和疏水性基团、还具有在水中形成阴离子的基团的表面活性剂的存在下与以 圆周速度为1 〇~60m/秒范围的速度旋转的旋转体接触，对该分散液赋予剪切力，从而调制 表面附着有该表面活性剂的针状碳酸锶颗粒的分散液，所述碳酸锶粉末是针状碳酸锶颗粒 集合体，构成该集合体的针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、且长 径比的平均值处于2.2~5.0的范围；以及将通过上述步骤获得的分散液干燥的步骤。
[0019] 本发明还涉及针状碳酸锶颗粒分散液，其是一次颗粒的平均长径处于5~50nm的 范围、而且长径比的平均值处于2.2~5.0的范围的针状碳酸锶粉末分散在有机溶剂中的针 状碳酸锶颗粒分散液，其中，通过动态光散射法测定的该分散液中的针状碳酸锶颗粒的D 50 处于5~50nm的范围，并且Dgo不会超过100nm。
[0020] 本发明还涉及针状碳酸锶颗粒分散液，其是一次颗粒的平均长径处于5~50nm的 范围、而且长径比的平均值处于2.2~5.0的范围的针状碳酸锶粉末以0.5~8.0质量%范围 的浓度分散在有机溶剂中的针状碳酸锶颗粒分散液，其中，波长600nm的透光率为60%以上。
[0021] 本发明还涉及高分子树脂组合物，该高分子树脂组合物是针状碳酸锶颗粒的集合 体，是构成该集合体的针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、且长径 比的平均值处于2.2~5.0的范围的针状碳酸锶颗粒分散在高分子树脂中而形成的。
[0022] 本发明的针状碳酸锶粉末的优选方案如下。
[0023] 1)在针状碳酸锶颗粒的表面附着有表面活性剂，所述表面活性剂包含亲水性基 团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基团。
[0024] 2)上述表面活性剂所包含的亲水性基团为聚氧化亚烷基，疏水性基团为烷基或 芳基，而且在水中形成阴离子的基团为选自羧酸基(羧酸根）、硫酸基(硫酸根)和磷酸基(磷 酸根)的酸基(酸根)。
[0025] 3)满足下述(1)和(2)中的任一个或两个条件： (1) 将lg针状碳酸锶粉末和99g二氯甲烷的混合物进行超声波分散处理，之后使用孔 径为l#m的薄膜滤器进行过滤，以由此得到的针状碳酸锶粉末分散液作为测定样品，通过 动态光散射法测定的针状碳酸锶颗粒的D 5Q处于5~50nm的范围，并且D9Q不会超过100nm; (2) 将lg针状碳酸锶粉末和99g二氯甲烷的混合物进行超声波分散处理，之后使用孔 径为1 的薄膜滤器进行过滤，由此得到的针状碳酸锶粉末分散液的波长600nm的透光率 为60%以上。
[0026] 本发明的针状碳酸锶颗粒分散液的优选方案如下。
[0027] 1)在针状碳酸锶颗粒的表面附着有表面活性剂，所述表面活性剂包含亲水性基 团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基团。
[0028] 2) D5Q为针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径的1.5倍以下。
[0029] 3)有机溶剂为疏水性有机溶剂。
[0030] 本发明的高分子树脂组合物的优选方案如下。
[0031 ] 1)针状碳酸锶颗粒在其表面附着有表面活性剂，所述表面活性剂包含亲水性基 团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基团。
[0032] 2)高分子树脂组合物用于制造光学用途中使用的树脂成型体。
