金属氧化物溶胶的制造方法

文档序号:5020206阅读:601来源:国知局
专利名称:金属氧化物溶胶的制造方法
技术领域
本发明涉及一种金属氧化物溶胶的制造方法,提供在碱性下制造稳定的金属氧化物溶胶的方法。
背景技术
过去,作为得到金属氧化物溶胶、例如氧化锆溶胶的方法,有加热水解锆盐水溶液的方法、向锆盐水溶液中加入过氧化氢水溶液并进行加热的方法、以及在碱性区域中加热氢氧化锆的方法等。
曾记载了将碳酸锆铵与螯合剂(例如羟基苯酚类、氨基醇类、羟基酸类、聚羧酸类、羟醛类、氨基酸类、β-二酮类)的反应生成物水解的方法(专利文献1)。
曾记载了一种碱性氧化锆溶胶的制造方法,该方法是通过将含有氢氧化锆的水性悬浮液在80℃以上的温度、以加热状态保持,直至生成的氧化锆的结晶度达到80%以上为止,从而获得含有结晶化氧化锆的水性悬浮液,再向其中添加含氮的碱性化合物(伯胺、仲胺、氢氧化季铵)或者碱金属或碱土类金属的氢氧化物(专利文献2)。
还曾记载了一种氧化锆溶胶的制造方法,该方法是向锆盐水溶液中加入碱进行沉淀,再加入碱土类金属的氢氧化物或其水溶液,将由此得到的悬浮液加热至90~200℃的温度进行熟化(专利文献3)。
专利文献1特开平3-174325号(权利要求书)专利文献2特开昭64-83519号(权利要求书)专利文献3特开昭60-176920号(权利要求书)

发明内容
有人曾提出了以各种氧化锆溶胶为代表的金属氧化物溶胶的制造方法的方案,但很多方案是将锆盐等的金属化合物在酸性范围下水解并加热的制造方法。但是,采用该方法制造的氧化锆溶胶等金属氧化物溶胶,只有pH在酸性区域中时是稳定的,当pH在中性至碱性区域中时,其粘度上升、或者发生凝胶化,不能用于作为溶胶的用途。另外,在将该氧化锆溶胶等的金属氧化物溶胶作为涂布剂等用于金属系材料的场合,溶胶中的酸引起腐蚀问题,难以使用,因此,希望开发一种在中性或者碱性区域稳定的氧化锆溶胶等的金属氧化物溶胶。
另一方面,使用碳酸铵、碱金属氢氧化物,在碱性条件下将锆盐等金属化合物水解的方法中,虽然生成粒子,但是随着时间的经过,产生大量的沉降物,变成浆液状,不能得到完全稳定的溶胶。
本申请发明是考虑到这种情况而完成的,提出了一种通过在碱性条件下将锆盐等金属化合物水解、并加热熟化,进而进行水热处理,从而制造粒径分布一致的稳定的金属氧化物溶胶的方法。
本申请发明中,作为第1发明,是一种金属氧化物溶胶的制造方法,其特征在于,包括在含有季铵碳酸盐的水性介质中将金属化合物在60~110℃下加热的工序、和在110~250℃下进行水热处理的工序。
作为第2发明,是如第1发明所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其特征在于,上述季铵碳酸盐是(NR4)2CO3、NR4HCO3(上述各式中,R表示烃基)或者它们的混合物。
作为第3发明,是如第1发明或第2发明所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其特征在于,上述季铵碳酸盐中的季铵离子由碳原子数1~18的烃基构成。
作为第4发明,是如第1发明或第2发明所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其特征在于,上述季铵碳酸盐中的季铵离子由碳原子数1~4的烃基构成。
作为第5发明,是如第1发明~第4发明的任一项所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,上述金属化合物为从由基于具有2价、3价、和4价的原子价的金属的化合物组成的组中选出的1种或2种以上的金属化合物。
作为第6发明,是如第5发明所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,上述基于具有2价的原子价的金属的化合物为镁化合物、钙化合物、钡化合物、锌化合物、和镍化合物。
作为第7发明,是如第5发明所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,上述基于具有3价的原子价的金属的化合物为钇化合物、铝化合物、铟化合物、铁化合物、钴化合物、铈化合物、和铋化合物。
作为第8发明,是如第5发明所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,上述基于具有4价的原子价的金属的化合物为钛化合物、锆化合物、硅化合物、锡化合物、和铈化合物。
作为第9发明,是如第1发明~第4发明所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,上述金属化合物为钙化合物、铝化合物、钇化合物、铈化合物、锡化合物、锆化合物、或者它们的组合。
作为第10发明,是如第1发明~第5发明的任一项所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,上述金属氧化物为单一金属氧化物或者复合金属氧化物。
作为第11发明,是如第1发明~第10发明的任一项所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,在上述加热工序之后,进一步附加洗涤工序。
作为第12发明,是如第11发明所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,上述洗涤工序及其后的浓缩工序之后的pH值为8~11。
发明效果按照本发明的金属氧化物溶胶的制造方法,通过在含有季铵碳酸盐的碱性的水性介质中加热金属化合物,一边伴有胺类和二氧化碳等气体的发生一边进行水解,金属离子、或者离子性金属化合物通过与来源于季铵碳酸盐的季铵离子的相互作用而稳定化。通过将这种状态的水解液进行110℃以上的水热处理,可以制造稳定的碱性金属氧化物溶胶。
由本申请发明得到的碱性金属氧化物溶胶,可以用于各种用途中。氧化锆溶胶可以用于例如陶瓷和传感器等电子材料的原料、涂布剂、陶瓷的复合化材料、耐火性成型品、铸型的粘合剂、研磨剂等中。氧化铝溶胶可以用于例如耐火物粘合剂、造纸材料、纤维表面处理剂、催化剂载体、涂料粘合剂、研磨剂等中。二氧化铈溶胶可以用于例如催化剂载体、玻璃添加剂、研磨剂、紫外线遮蔽材料等中。复合氧化物溶胶可以用于例如精细陶瓷材料(ZrO2-CaO系、ZrO2-Y2O3系)、燃料电池材料(ZrO2-CaO系、ZrO2-Y2O3系)中。另外,ZrO2-SnO2系复合氧化物溶胶,通过将分散介质置换为有机溶剂并与硅烷偶合剂混合,可以用于在透镜表面的折射率调整材料中使用的涂布剂。
具体实施例方式
本申请发明是一种金属氧化物溶胶的制造方法,该制造方法包括在含有季铵碳酸盐的水性介质中将金属化合物在60~110℃下加热的工序、以及在110~250℃下进行水热处理的工序。
作为季铵碳酸盐,可列举出(NR4)2CO3、NR4HCO3(上述各式中,R表示烃基),它们可单独使用,也可作为混合物使用。作为这些季铵碳酸盐中的季铵离子,可列举出具有碳原子数1~18的烃基的季铵离子,作为这些烃基,可列举出饱和或不饱和的链式烃基、脂环式或者芳香族的环式烃基。例如,作为饱和或不饱和的链式烃基,可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、辛基、癸基、十八烷基、乙炔基、丙烯基等。另外,作为环式烃基,可列举出苯基、甲苯基、苯乙烯基、苄基、萘基、蒽基等。其中,作为这些季铵离子,优选碳原子数1~4的烃基,可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基,可以适宜使用由4个甲基构成的、碳酸氢四甲基铵。
在本申请发明中,作为上述碳酸盐使用含有季铵离子以外的铵离子的碳酸盐的场合,得不到稳定的金属氧化物溶胶。例如,在使用(CH3)3HN等的叔铵离子、(CH3)2H2N等的仲铵离子、(CH3)H3N等的伯铵离子、成为NH4的铵离子的场合,不能获得充分稳定的金属氧化物溶胶。
在本申请发明中,季铵碳酸盐可以以含有30~60质量%的季铵碳酸盐的水溶液的形态得到,特别是含有换算成为氢氧化季铵后的比例为44.5质量%的季铵碳酸盐的水溶液,可以作为市售品容易获得。季铵碳酸盐的浓度,可以采用换算成为氢氧化季铵进行测定的方法来测得。
本申请发明中使用的金属化合物,是从由基于具有2价、3价和4价的原子价的金属的化合物组成的组中选出的1种或2种以上的金属化合物。这些金属化合物,优选可溶于碱性水溶液中。因此,优选是可与来源于季铵碳酸盐的碳酸根离子稳定地存在的金属化合物、其水解中间体、或者水解物。
作为这些金属化合物,可以使用上述金属的氯化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物、金属酸盐、羟酸盐、配盐、乙酸盐、草酸盐、甲酸盐、醇盐、和氨基磺酸盐等。
作为基于具有2价的原子价的金属的化合物,可列举出例如镁化合物、钙化合物、钡化合物、锌化合物、和镍化合物等。
作为镁化合物,可列举出例如氯化镁〔MgCl2〕、溴化镁〔MgBr2〕、硝酸镁〔Mg(NO3)2〕、碳酸镁〔MgCO3〕等。
作为钙化合物,可列举出例如氯化钙〔CaCl2〕、草酸钙〔CaBr2〕、碘化钙〔CaI2〕、硝酸钙〔Ca(NO3)2〕、乙酸钙〔Ca(CH3COO)2〕、碳酸钙〔CaCO3〕等。
作为钡化合物,可列举出例如氯化钡〔BaCl2〕、硝酸钡〔Ba(NO3)2〕、碳酸钡〔BaCO3〕、氢氧化钡〔Ba(OH)2〕、乙酸钡〔Ba(CH3COO)2〕等。
作为锌化合物,可列举出例如氯化锌〔ZnCl2〕、硝酸锌〔Zn(NO3)2〕、硫酸锌〔ZnSO4〕、氢氧化锌〔Zn(OH)2〕、碱性碳酸锌〔3ZnCO3·4Zn(OH)2〕、乙酸锌〔Zn(CH3COO)2〕、乙酸氧锌〔Zn4O(CH3COO)6〕、锌酸钠〔Na2[Zn(OH)4]〕、锌酸钾〔K2[Zn(OH)4]〕等。
作为镍化合物,可列举出例如氯化镍〔NiCl2〕、硫酸镍〔NiSO4〕、硝酸镍〔Ni(NO3)2〕、硫酸镍铵〔(NH4)2Ni(SO4)2〕、氯化镍铵〔NH4Cl·NiCl2〕、氯化六水合镍配位化合物〔[Ni(OH2)6]Cl2〕、氨基磺酸镍〔Ni(NH2SO4)2·4H2O〕、乙酸镍〔Ni(CH3COO)2〕、甲酸镍〔Ni(HCOO)2·2H2O〕等。
作为基于具有3价的原子价的金属的化合物,可列举出例如钇化合物、铝化合物、铟化合物、铁化合物、钴化合物、铈化合物、和铋化合物等。
作为钇化合物,可列举出例如氯化钇〔YCl3〕、溴化钇〔YBr3〕、硝酸钇〔Y(NO3)3〕、硫酸钇〔Y2(SO4)3〕、碳酸钇〔Y2(CO3)3·3H2O〕、草酸钇〔Y2(C2O4)3·9H2O〕等。
作为铝化合物,可列举出例如氢氧化铝〔Al(OH)3〕、碱性乙酸铝〔Al(OH)(CH3COO)2〕等。
作为铟化合物,可列举出例如氯化铟〔InCl3〕、溴化铟〔InBr3〕、硝酸铟〔In(NO3)3〕、硫酸铟〔In2(SO4)3〕、铟酸钾〔KInO3〕等。
作为铁化合物,可列举出例如氯化铁〔FeCl3〕、硝酸铁〔Fe(NO3)3〕、硫酸铁〔Fe2(SO4)3〕等。
作为钴化合物、可列举出例如乙酸钴〔Co(CH3COO)3〕、硫酸钴〔Co(SO4)3·18H2O〕、氯化六氨合钴配位化合物〔[Co(NH3)6]Cl3〕、乙酸六氨合钴配位化合物〔[Co(NH3)6](CH3COO)3〕配位化合物等。
作为铈化合物,可列举出例如碳酸铈〔Ce2(CO3)3〕、硝酸铈〔Ce(NO3)3〕、硫酸铈〔Ce2(SO4)3〕、氢氧化铈〔Ce(OH)3〕、草酸铈〔Ce2(C2O4)3〕、乙酸铈〔Ce(CH3COO)3〕等。
作为铋化合物,可列举出例如硝酸铋〔Bi(NO3)3·5H2O〕、硫酸铋〔Bi(SO4)3〕、氯化铋〔BiCl3〕、溴化铋〔BiBr3〕、铋酸钠〔NaBiO3〕等。
作为基于具有4价的原子价的金属的化合物,可列举出例如钛化合物、锆化合物、硅化合物、锡化合物、和铈化合物等。
作为钛化合物,可列举出例如硫酸钛〔Ti(SO4)2〕、钛酸〔H4TiO4〕、钛酸四异丙酯〔Ti(OC3H7)4〕、钛酸四丁酯〔Ti(OC4H9)4〕、偏钛酸钾〔K2Ti2O5〕等。
作为锆化合物,可列举出硝酸锆〔Zr(NO3)4〕、氯氧化锆〔ZrOCl2〕、硝酸氧锆〔ZrO(NO3)2〕、硫酸氧锆〔ZrO(SO4)〕、碳酸氧锆〔ZrO(CO3)〕等。
作为硅化合物,可列举出例如硅酸〔Si(OH)4〕、硅酸乙酯〔Si(OC2H5)4〕、硅酸钠〔Na2SiO3〕等。
作为锡化合物,可列举出例如硝酸锡〔Sn(NO3)4〕、硫酸锡〔Sn(SO4)2〕、锡酸钠〔K2SnO3〕、锡酸钾〔Na2SnO3〕、正锡酸〔H4SnO4〕、偏锡酸〔H2SnO3〕、六氢正锡酸〔H2[Sn(OH)6]〕等。
作为铈化合物,可列举出例如氢氧化铈〔Ce(OH)4〕、硫酸铈〔Ce(SO4)2〕、硝酸铈钾〔K2Ce(NO3)6〕、硝酸铈铵〔(NH4)2Ce(NO3)6〕等。
作为金属化合物,优选使用钙化合物、铝化合物、钇化合物、铈化合物、锡化合物、锆化合物、或它们的组合。
在本申请发明中,将季铵碳酸盐添加到水性介质中,制成碱性的水性介质。此时,如果不使用季铵碳酸盐而使用氢氧化季铵,则得不到充分稳定的金属氧化物溶胶,会成为浆液状的两层分离了的状态。另外,为了制成碱性的水性介质,在使用其他的碱源、例如氢氧化钠等的场合,也仍然得不到充分稳定的金属化合物的水解物,并且即使对它们的水解物进行水热处理,也得不到稳定的金属氧化物溶胶。然而,将季铵碳酸盐和其他的碱源、例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氨等的水溶性无机盐、正丙胺、单乙醇胺、三乙醇胺等的胺、氢氧化单甲基三乙基铵、氢氧化四甲基铵等的水溶性有机碱等,以及季铵碳酸盐以外的碳酸盐、例如碳酸铵等并用使用也是可以的。在将碱性物质以混合物形式使用的场合,季铵碳酸盐与其他的碱性物质的质量比例,优选为(季铵碳酸盐)∶(其他的碱性物质)=1∶0.01~1。
本申请发明的第1工序为在含有季铵碳酸盐的水性介质中将锆盐在60~110℃下进行加热的工序。
第1工序中使用的水性介质的pH为9~12,该水性介质中的季铵碳酸盐的含量为3~50质量%。另外,金属化合物的含量,在该水性介质中换算成MOx(其中M为金属元素)后为1~20质量%。第一工序中,加热温度在60℃以下的场合,水解不能充分进行,即使对它们进行水热处理,也得不到稳定的金属氧化物溶胶。另外,加热温度在110℃以上的场合,没有水解的熟化时间而变成直接水热处理,因此是不理想的。该第一工序通常进行1~20小时。
本发明的第二工序为在第一工序之后在110~250℃下进行水热处理的工序。水热处理如果在110℃以下,则不能成为充分的水热处理,而如果在250℃以上,则装置变得规模大。该水热处理可以使用高压釜装置进行。第二工序通常进行1~20小时。经过该水热处理,金属化合物的水解物就成为金属氧化物粒子。经过该工序得到的金属氧化物粒子,通过透射电镜观察,为2~500nm的范围的粒子。
经过了第二工序的液体为pH8~12的碱性。虽然在这样的不变状态下也可以充分作为金属氧化物溶胶使用,但通过赋予使用超滤装置等、用纯水进行洗涤的第三工序,可以除去不需要的盐类,从而可以得到高纯度的碱性金属氧化物溶胶。
经过了该第三工序的碱性的金属氧化物溶胶具有下述物性值pH8~11,比表面积50m2/g~300m2/g,浓度3~60质量%,电导率1000~10000μS/cm,粘度1~300Pa·s。另外,粒径分布为2~500nm的范围。
另外,在进行该第三工序时,含有季铵碳酸盐的滤过水被排出,但该滤过水中只含有大量的季铵碳酸盐成分和一些的金属氧化物成分,其中所含有的季铵碳酸盐成分尽管是经过了第一和第二工序之后,也几乎不分解而以原来的形式存在。因此,可以将该滤过水单独地作为水溶性介质、或者与新的季铵碳酸盐并用作为水溶性介质,重新在本申请发明的第一工序和第二工序中使用。这样,通过重复利用滤过水,可以在原材料和废水处理两方面降低成本。
在本申请发明中,通过使用1种金属化合物作为成为原料的金属化合物,并使其反应,可以得到单一金属氧化物粒子的金属氧化物溶胶,而通过使用多种金属化合物作为成为原料的金属化合物,并使其反应,可以得到复合金属氧化物粒子的金属氧化物溶胶。
利用作为原料使用的单一的金属化合物,可以得到含有氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化钡(BaO)、氧化锌(ZnO)、氧化镍(NiO)、氧化钇(Y2O3)、氧化铝(Al2O3)、氧化铟(In2O3)、氧化铁(Fe2O3)、氧化钴(Co2O3)、氧化铋(Bi2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化硅(SiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化铈(CeO2)中的每一种金属化合物的溶胶。不管溶解于碱性的水性介质中的金属化合物的金属原子价是多少,最终都可以作为稳定的原子价的氧化物粒子形成水性溶胶。例如,即便使用3价的铈化合物、4价的铈化合物,也可以得到含有氧化铈(CeO2)粒子的溶胶。
另外,通过使用多种金属化合物作为成为原料的金属化合物,并使其反应,可以得到含有复合金属氧化物粒子的水性溶胶。
通过将钇化合物和锆化合物混合并使其反应,可以得到氧化钇与氧化锆的复合氧化物(ZrO2-Y2O3)粒子,通过选择钇化合物和锆化合物的混合比例,可以得到含有氧化钇与氧化锆复合化的氧化钇稳定型氧化锆粒子的水性溶胶。
通过将钙化合物和锆化合物混合并使其反应,可以得到氧化钙与氧化锆的复合氧化物(ZrO2-CaO)粒子,通过选择钙化合物和锆化合物的混合比例,可以得到含有氧化钙与氧化锆复合化的氧化钙稳定型氧化锆的水性溶胶。
通过将铈化合物和锆化合物混合并使其反应,可以得到氧化铈与氧化锆的复合氧化物(ZrO2-CeO2)粒子。
通过将铝化合物和锆化合物混合并使其反应,可以得到氧化铝与氧化锆的复合氧化物(ZrO2-Al2O3)粒子。
通过将锡化合物和锆化合物混合并使其反应,可以得到氧化锡与氧化锆的复合氧化物(ZrO2-SnO2)粒子。
本申请发明中得到的碱性的金属氧化物溶胶,在50℃的条件下稳定地存在1个月以上。
本申请发明中得到的碱性的金属氧化物溶胶,可以根据需要含有水溶性碱,例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氨等的水溶性无机盐;正丙胺、单乙醇胺、三乙醇胺等的胺;氢氧化单甲基三乙基铵、氢氧化四甲基铵等的水溶性有机碱等的添加剂。