[0033]发明效果 通过使用本发明的针状碳酸锶粉末，可以容易地制备微细的针状碳酸锶颗粒以一次颗 粒或近似一次颗粒的微粒状态分散在有机溶剂中的针状碳酸锶分散液。另外，通过使用本 发明的针状碳酸锶粉末和针状碳酸锶颗粒分散液，可以在工业上有利地制备微细的针状碳 酸锶颗粒以一次颗粒或近似一次颗粒的微粒状态分散在高分子树脂中的树脂组合物。该高 分子树脂组合物由于微细的针状碳酸锶颗粒是以一次颗粒或近似一次颗粒的微粒状态分 散在高分子树脂中，所以使用该高分子树脂组合物制造的高分子树脂成型体显示出高的透 明性。
【附图说明】
[0034] 图1是分散有实施例1中制备的针状碳酸锶粉末的聚碳酸酯树脂组合物的成型体 的剖面TEM照片。
[0035] 图2是分散有比较例1中制备的针状碳酸锶粉末的聚碳酸酯树脂组合物的成型体 的剖面TEM照片。
【具体实施方式】
[0036] 本发明涉及针状碳酸锁粉末，该针状碳酸锁粉末是针状碳酸锁颗粒的集合体，构 成该集合体的针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围，而且长径比的 平均值处于2.2~5.0的范围。
[0037] 构成本发明的针状碳酸锶粉末的针状碳酸锶颗粒可以如下制备:搅拌氢氧化锶的 水溶液或水性悬浮液，同时在分别具有至少1个、且总计至少3个的羟基和羧基的有机酸(特 别是DL-酒石酸)的存在下向该水溶液或水性悬浮液中导入二氧化碳气体，将氢氧化锶碳酸 化，从而得到碳酸锶微粒的水性分散液，根据需要，通常将该水性分散液加热至60°C以上、 优选为60~100°C、特别优选为70~100°C的温度使其熟化，使生成的长径比为2以下的球形 碳酸锶微粒沿长轴方向进行颗粒生长，从而可以制备针状碳酸锶颗粒。
[0038] 在氢氧化锁的水溶液或水性悬浮液中，氢氧化锁的浓度通常为1~20质量％的范 围，优选为2~15质量%的范围，更优选为3~8质量%的范围。有机酸中的羧基数优选为1个或 2个、且其总计为3~6个。作为有机酸的优选例子，可以列举酒石酸、苹果酸和葡萄糖酸。相 对于1 〇〇质量份的氢氧化锶，有机酸的使用量通常为〇. 1~20质量份的范围，优选为1~10质 量份的范围。相对于lg的氢氧化锶，二氧化碳气体的流量通常为0.5~200mL/分钟的范围， 优选为0.5~100mL/分钟的范围。生成的长径比为2以下的球形碳酸锶微粒，其BET比表面积 优选处于20~180m 2/g的范围，更优选处于40~180m2/g的范围，特别优选处于60~180m2/g 的范围。需要说明的是，球形碳酸锶微粒不必是圆球形，也可以是长球形、圆角的立方体形 或长方体形。需要说明的是，球形碳酸锶微粒的制造方法记载在国际公开第2011/052680号 中。
[0039] 本发明的针状碳酸锶粉末优选在针状碳酸锶颗粒的表面附着有表面活性剂，所述 表面活性剂包含亲水性基团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基团。
[0040] 优选上述表面活性剂所包含的亲水性基团为聚氧化亚烷基，疏水性基团为烷基或 芳基，而且在水中形成阴离子的基团为选自羧酸基、硫酸基和磷酸基的酸基。
[0041] 上述表面活性剂的亲水性基团优选为包含碳原子数为1~4的氧化亚烷基的聚氧 化亚烷基。疏水性基团优选为烷基或芳基。烷基和芳基可以具有取代基。烷基的碳原子数通 常处于3~30的范围、优选10~18的范围。芳基的碳原子数通常处于6~30的范围。在水中形 成阴离子的基团优选为选自羧酸基（-C00H)、硫酸基（_0S0 3H)和磷酸基（-opo(oh)2、-opo (OH)O-)的酸基。这些酸基的氢原子可以被钠或钾等碱金属离子或铵取代。
[0042] 形成阴离子的基团为羧酸基的表面活性剂优选为下述式(I)所表示的化合物。
[0043] [化学式1]
在式(I)中，R1表示取代或未取代的烷基或者取代或未取代的芳基，E1表示碳原子数处 于1~4的范围的亚烷基，a表示1~20的范围、优选2~6的范围的数。R1优选为碳原子数为10 以上、优选处于10~18的范围的烷基。
[0044] 形成阴离子的基团为磷酸基的表面活性剂优选为下述的式(II)或式(III)所表示 的化合物的单体或者式(Π )或式(III)所表示的化合物的混合物。
[0045] [化学式2]
在式（II)中，R2表示取代或未取代的烷基或者取代或未取代的芳基，E2表示碳原子数 处于1~4的范围的亚烷基，b表示1~20的范围、优选2~6的范围的数。R2优选为碳原子数为 10以上、优选处于10~18的范围的烷基。
[0046] [化学式3]
在式(III)中，R3表示取代或未取代的烷基或者取代或未取代的芳基，E3表示碳原子数 处于1~4的范围的亚烷基，c表示1~20的范围、优选2~6的范围的数。R3优选为碳原子数为 10以上、优选处于10~18的范围的烷基。
[0047]另外，作为表面活性剂，可以使用国际公开第2012/111692号（专利文献2)中记载 的化合物。
[0048]上述的表面活性剂在构成本发明的针状碳酸锶粉末的针状碳酸锶颗粒表面的附 着优选利用下述步骤来进行:将碳酸锶粉末分散在水性介质中，使所得的分散液在上述表 面活性剂的存在下与以圆周速度为10~60m/秒范围的速度旋转的旋转体接触，对该分散液 赋予剪切力，从而调制表面附着有表面活性剂的针状碳酸锶颗粒的分散液。将如此操作而 得到的表面附着有表面活性剂的针状碳酸锶颗粒的分散液干燥，从而可以获得干燥状态的 针状碳酸锁粉末。
[0049] 相对于水性介质中的100质量份的针状碳酸锶颗粒，分散液中所存在的表面活性 剂的量通常为1~50质量份的范围，优选为5~40质量份的范围。
[0050] 在上述针状碳酸锶粉末的制造方法中，在表面活性剂的存在下，利用以圆周速度 为10~60m/秒范围的高速度旋转的旋转体对分散液赋予强剪切力，从而使针状碳酸锶颗粒 以一次颗粒的形式分散在水性介质中，使该一次颗粒与该表面活性剂接触。旋转体的圆周 速度优选处于20~50m/秒的范围，进一步优选处于30~40m/秒的范围。作为可以对分散液 赋予强剪切力的分散装置，可以列举由工A ·テク二ック株式会社出售的夕
[0051 ]分散液的干燥可以通过使用了喷雾干燥器和鼓式干燥器等干燥器的公知的干燥 方法来进行。在干燥分散液的步骤之前，可以从分散液中除去直径为1/m以上的聚集物。 [0052]通过上述方法得到的针状碳酸锶粉末，在其一次颗粒的表面附着有表面活性剂， 所述表面活性剂包含亲水性基团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基团。在一次 颗粒的表面附着有表面活性剂，这可以通过FT-IR (傅里叶变换红外分光法)来确认。
[0053]本发明的针状碳酸锶粉末、特别是包含上述的表面附着有表面活性剂的碳酸锶颗 粒的针状碳酸锶粉末，优选满足下述（1)和（2)中的任一个条件，特别优选同时满足（1)和 (2)的条件。
[0054] (1)将lg针状碳酸锶粉末和99g二氯甲烷的混合物进行超声波分散处理，之后使 用孔径为1 的薄膜滤器进行过滤，以由此得到的针状碳酸锶粉末分散液作为测定样品， 利用动态光散射法测定的针状碳酸锶颗粒的D5Q处于5~50nm的范围，并且D9Q不会超过 100nm； (2)将lg针状碳酸锶粉末和99g二氯甲烷的混合物进行超声波分散处理，之后使用孔 径为1 的薄膜滤器进行过滤，由此得到的针状碳酸锶粉末分散液的波长600nm的透光率 为60%以上(优选70%以上、进一步优选75%以上、特别优选80%以上）。
[0055]需要说明的是，D5Q是指筛下累计分数为50%的粒径，D9Q是指筛下累计分数为90%的 粒径。