本申请发明中得到的碱性的金属氧化物溶胶,根据需要通过添加水溶性酸,例如盐酸、硝酸、硫酸等的无机酸;甲酸、乙酸、乳酸、脲乙酸、柠檬酸、酒石酸、氨基磺酸等的有机酸等,可以使其成为酸性的金属氧化物溶胶。
本申请发明中得到的碱性的金属氧化物溶胶,根据需要通过添加1种或组合添加2种以上的上述水溶性酸和水溶性碱,可以控制(降低)粘度,由此可以使金属氧化物溶胶成为高浓度。
金属氧化物的水性溶胶可以通过采用蒸发法将溶剂置换成有机溶剂,从而制成有机溶剂溶胶。作为这些有机溶剂,可列举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等的低级醇,该以低级醇为分散介质的溶胶可以进一步转变成为以乙二醇、甲苯、己烷等疏水性溶剂为分散介质的溶胶。
本申请发明中得到的碱性的金属氧化物溶胶,根据需要,可以在100℃左右的温度下进行干燥,将水分大致除去后,进而用搅拌机等进行粉碎,在400℃~1200℃左右的温度下进行煅烧后,将该煅烧粉分散于水溶性酸或者水溶性碱的稀释水溶液中,用球磨机、砂磨机等进行磨机粉碎,由此可以制成粒子的表面活性小、高浓度、且低粘度而稳定的金属氧化物溶胶。
本申请发明中得到的碱性的金属氧化物溶胶,通过与硅化合物、活性能量线聚合型甲基丙烯酸酯、树脂乳液、水溶性高分子液、硅油、涂料等混合使用,可以作为涂布剂等使用。
作为硅化合物,包括例如下述的A成分和/或B成分。
A成分由通式(I)表示的有机硅化合物或其水解物,(R1)a(R3)bSi(OR2)4-(a+b)(I)(式中,R1、R3分别表示从由烷基、链烯基、芳基、酰基、卤基、环氧丙氧基、环氧基、氨基、苯基、巯基、甲基丙烯氧基和氰基组成的组中选出的有机基;R2表示从由碳原子数1~8的烷基、烷氧基、酰基和苯基组成的组中选出的有机基;a和b表示0或1的整数)。
B成分由通式(II)表示的有机硅化合物或其水解物,{(OX)3-aSi(R4)}2Y (II)(式中,R4表示碳原子数1~5的有机基;X表示碳原子数1~4的烷基或者碳原子数1~4的酰基;Y表示碳原子数2~20的有机基;a表示0或1的整数)。
A成分用上述通式(I)表示,作为具体的有机硅化合物或其水解物的例子,可列举出硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸正丙酯、硅酸异丙酯、硅酸正丁酯、四乙酰氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三戊氧基硅烷、甲基三苯氧基硅烷、甲基三苄氧基硅烷、甲基三苯乙氧基硅烷、环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基三乙氧基硅烷、β-环氧丙氧基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、α-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三丁氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三苯氧基硅烷、α-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、β-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、δ-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、δ-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、(3,4-环氧环己基)甲基三甲氧基硅烷、(3,4-环氧环己基)甲基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三丙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三丁氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三苯氧基硅烷、γ-(3,4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(3,4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷、δ-(3,4-环氧环己基)丁基三甲氧基硅烷、δ-(3,4-环氧环己基)丁基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基甲基甲基二甲氧基硅烷、环氧丙氧基甲基甲基二乙氧基硅烷、α-环氧丙氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基乙基甲基二乙氧基硅烷、β-环氧丙氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、β-环氧丙氧基乙基乙基二甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、β-环氧丙氧基丙基乙基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二丁氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二苯氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙烯基甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙烯基乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙烯基苯基甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基乙烯基苯基乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三乙酰氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、β-氰乙基三乙氧基硅烷、氯甲基三甲氧基硅烷、氯甲基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、γ-甲基丙烯氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷等以及它们的水解物。
下面说明B成分。B成分用上述的通式(II)表示,作为具体的有机硅化合物或其水解物的例子,可列举出亚甲基双甲基二甲氧基硅烷、亚乙基双乙基二甲氧基硅烷、亚丙基双乙基二乙氧基硅烷、亚丁基双甲基二乙氧基硅烷等以及它们的水解物。
A成分、B成分的有机硅化合物,可以只将A成分或者B成分单独使用,也可以将A成分、B成分混合使用。应予说明,当然也可以使用2种以上的A成分,也可以使用2种以上的B成分。
A成分、B成分的有机硅的水解,可以通过向A成分、B成分的有机硅化合物中添加盐酸水溶液、硫酸水溶液、乙酸水溶液等的酸性水溶液并搅拌来进行。
作为活性能量线聚合型甲基丙烯酸酯,可以从分子内具有1个以上的甲基丙烯酰基的、可进行紫外线或者电子束固化的甲基丙烯酸酯中任意地选择,可以单独地使用或者混合使用。作为该甲基丙烯酸酯的具体例子,可列举出甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸2-乙基己基卡必醇酯、ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、丙烯酰氧基乙酸、丙烯酸二聚物、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸四氢呋喃基酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸二环戊烯基酯、丙烯酸苄酯、苯基缩水甘油醚环氧基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、壬基苯酚乙氧基化丙烯酸酯、丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、丙烯酸三溴苯酯、三溴苯酚乙氧基化甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三溴苯酯、甲基丙烯酰氧基乙酸、甲基丙烯酰氧基乙基马来酸、甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚丙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸β-羧乙基酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、N-正丁氧基甲基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺磺酸、硬脂酸乙烯基酯、N-甲基丙烯酰胺、N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸N-二甲基氨乙基酯、N-二甲基氨丙基丙烯酰胺、丙烯酰氧基吗啉、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸鲸蜡酯、甲基丙烯酸十五烷基酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸二乙基氨乙基酯、甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊基酯、季戊四醇二丙烯酸单硬脂酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酰基磷酸酯、双酚A乙二醇加成物丙烯酸酯、双酚F乙二醇加成物丙烯酸酯、三环癸烷甲醇二丙烯酸酯、三羟乙基异氰脲酸二丙烯酸酯、2-羟基-1-丙烯酰氧基-3-甲基丙烯酰氧基丙烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙二醇加成物三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙二醇加成物三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三丙烯酰氧基乙基磷酸酯、异氰脲酸三丙烯酸三羟乙酯、改性ε-己内酯三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、甘油丙二醇加成物三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙二醇加成物四丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、二季戊四醇六五丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、不饱和聚酯等,但不限定于这些物质。它们可以单独地使用或者任意地混合使用,但优选是在分子内含有2个以上的甲基丙烯酰基的多官能甲基丙烯酸酯单体或者低聚物,原因是聚合后的皮膜硬,抗擦伤性良好。


图1为示出实施例1中得到的氧化锆溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图2为示出实施例5中得到的氧化铈溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图3为示出实施例6中得到的氧化锡溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图4为示出实施例7中得到的氧化铝溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图5为示出实施例8中得到的氧化钇-氧化锆复合溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图6为示出实施例9中得到的氧化钇-氧化锆复合溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图7为示出实施例10中得到的氧化铈-氧化锆复合溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图8为示出实施例11中得到的氧化钙-氧化锆复合溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图9为示出实施例12中得到的氧化铝-氧化锆复合溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图10为示出实施例13中得到的氧化锡-氧化锆复合溶胶的粒子结构的电子显微镜照片。倍率为20万倍。
图11显示出使在实施例1中得到的氧化锆溶胶在110℃下干燥而形成的粉末的X射线衍射图。
图12显示出使在实施例8中得到的氧化钇-氧化锆复合溶胶在110℃下干燥而形成的粉末的X射线衍射图。
实施例实施例1
向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液950g、和纯水950g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边加热至95℃,然后将碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%)缓慢添加到水溶液中,合计投入585.2g。添加结束后,进而继续加热熟化,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在95℃下熟化3小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为ZrO2含有9.9质量%,pH为9.5。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在140℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物也没有未溶解物而完全溶胶化,作为ZrO2含有9.9质量%,pH为8.8。接着,将该溶胶使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到ZrO2浓度为48.9质量%的高浓度的氧化锆溶胶453g。该得到的溶胶其比重为1.722,pH为8.8,粘度为5.5mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为1.2质量%,按动态光散射法测得的粒径为82nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为30~200nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图1中。将该溶胶在110℃下干燥而形成的粉末的X射线衍射图示于图11中。该粒子为单斜晶型。另外,该氧化锆溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例2向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1227g、和纯水673g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边加热至95℃,然后将碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%)缓慢添加到水溶液中,合计投入585.2g。添加结束后,进而继续加热熟化,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在95℃下熟化3小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为ZrO2含有9.9质量%,pH为9.8。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在140℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物也没有未溶解物而完全溶胶化,作为ZrO2含有9.9质量%,pH为9.1。接着,将该溶胶使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到ZrO2浓度为40.0质量%的高浓度的氧化锆溶胶535g。该得到的溶胶其比重为1.532,pH为8.8,粘度为3.9mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为1.0质量%,按动态光散射法测得的粒径为70nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为20~150nm。另外,该氧化锆溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例3向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1306.1g、和纯水592.2g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边加热至95℃,然后将碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%)缓慢添加到水溶液中,合计投入801.7g。添加结束后,再加热至105℃,然后一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为ZrO2含有12.5质量%,pH为10.6。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在140℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物也没有未溶解物而完全溶胶化,作为ZrO2含有12.5质量%,pH为9.8。接着,将该溶胶使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到ZrO2浓度为40.6质量%的高浓度的氧化锆溶胶748g。该得到的溶胶其比重为1.540,pH为8.9,粘度为4.1mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为1.0质量%,按动态光散射法测得的粒径为77nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为20~150nm。另外,该氧化锆溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例4向5L的玻璃制容器中投入实施例3中在使用超滤装置进行溶胶洗涤、浓缩的工序时排出的滤过水(换算成氢氧化四甲基铵,含有19.4质量%,作为ZrO2,含有0.5质量%)2546.4g和碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液196.0g,制成混合水溶液。该混合液的混合比率为(排出滤过水中的碳酸氢四甲基铵)∶(新加入的碳酸氢四甲基铵)=85∶15(该值为换算成氢氧化四甲基铵后的质量比)。一边搅拌该水溶液,一边加热至95℃,然后将碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%)缓慢添加到水溶液中,合计投入771.5g。添加结束后,再加温至105℃,然后一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为ZrO2含有12.5质量%,pH为10.7。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在140℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物也没有未溶解物而完全溶胶化,作为ZrO2含有12.5质量%,pH为10.0。接着,将该溶胶使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到ZrO2浓度为40.6质量%的高浓度的氧化锆溶胶732g。该得到的溶胶其比重为1.540,pH为9.0,粘度为4.2mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为1.0质量%,按动态光散射法测得的粒径为91nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为20~200nm。另外,该氧化锆溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。该得到的溶胶,与实施例3中得到的氧化锆溶胶比较,溶胶的物性和稳定性均大致同等。
实施例5向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液713.0g、和纯水1983.1g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边加热至50℃,然后将碳酸铈粉末(Ce2(CO3)3,AMR制,作为CeO2含有50.8质量%)缓慢添加到水溶液中,合计投入236.2g。添加结束后,接着投入35质量%过氧化氢水溶液67.7g,搅拌1小时。然后,再加热至105℃后,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为CeO2含有4.0质量%,pH为10.2。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在150℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物,可观察到一些未溶解物和沉降了的水凝胶,但那以外的部分完全溶胶化,作为CeO2含有3.9质量%,pH为10.2。接着,将该溶胶静置,使未溶解物和沉降的水凝胶沉降并除去后,使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到CeO2浓度为41.5质量%的高浓度的氧化铈溶胶202g。该得到的溶胶其比重为1.566,pH为9.0,粘度为128mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为0.8质量%,按动态光散射法测得的粒径为237nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子沿各种方向连结并凝聚,该凝聚粒子的长度为20~500nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图2中。
另外,该氧化铈溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例6向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液325.7g、和纯水1795.2g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边向水溶液中缓慢添加偏锡酸粉末(作为SnO2含有86.0质量%),合计投入279.1g。添加结束后,一边搅拌该混合液,一边加热至105℃,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为SnO2含有10.0质量%,pH为10.2。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在145℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物也没有未溶解物而完全溶胶化,作为SnO2含有10.0质量%,pH为10.4。接着,将该溶胶使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到SnO2浓度为42.2质量%的高浓度的氧化锡溶胶406g。该得到的溶胶其比重为1.580,pH为9.5,粘度为11.3mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为1.2质量%,按动态光散射法测得的粒径为157nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,5~50nm的一次粒子单独地存在或者数个连结地存在,连结的凝聚粒子的长度为20~300nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图3中。另外,该氧化锡溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例7向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1807.2g、和纯水1029.3g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边加热至80℃后,向水溶液中缓慢添加干燥氢氧化铝凝胶粉末(Al(OH)3,协和化学工业(株)制,按Al2O3计含有55.1质量%),合计投入163.5g。添加结束后,一边搅拌该混合液,一边再加热至105℃,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为Al2O3含有3.0质量%,pH为11.5。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在150℃下进行8小时的水热合成反应。该反应后获得的产物可观察到一些未溶解物和沉降的水凝胶,但那以外的部分具有胶体性,作为Al2O3含有2.8质量%,pH为11.1。接着,将该溶胶静置,使未溶胶物和沉降的水凝胶沉降并除去后,使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤,得到Al2O3浓度为3.0质量%的氧化铝溶胶2100.0g。该得到的溶胶其pH为9.3,粘度为290mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为0.2质量%,按动态光散射法测得的粒径为450nm,由于通过洗涤发生了粒子的凝聚,因此,尽管Al2O3浓度比较低,其粘度也比较高,按动态光散射法测得的粒径也变大。出于切断该溶胶的凝聚的目的,一边用分散器(disper)强力搅拌该溶胶2100.0g,一边缓慢地添加10质量%的硝酸25.0g,添加结束后搅拌1小时。得到的溶胶的pH为3.8,为酸性。将该溶胶用旋转蒸发器减压浓缩,得到Al2O3浓度为8.0质量%的氧化铝溶胶788g,该得到的溶胶其比重为1.065,pH为4.3,粘度为11.4mPa·s,NO3为0.3质量%,按动态光散射法测得的粒径为266nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,5~50nm的一次粒子单独地存在或者数个连结地存在,连结的凝聚粒子的长度为20~300nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图4中。另外,该氧化铝溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例8向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1126.5g、和纯水852.8g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边向水溶液中缓慢添加碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%),合计投入786.4g。添加结束后,接着向水溶液中缓慢添加碳酸钇三水合物(关东化学(株)制,作为Y2O3含有54.9质量%),合计投入34.3g。