[0056] 在上述（1)的条件中，动态光散射法是指，对分散液照射光时，根据经有机溶剂中 进行布朗运动的针状碳酸锶颗粒散射而产生的散射光的强度的波动来测定针状碳酸锶颗 粒的粒径的方法。通过该动态光散射法测定的针状碳酸锶颗粒的粒径是体积基准的粒径， 当针状碳酸锶颗粒形成了聚集颗粒时是指包含聚集颗粒的粒径在内的粒径。需要说明的 是，在动态光散射法中，由于测定的是针状碳酸锶颗粒的短径和长径，因此D 5Q有时会显示出 比针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径小的值。相对于针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平 均长径，D 5Q通常为1.5倍以下，优选处于0.8~1.4倍的范围。
[0057] 在上述(2)的条件中，透光率是指以分散液的有机溶剂的透光率为基准的值。透光 率为60%以上，优选为70%以上，更优选为75%以上，特别优选为80%以上。透光率的上限通常 为100%。针状碳酸锶颗粒的浓度是指以分散液整体为基准的值。浓度优选为0.8~7.0质量％ 的范围。
[0058]本发明的针状碳酸锶微粒分散液是指，一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、 且长径比的平均值处于2.2~5.0的范围的针状碳酸锶颗粒分散在有机溶剂中而形成的分 散液。作为有机溶剂，特别是可以使用被用作高分子树脂溶液的制备用溶剂的疏水性有机 溶剂。作为疏水性有机溶剂的例子，可以列举烃和卤代烃。作为烃的例子，可以列举环己烷、 苯、甲苯和二甲苯。作为卤代烃的例子，可以列举二氯甲烷、氯仿和四氯化碳。
[0059] 分散在有机溶剂中的针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径可以通过测定从分 散液中取出的针状碳酸锶颗粒的电子显微镜图像来确认。一次颗粒是构成粉体、聚集体的 颗粒，是指没有破坏分子间的键而存在的最小单位的颗粒。一次颗粒的长径比（长径/短径） 的平均值处于2.2~5.0的范围、特别优选2.2~4.0的范围。
[0060] 本发明的针状碳酸锶颗粒分散液可以通过包括下述步骤的方法来制备:将本发明 的针状碳酸锶粉末和有机溶剂混合，然后对所得的混合物进行分散处理。作为分散处理方 法，可以采用超声波处理、搅拌处理等方法。分散处理后，可以从分散液中除去直径为l#m 以上的聚集物。
[0061] 接下来，对本发明的针状碳酸锶粉末分散在高分子树脂中而形成的高分子树脂组 合物进行说明。
[0062] 作为高分子树脂组合物的制备方法，可以列举下述方法:在本发明的针状碳酸锶 颗粒分散液中加入高分子树脂，使高分子树脂溶解于分散液中，从而调制了分散有针状碳 酸锶颗粒的高分子树脂溶液，将该溶液涂布在基板上形成涂层，干燥该涂层以除去溶剂，由 此即可制得高分子树脂组合物。作为在基板上涂布高分子树脂溶液的方法的例子，可以列 举旋涂法、辊涂法。分散有针状碳酸锶颗粒的高分子树脂溶液可以是将针状碳酸锶粉末、高 分子树脂以及溶剂同时混合来调制，也可以是将针状碳酸锶粉末和高分子树脂的溶液混合 来调制。另外，如此操作而制得的高分子树脂组合物可以使用成型机进行成型。作为成型机 的例子，可以列举射出成型机和挤出成型机。
[0063] 作为高分子树脂的例子，可以列举环烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯 树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、和纤维素酯树脂。以高分子树脂组合物为基准，高分子 树脂组合物中所含的针状碳酸锶粉末的量通常为0.1~40质量％，优选为1~25质量％的范 围。 实施例