该混合液中的Y2O3,按Y2O3/(ZrO2+Y2O3)计含有3摩尔%,pH为9.5。一边搅拌该混合液,一边加热至105℃,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为(ZrO2+Y2O3)浓度含有12.5质量%,pH为10.7。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在140℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物也没有未溶解物而完全溶胶化,作为(ZrO2+Y2O3)浓度含有12.5质量%,pH为9.7。接着,将该溶胶使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到(ZrO2+Y2O3)浓度为40.5质量%的高浓度的氧化钇-氧化锆复合溶胶778g。该得到的溶胶其比重为1.534,pH为8.7,粘度为16.0mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为0.9质量%,按动态光散射法测得的粒径为69nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为10~100nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图5中。另外,向该溶胶1g中加入硫酸2g和水5g,加热使其溶解后,用水稀释,作成稀释溶液。采用ICP发光分析法测定该稀释溶解液中的ZrO2和Y2O3的含量,结果含有的Y2O3按Y2O3/(ZrO2+Y2O3)计为3.5摩尔%。进而,使用X射线衍射调查该干燥物的晶型,结果正方晶或立方晶的峰为主,单斜晶的峰几乎观察不到。该溶胶在110℃下干燥而成的粉末的X射线衍射图示于图12中。另外,该溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例9向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1472.4g、和纯水1180.1g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边向水溶液中缓慢添加碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%),合计投入473.2g。添加结束后,接着向水溶液中缓慢添加碳酸钇三水合物(关东化学(株)制,作为Y2O3含有54.9质量%),合计投入74.3g。该混合液中的Y2O3,按Y2O3/(ZrO2+Y2O3)计含有10摩尔%,pH为10.0。一边搅拌该混合液,一边加热至105℃,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为(ZrO2+Y2O3)浓度含有7.5质量%,pH为10.6。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在150℃下进行8小时的水热合成反应。该反应后获得的产物也没有未溶解物而完全溶胶化,作为(ZrO2+Y2O3)浓度含有7.5质量%,pH为10.3。接着,将该溶胶使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到(ZrO2+Y2O3)浓度为25.0质量%的高浓度的氧化钇-氧化锆复合溶胶768g。该得到的溶胶其比重为1.276,pH为9.1,粘度为66.7mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为0.5质量%,按动态光散射法测得的粒径为86nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,当出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为3~50nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图6中。另外,向该溶胶1g中加入硫酸2g和水5g,加热使其溶解后,用水稀释,制成稀释溶液。采用ICP发光分析法测定该稀释溶液中的ZrO2和Y2O3的含量,结果含有的Y2O3按Y2O3/(ZrO2+Y2O3)计为14.1摩尔%。进而,使用X射线衍射调查该干燥物的晶型,结果正方晶或立方晶的峰为主,单斜晶的峰几乎观察不到。另外,该溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
另外,在搅拌下向该溶胶300g中添加70质量%的脲乙酸水溶液2.2g,接着加入25质量%的氢氧化四甲基铵水溶液14.1g,添加后搅拌1小时。该得到的溶胶,(ZrO2+Y2O3)浓度为23.7质量%,pH为10.5,粘度为7.1mPa·s,按动态光散射法测得的粒径为49nm。将该溶胶用旋转蒸发器减压浓缩,得到(ZrO2+Y2O3)浓度为39.7质量%的溶胶。该得到的溶胶其pH为10.6,粘度为50.6mPa·s,按动态光散射法测得的粒径为49nm,可进行高浓度化。
实施例10
向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1528.2g、和纯水1115.8g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边向水溶液中缓慢添加碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%),合计投入491.2g。添加结束后,接着向水溶液中缓慢添加碳酸铈粉末(AMR制,作为CeO2含有50.8质量%),合计投入64.8g。该混合液中的CeO2,按CeO2/(ZrO2+CeO2)计含有10摩尔%,pH为10.0。一边搅拌该混合液,一边加热至105℃,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为(ZrO2+CeO2)浓度含有7.5质量%,pH为10.8。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在150℃下进行8小时的水热合成反应。该反应后获得的产物中可观察到一些未溶解物,但那以外的部分完全溶胶化,作为(ZrO2+CeO2)浓度含有7.4质量%,pH为10.8。接着,将该溶胶静置,使未溶解物沉降而除去后,使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到(ZrO2+CeO2)浓度为30.5质量%的高浓度的氧化铈-氧化锆复合溶胶669g。该得到的溶胶其比重为1.352,pH为8.9,粘度为15.4mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为0.5质量%,按动态光散射法测得的粒径为128nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为20~200nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图7中。另外,向该溶胶1g中加入硫酸2g和水5g,加热使其溶解后,用水稀释,制成稀释溶液。采用ICP发光分析法测定该稀释溶液中的ZrO2和CeO2的含量,结果含有的CeO2按CeO2/(ZrO2+CeO2)计为11.3摩尔%。另外,该溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例11