[0064][实施例1] (1)针状碳酸锶颗粒水性分散液的制备方法 在3L水温为10°C的纯水中投入366g氢氧化锶八水合物(关东化学制造、鹿特级)进行混 合，调制了浓度为5.6质量%的氢氧化锶水性分散液。在该氢氧化锶水性分散液中加入14.2g (相对于lg氢氧化锶为〇.〇39g) DL-酒石酸(和光纯药制造、试剂特级)进行搅拌，使DL-酒石 酸溶解于水性分散液中。然后，边维持氢氧化锶水性分散液的液温在l〇°C边继续搅拌，同时 以0.5L/分钟的流量(相对于lg氢氧化锶为2.9mL/分钟的流量）向该水性分散液中吹入二氧 化碳气体直至该水性分散液的pH达到7，生成针状碳酸锶颗粒，之后再继续搅拌30分钟，得 到了针状碳酸锶颗粒水性分散液。将得到的针状碳酸锶颗粒水性分散液在95°C的温度下加 热处理12小时，使针状碳酸锶颗粒生长成针状，之后放置冷却至室温，制备了针状碳酸锶颗 粒水性分散液。
[0065]分离收集一部分所得的针状碳酸锶颗粒水性分散液进行干燥，得到了针状碳酸锶 颗粒。用锇包覆该针状碳酸锶颗粒的表面，使用FE-SEM (电解放射型扫描型电子显微镜）拍 摄该针状碳酸锶颗粒的电子显微镜图像，由得到的电子显微镜图像测定了 1000个针状碳酸 锶颗粒的一次颗粒的长径和短径。其结果，一次颗粒的平均长径为35nm、平均长径比为2.3。 [0066] (2)针状碳酸锶粉末的制备方法 在容量为500mL的烧杯中投入300mL上述（1)中制备的针状碳酸锶颗粒水性分散液和 4.5g作为表面活性剂的下式所表示的聚氧化亚烷基烷基醚羧酸，使用搅拌器搅拌5分钟进 行了混合。
[0067][化学式4]
将如上操作而调制的含聚氧化亚烷基烷基醚羧酸的针状碳酸锶颗粒水性分散液投入 夕只（工Λ _于夕二;/夕（株)制造）中，在冷却机的设定温度为4°C、搅拌桨的旋转速 度为20000rpm (圆周速度:30m/秒)的条件下搅拌处理了 15分钟。将搅拌处理后的分散液吹 到已加热至130°C的铁板的表面，使附着在铁板表面的浆液的水分挥发，剥取残留在铁板表 面的粉末，制备了针状碳酸锶粉末。
[0068][实施例2] 除了使用下式所表示的聚氧化亚烷基烷基醚磷酸作为表面活性剂以外，进行与实施例 1相同的操作，制备了针状碳酸锶粉末。
[0069] [化学式5]
[实施例3] 除了使用下式所表示的聚氧化亚烷基烷基醚羧酸作为表面活性剂以外，进行与实施例 1相同的操作，制备了针状碳酸锶粉末。
[0070] 「化学式61
[比较例1] 除了使用均质器代替夕只、并且将含有聚氧化亚烷基烷基醚羧酸的针状碳酸 锁颗粒水性分散液在4000rpm (圆周速度:7.85m/秒)的条件下搅拌处理1小时以外，进行与 实施例3相同的操作，制备了针状碳酸锶粉末。
[0071] [针状碳酸锶粉末在二氯甲烷中的分散性的评价] 根据通过下述方法测定的分散液的粒度分布和透光率，评价了实施例1~3和比较例1 中制备的针状碳酸锶粉末在二氯甲烷中的分散性。其结果见下述的表1。
[0072] (1)针状碳酸锶粉末分散液的粒度分布的测定方法 混合lg的针状碳酸锶粉末样品和99g的二氯甲烷，将所得的混合物放入超声波浴(/夂 只沁&他）中，利用超声波分散处理30秒，分散处理后的混合物用孔径为l#m的薄膜滤器进 行过滤，调制了浓度为1质量%的分散液。使用动态光散射式粒度分布测定装置(于/卜 UPA-150、日机装(株)制造)测定了所得分散液的粒度分布。表1中记载了由粒度分布求得的 D50和Dg〇的粒径。
[0073] (2)针状碳酸锶粉末分散液的透光率的测定方法 混合lg的针状碳酸锶粉末样品和99g的二氯甲烷，然后将所得的混合物放入超声波浴 中，利用超声波分散处理30秒，分散处理后的混合物用孔径为1 /m的薄膜滤器进行过滤，调 制了浓度为1质量%的分散液。将所得分散液放入角型比色皿(光路长:l〇mm)中，使用分光光 度计测定了波长600nm的透光率。同样调制了浓度为3质量％的分散液和浓度为5质量％的分 散液，测定了各分散液的透光率。需要说明的是，分散液的透光率是指以二氯甲烷的透光率 为基准的值。进行5次测定，其平均值记载在表1中。