向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成为氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1636.0g、和纯水924.1g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边向水溶液中缓慢添加碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%),合计投入526.9g。添加结束后,接着向水溶液中缓慢添加碳酸钙粉末(关东化学(株)制,作为CaO含有56.0质量%),合计投入20.0g。该混合液中的CaO,按CaO/(ZrO2+CaO)计含有10摩尔%,pH为10.0。一边搅拌该混合液,一边加热至105℃,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为(ZrO2+CaO)浓度含有7.5质量%,pH为10.8。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在150℃下进行8小时的水热合成反应。反应后获得的产物中可观察到一些未溶解物,但那以外的部分完全溶胶化,作为(ZrO2+CaO)浓度含有7.4质量%,pH为10.2。接着,将该溶胶静置,使未溶解物沉降而除去后,使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到(ZrO2+CaO)浓度为30.5质量%的高浓度的氧化钙-氧化锆复合溶胶630g。该得到的溶胶其比重为1.354,pH为8.9,粘度为6.0mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为0.4质量%,按动态光散射法测得的粒径为59nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子粒径,出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为20~100nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图8中。另外,向该溶胶1g中加入硫酸2g和水5g,加热使其溶解后,用水稀释,制成稀释溶液。采用ICP发光分析法测定该稀释溶液中的ZrO2和CaO的含量,结果含有的CaO按CaO/(ZrO2+CaO)计为5.9摩尔%。此外,该溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例12
向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成为氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1636.0g、和纯水924.1g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边向水溶液中缓慢添加碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%),合计投入526.9g。添加结束后,接着向水溶液中缓慢添加干燥氢氧化铝凝胶(协和化学工业(株)制,作为Al2O3,含有55.1质量%),合计投入37.0g。该混合液中的Al2O3,按Al2O3/(ZrO2+Al2O3)计含有10摩尔%,pH为10.3。一边搅拌该混合液,一边加热至105℃,一边适宜添加纯水进行浓度调整,一边在105℃下熟化6小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为(ZrO2+Al2O3)浓度含有7.5质量%,pH为10.8。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在150℃下进行8小时的水热合成反应。反应后获得的产物可观察到一些未溶解物,但那以外的部分完全溶胶化,作为(ZrO2+Al2O3)浓度含有7.4质量%,pH为10.2。接着,将该溶胶静置,使未溶解物沉降而除去后,使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到(ZrO2+Al2O3)浓度为24.4质量%的高浓度的氧化铝-氧化锆复合溶胶836g。该得到的溶胶其比重为1.259,pH为9.1,粘度为13.1mPa·s,氢氧化四甲基铵浓度(滴定法)为0.6质量%,按动态光散射法测得的粒径为106nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。利用透射电镜确认粒子的结果,10nm左右的一次粒子凝聚、结合而成的凝聚粒子为大部分,该凝聚粒子1个的大小为20~100nm。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图9中。另外,向该溶胶1g中加入硫酸2g和水5g,加热使其溶解后,用水稀释,制成稀释溶液。采用ICP发光分析法测定该稀释溶液中的ZrO2和Al2O3的含量,结果含有的Al2O3按Al2O3/(ZrO2+Al2O3)计为12.1摩尔%。此外,该溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例13
向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成为氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液1190g、和纯水982g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边向水溶液中缓慢添加碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%),合计投入364.0g。添加结束后,加温至80℃进行1小时熟化。然后,缓慢添加偏锡酸44.3g(作为SnO2,含有37.6g),在回流下进行5小时的加温熟化。
在该熟化结束的时刻,混合液为溶胶状,作为(ZrO2+SnO2)浓度含有7.0质量%,pH为10.6。将该溶胶转移至3L不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在150℃下进行5小时的水热反应。反应后获得的产物作为(ZrO2+SnO2)浓度含有6.8质量%,pH为10.0。接着,将该溶胶使用超滤装置,一边缓慢添加纯水,一边将溶胶洗涤、浓缩,得到(ZrO2+SnO2)浓度为12.5质量%的高浓度的氧化锡-氧化锆复合溶胶1264g。该得到的溶胶其pH为8.5,粘度为2.0mPa·s,通过透射电镜观察测得的粒径为5~50nm,按动态光散射法测得的粒径为20nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。该溶胶的电子显微镜照片(倍率20万倍)示于图10中。
实施例14(被覆物A制造/五氧化锑胶体的制造)向100L的容器中加入三氧化锑(广东三国制,作为Sb2O3含有99.5质量%)12.5kg、纯水66.0kg和氢氧化钾(作为KOH含有95质量%)12.5kg,在搅拌下,缓慢加入35%过氧化氢水溶液8.4kg。得到的锑酸钾水溶液作为Sb2O5含有15.25质量%,作为氢氧化钾含有5.36质量%,K2O/Sb2O3的摩尔比为1.0。
将得到的锑酸钾的水溶液稀释至2.5质量%,将其通至填充了阳离子型离子交换树脂的柱中。在搅拌下,向离子交换后的锑酸的溶液中加入二异丙胺6.6kg,得到含碱性成分的五氧化锑胶体溶液。其浓度,作为Sb2O5含有1.8质量%,作为二异丙胺含有1.2质量%,二异丙胺/Sb2O5的摩尔比为1.69,在透射电镜的观测中,一次粒径为1~10nm。
(被覆物B制造/五氧化锑-二氧化硅复合物胶体的调制)将硅酸钾水溶液(按SiO2计含有15.4质量%)546g用纯水542g进行稀释后,在搅拌下,混合锑酸钾水溶液(按Sb2O5计含有14.6质量%),继续搅拌1小时,得到硅酸钾与锑酸钾的混合水溶液。
将得到的硅酸钾与锑酸钾的混合水溶液用纯水稀释使得变为5质量%后,将其通至填充了阳离子型离子交换树脂的柱中,由此得到五氧化锑-二氧化硅的复合体胶体。
(改性溶胶的制造)向在被覆物A制造中得到的含有胺的五氧化锑的胶体水溶液416.0g(作为Sb2O5含有5.0g),在搅拌下,添加混合将在实施例13中得到的氧化锡-氧化锆复合溶胶400.0g(作为ZrO2含有50.0g)用纯水稀释成5000g而成的稀释液,使得变为Sb2O5/ZrO2的质量比为0.1的比例,接着,在95℃下进行加温熟化2小时。进而在240℃下进行5小时的水热处理。
在搅拌下,将得到的溶胶进而缓慢添加混合到在被覆物B制造中得到的五氧化锑-二氧化硅的复合体胶体250.0g(作为Sb2O5+SiO2含有5.0g)中,使得变成Sb2O5+SiO2/ZrO2+SnO2的质量比为0.1的比例,接着在95℃下进行加温熟化2小时。
将得到的经过改性的氧化锡-氧化锆复合体水性溶胶(稀薄液)使用分划分子量10万的超滤膜的过滤装置浓缩,得到高浓度的经过改性的氧化锡-氧化锆复合体水性溶胶530g。该溶胶的比重为1.097,粘度为1.4mPa·s,pH为8.2,按动态光散射法测得的粒径为18.5nm,总金属氧化物浓度为11.0质量%,是稳定的。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。