[0074] 需要说明的是，当使用薄膜滤器过滤后的混合物(分散液）中所含的颗粒量比过滤 前的混合物中所含的颗粒量减少了 10质量％以上时、即在薄膜滤器中补充了 10质量％以上的 颗粒时，碳酸锶颗粒的分散不良，没有进行分散液的透光率的测定。
[0075] [表1]
由表1的结果可知:与比较例1中制备的针状碳酸锶粉末相比，实施例1~3中制备的针 状碳酸锶粉末在二氯甲烷中显示出了明显高的分散性。
[0076][聚碳酸酯树脂组合物的制备方法] 混合〇.48g的针状碳酸锶粉末和30mL的环己烷，将所得混合物放入超声波浴中，利用超 声波分散处理30秒，分散处理后的混合物用孔径为l#m的薄膜滤器进行过滤，调制了针状 碳酸锶粉末分散液。在所得的针状碳酸锶粉末分散液中加入6g聚碳酸酯树脂，使用搅拌式 转子搅拌2小时，使聚碳酸酯树脂溶解于分散液中。所得的分散有针状碳酸锶颗粒的聚碳酸 酯溶液用超声波均质器分散处理3分钟，然后使用脱泡机（fe打i ^炼太郎、（株）シレ夺一制 造)进行了脱泡处理。将脱泡处理后的溶液涂在玻璃板上形成涂层，然后，使玻璃板上的涂 层自然干燥以除去涂层中的环己烷，制备了聚碳酸酯树脂组合物。
[0077][聚碳酸酯树脂中的针状碳酸锶粉末的分散性的评价] 使用实施例1和比较例1中制备的针状碳酸锶粉末，利用上述方法制备了分散有针状碳 酸锶颗粒的聚碳酸酯树脂组合物，使用TEM (透过型电子显微镜)观察了由该聚碳酸酯树脂 组合物制作的试验片(成型体)的剖面。
[0078]图1显示分散有实施例1中制备的针状碳酸锶粉末的聚碳酸酯树脂组合物的剖面 TEM照片，图2显示分散有比较例1中制备的针状碳酸锶粉末的聚碳酸酯树脂组合物的剖面 TEM照片。由图1的TEM照片可知:在依据本发明的分散有针状碳酸锶粉末的聚碳酸酯树脂组 合物的成型体中，微细的针状碳酸锶颗粒以一次颗粒或近似一次颗粒的微粒状态分散在高 分子树脂中。相对于此，可知在图2的聚碳酸酯树脂组合物的成型体中，形成了针状碳酸锶 颗粒的一次颗粒沿不规则方向取向集合的聚集颗粒。
【主权项】
1. 针状碳酸锁粉末，该针状碳酸锁粉末是针状碳酸锁颗粒的集合体，构成该集合体的 针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围，而且长径比的平均值处于2.2 ~5.0的范围。2. 权利要求1所述的针状碳酸锶粉末，其中，在针状碳酸锶颗粒的表面附着有表面活性 剂，所述表面活性剂包含亲水性基团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基团。3. 权利要求2所述的针状碳酸锶粉末，其中，该表面活性剂中所含的亲水性基团为聚氧 化亚烷基，疏水性基团为烷基或芳基，而且在水中形成阴1?子的基团为选自駿酸基、硫酸基 和磷酸基的酸基。4. 权利要求1所述的针状碳酸锶粉末，该针状碳酸锶粉末满足下述（1)和(2)中的任一 个或两个条件： (1) 将lg针状碳酸锶粉末和99g二氯甲烷的混合物进行超声波分散处理，之后使用孔 径为1 # m的薄膜滤器进行过滤，将由此得到的针状碳酸锶粉末分散液作为测定样品，通过 动态光散射法测定的针状碳酸锶颗粒的D5Q处于5~50nm的范围、并且D 9Q不会超过100nm; (2) 将lg针状碳酸锶粉末和99g二氯甲烷的混合物进行超声波分散处理，之后使用孔 径为1 # m的薄膜滤器进行过滤，由此得到的针状碳酸锶粉末分散液的波长600nm的透光率 为60%以上。5. 针状碳酸锶粉末的制备方法，所述针状碳酸锶粉末是针状碳酸锶颗粒的集合体，该 集合体中的针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、且长径比的平均 值处于2.2~5.0的范围，在针状碳酸锶颗粒的表面附着有表面活性剂，所述表面活性剂包 含亲水性基团和疏水性基团、还具有在水中形成阴离子的基团，该制备方法包括下述步骤： 调制分散液的步骤，将碳酸锶粉末分散在水性介质中，使所得的分散液在包含亲水性基团 和疏水性基团、还具有在水中形成阴离子的基团的表面活性剂的存在下与以圆周速度为10 ~60m/秒范围的速度旋转的旋转体接触，对该分散液赋予剪切力，从而调制表面附着有该 表面活性剂的针状碳酸锶颗粒的分散液，所述碳酸锶粉末是针状碳酸锶颗粒集合体，构成 该集合体的针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、且长径比的平均 值处于2.2~5.0的范围；以及将通过上述步骤获得的分散液干燥的步骤。6. 针状碳酸锶颗粒分散液，其是一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、且长径比的 平均值处于2.2~5.0的范围的针状碳酸锶粉末分散在有机溶剂中的针状碳酸锶颗粒分散 液，其中，通过动态光散射法测定的该分散液中的针状碳酸锶颗粒的D 5Q处于5~50nm的范 围，并且D9Q不会超过100nm〇7. 权利要求6所述的针状碳酸锶颗粒分散液，其中，在针状碳酸锶颗粒的表面附着有表 面活性剂，所述表面活性剂包含亲水性基团和疏水性基团，还具有在水中形成阴离子的基 团。8. 权利要求6所述的针状碳酸锶颗粒分散液，其中，D5Q为针状碳酸锶颗粒的一次颗粒的 平均长径的1.5倍以下。9. 权利要求6所述的针状碳酸锶颗粒分散液，其中，有机溶剂为疏水性有机溶剂。10. 权利要求6所述的针状碳酸锶颗粒分散液，其中，针状碳酸锶颗粒以0.5~8.0质量％ 范围的浓度分散在有机溶剂中，波长600nm的透光率为60%以上。11. 针状碳酸锶颗粒分散液，其是一次颗粒的平均长径处于5~50nm的范围、且长径比 的平均值处于2.2~5.0的范围的针状碳酸锶粉末以0.5~8.0质量%范围的浓度分散在有机 溶剂中的针状碳酸锶颗粒分散液，其中，波长600nm的透光率为60%以上。12. 权利要求11所述的针状碳酸锶颗粒分散液，其中，有机溶剂为疏水性有机溶剂。13. 高分子树脂组合物，所述高分子树脂组合物是一次颗粒的平均长径处于5~50nm的 范围、且长径比的平均值处于2.2~5.0的范围的针状碳酸锶颗粒分散在高分子树脂中而形 成的。14. 权利要求13所述的高分子树脂组合物，其中，针状碳酸锶颗粒在其表面附着有表面 活性剂，所述表面活性剂包含亲水性基团和疏水性基团、还具有在水中形成阴离子的基团。
【文档编号】C01F11/18GK106068241SQ201580015181
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年3月20日 公开号201580015181.8, CN 106068241 A, CN 106068241A, CN 201580015181, CN-A-106068241, CN106068241 A, CN106068241A, CN201580015181, CN201580015181.8, PCT/2015/58411, PCT/JP/15/058411, PCT/JP/15/58411, PCT/JP/2015/058411, PCT/JP/2015/58411, PCT/JP15/058411, PCT/JP15/58411, PCT/JP15058411, PCT/JP1558411, PCT/JP2015/058411, PCT/JP2015/58411, PCT/JP2015058411, PCT/JP201558411
【发明人】野北里花, 日元武史
【申请人】宇部材料工业株式会社