一边将上述高浓度的经过改性的氧化锡-氧化锆复合体水性溶胶530g用旋转蒸发器在微减压下、缓慢加入甲醇7L,一边馏去水,由此得到用甲醇置换水性溶胶而形成的改性了的氧化锡-氧化锆复合体甲醇溶胶210g。该改性的氧化锆复合体甲醇溶胶的比重为1.016,粘度为2.3mPa·s,pH为7.8(与水的等质量混合物),换算成金属氧化物后的浓度为24.8质量%,水分为1.0质量%。该溶胶呈现胶体色,透明性高,在室温下即便放置3个月后也观察不到沉降物的生成和混浊、增粘等异常现象,因此它是稳定的。
实施例15一边将实施例1中得到的氧化锆水性溶胶221.6g用旋转蒸发器在微减压下缓慢加入甲醇5.8L,一边馏去水,由此得到用甲醇置换水性溶胶而形成的改性了的甲醇氧化锆溶胶280g。该改性的甲醇氧化锆溶胶的ZrO2浓度为38.7质量%,比重为1.227,粘度为4.9mPa·s,pH为11.2(与水的等质量混合物),水分为1.0质量%,按动态光散射法测得的粒径为80nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。另外,该甲醇氧化锆溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
实施例16将实施例1中得到的氧化锆溶胶295g加入到不锈钢制的容器中,在120℃的干燥器中干燥3小时后,用搅拌机粉碎,得到氧化锆粉末160g。将该干燥粉末放入电炉中,以4℃/分钟的速度从室温开始升温,到达700℃后,在该温度下煅烧5小时,由此得到煅烧氧化锆粉末144g。接着,向500mL的容器中,投入10质量%的硝酸水溶液10.5g和纯水145.5g,在分散器的强力搅拌下,向该稀释溶液中缓慢添加煅烧氧化锆粉末,合计投入144g,然后在保持不变的状态下直接搅拌30分钟。在该搅拌结束的时刻,混合液为浆液状,ZrO2浓度含有48.0质量%,pH为1.8。将该浆液300g和直径为5mm的氧化锆制硬质珠700g投入到直径为9cm的砂磨机容器中,以1000rpm的转速实施14小时砂磨机处理,浆液状溶液变成胶体状的氧化锆溶液,几乎见不到煅烧氧化锆的未粉碎物。然后,使用尼龙筛网将珠分离,回收了ZrO2浓度为45.7质量%的高浓度的氧化锆溶胶310g。该氧化锆溶胶的比重为1.612,pH为3.4,粘度为3.7mPa·s,NO3为0.3质量%,按动态光散射法测得的粒径为105nm。采用动态光散射法观测溶胶中的粒子的粒径,出现粒子彼此间的凝聚时,观测那些凝聚粒子的平均粒径。另外,该氧化锆溶胶也没有沉降物,在50℃的条件下稳定存在1个月以上。
比较例1向3L的玻璃制容器中投入碳酸氢四甲基铵(多摩化学工业(株)制,换算成为氢氧化四甲基铵,含有44.5质量%)水溶液950g、和纯水950g,制成稀释水溶液。一边在室温下搅拌该水溶液,一边向水溶液中缓慢添加碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%),合计投入585.2g,然后在保持原样的状态下、在室温下搅拌30分钟。在该搅拌结束的时刻,混合液为浆液状,ZrO2浓度含有9.9质量%,pH为9.3。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下、在140℃下进行3小时的水热合成反应。反应后获得的产物中有未溶解物,当放置时就产生沉降物,为接近于浆液的状态。
比较例2向3L的玻璃制容器中投入25质量%的氢氧化四甲基铵(多摩化学工业(株)制)水溶液1657.6g、和纯水185.6g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边加热至95℃后,向水溶液中缓慢加入碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,作为ZrO2含有42.1质量%),合计投入556.8g。添加结束后,再继续加热熟化,一边适宜添加水进行浓度调整,一边在95℃下熟化3小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为ZrO2含有10.0质量%,pH为14以上。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下,在140℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物中有未溶解物,当放置时就可观察到分离成二层,为接近于浆液的状态。
比较例3向3L的玻璃制容器中投入碳酸铵(按氨计含有30质量%)331.0g、和纯水1903.0g,制成稀释水溶液。一边搅拌该水溶液,一边加热至95℃后,向水溶液中缓慢加入碳酸氧锆粉末(ZrOCO3、第一稀元素化学工业(株)制,按ZrO2计含有42.1质量%),合计投入712.6g。添加结束后,再继续加热熟化,一边适宜添加水进行浓度调整,一边在95℃下熟化3小时。在该熟化结束的时刻,混合液为浆液状,作为ZrO2含有10.0质量%,pH为8.6。将该浆液转移至不锈钢制高压釜容器中,搅拌下,在140℃下进行3小时的水热合成反应。该反应后获得的产物中有未溶解物,当放置时就观察到分离成二层,为接近于浆液的状态。
产业上的可利用性本申请发明中得到的碱性的金属氧化物溶胶,可用作为陶瓷、传感器等的电子材料等的原料、涂布剂、复合化材料、耐火型成型品、铸件的铸型的粘合剂、研磨剂。
权利要求
1.一种金属氧化物溶胶的制造方法,其特征在于,包括在含有季铵碳酸盐的水性介质中将金属化合物在60~110℃下加热的工序、和在110~250℃下进行水热处理的工序。
2.如权利要求1所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其特征在于,所述的季铵碳酸盐是(NR4)2CO3、NR4HCO3、或者它们的混合物,所述各式中的R是烃基。
3.如权利要求1或2所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其特征在于,所述的季铵碳酸盐中的季铵离子由碳原子数为1~18的烃基构成。
4.如权利要求1或2所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其特征在于,所述的季铵碳酸盐中的季铵离子由碳原子数为1~4的烃基构成。
5.如权利要求1~4的任一项所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,所述的金属化合物是选自由基于具有2价、3价和4价的原子价的金属的化合物组成的组中的1种或2种以上的金属化合物。
6.如权利要求5所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,所述的基于具有2价的原子价的金属的化合物是镁化合物、钙化合物、钡化合物、锌化合物、和镍化合物。
7.如权利要求5所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,所述的基于具有3价的原子价的金属的化合物是钇化合物、铝化合物、铟化合物、铁化合物、钴化合物、铈化合物、和铋化合物。
8.如权利要求5所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,所述的基于具有4价的原子价的金属的化合物是钛化合物、锆化合物、硅化合物、锡化合物、和铈化合物。
9.如权利要求1~4的任一项所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,金属化合物是钙化合物、铝化合物、钇化合物、铈化合物、锡化合物、锆化合物、或者它们的组合。
10.如权利要求1~5的任一项所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,所述的金属氧化物是单一金属氧化物或者复合金属氧化物。
11.如权利要求1~10的任一项所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,在所述的加热工序之后进一步附加洗涤工序。
12.如权利要求11所述的金属氧化物溶胶的制造方法,其中,所述的洗涤工序及其后的浓缩工序之后的pH为8~11。
全文摘要
本发明的目的是提供一种粒径分布一致的稳定的碱性金属氧化物溶胶的制造方法。本发明的金属氧化物溶胶的制造方法包括在含有季铵碳酸盐的水性介质中将金属化合物在60~110℃下加热的工序、以及在110~250℃下进行水热处理的工序。所述季铵碳酸盐是(NR
文档编号B01J3/00GK101031512SQ20058002729
公开日2007年9月5日 申请日期2005年8月8日 优先权日2004年8月17日
发明者大森丰, 加藤博和, 小山欣也, 山口健二 申请人:日产化学工业株式会社
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