针状碳酸锶微粉及其制造方法_2

文档序号:9893007阅读:来源:国知局
用聚羧酸或其酸酐(A)和化合物(B) 或胺(C)进行了处理,所述聚羧酸或其酸酐(A)的侧链具有聚氧亚烷基,所述化合物(B)具有 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,所述胺(C)具有聚氧亚烷基和 烃基。
[0026] 本发明人还发现:在结晶成长抑制剂的种类和熟成条件为特定条件的情况下,针 状颗粒的长径的平均长度不会变得过长,且能够增加纵横比,从而完成了本发明。
[0027] 即,本发明还在于碳酸锶微粉的制造方法,其特征在于,具备如下工序:在分子内 包含1个以上羟基的二羧酸或其酸酐的存在下,使氢氧化锶与二氧化碳反应而生成碳酸锶 颗粒的反应工序;以及,将利用该反应工序而得到的碳酸锶颗粒在75~115°C的范围内进行 加温熟成的熟成工序。
[0028] 发明的效果 本发明的针状碳酸锶微粉尽管是长径长度为200nm以上的针状颗粒的含有率少的微 粉,其在二氯甲烷、环己烷之类的用作高分子树脂溶剂的疏水性有机溶剂中的分散性也高。 因此,本发明的针状碳酸锶微粉可有利地用作用于使高分子树脂成型品的双折射性相抵消 的填充材料,所述高分子树脂成型品是通过沿着特定方向对高分子树脂施加压力而制造 的。分散有本发明的针状碳酸锶微粉的高分子树脂成型品可有利地用作光学膜、光学透镜 等光学材料用途的高分子树脂成型品。另外,通过利用本发明的制造方法,能够在工业上有 利地制造在疏水性有机溶剂中的分散性优异的针状碳酸锶微粉。
[0029] 另外,根据本发明,能够提供具有适当长度和高纵横比的针状碳酸锶微粉及其制 造方法。
【附图说明】
[0030] 图1是使利用实施例1和比较例1制造的针状碳酸锶微粉分散于二氯甲烷而得到的 二氯甲烷分散液中的针状碳酸锶颗粒的粒度分布。
[0031] 图2是使利用实施例1和比较例1制造的针状碳酸锶微粉分散于环己烷而得到的环 己烷分散液中的针状碳酸锶颗粒的粒度分布。
【具体实施方式】
[0032] 本发明的第一针状碳酸锶微粉是长径长度为200nm以上的针状颗粒的含有率以个 数基准计为5%以下、优选为3%以下、更优选为1%以下的微粉。针状颗粒的长径的平均长度通 常为150nm以下,优选为130nm以下、更优选为100nm以下。长径的平均长度的下限通常为 l〇nm,优选为30nm、更优选为50nm。针状颗粒的平均纵横比通常为1.5以上、优选为2.0以上、 更优选为2.2以上。平均纵横比的上限通常为5.0,优选为4.0。针状颗粒的长径长度和纵横 比可以通过对针状碳酸锶微粉的电子显微镜图像进行图像分析来测定。
[0033] 第一针状碳酸锶微粉中,针状颗粒的表面利用聚羧酸或其酸酐(A)、化合物(B)这 两种物质进行了处理,所述聚羧酸或其酸酐(A)的侧链具有聚氧亚烷基,所述化合物(B)具 有未水性基团和疏水性基团,还具有在水中形成阴1?子的基团。针状颗粒的表面附着有两 种物质可通过使用傅里叶变换红外光谱测定装置(FT-IR)测定颗粒表面的红外吸收光谱来 确认。
[0034]作为通过用两种物质对针状碳酸锶颗粒的表面进行处理而使针状碳酸锶微粉在 疏水性有机溶剂中的分散性提高的原因,可以考虑如下。将针状碳酸锶颗粒用侧链具有聚 氧亚烷基的聚羧酸或其酸酐(A)以及具有亲水性基团和疏水性基团且具有在水中形成阴离 子的基团的化合物(B)进行处理时,聚羧酸或其酸酐(A)借助羧基而优先附着于针状碳酸锶 颗粒的表面,从而在颗粒的表面整体形成聚羧酸或其酸酐(A)的覆盖层。并且,化合物(B)中 的一部分主要借助在水中形成阴离子的基团而附着于针状碳酸锶颗粒的未附着有聚羧酸 或其酸酐(A)的部分,其余借助亲水性基团与聚羧酸或其酸酐(A)的聚氧亚烷基进行化学键 合或物理键合,在聚羧酸或其酸酐(A)的覆盖层的表面整体形成化合物(B)的覆盖层,从而 在针状碳酸锶颗粒的表面形成双重覆盖层。通过这样操作而形成的双重覆盖层,抑制针状 碳酸锶颗粒彼此接触的空间位阻效果变大,因此,针状碳酸锶颗粒彼此难以发生聚集。因 此,针状碳酸锶颗粒的微粉(干燥粉末)在针状碳酸锶颗粒彼此之间形成大的间隙。另外,针 状碳酸锶颗粒的外侧的化合物(B )的覆盖层露出大量与疏水性有机溶剂的亲和性高的疏水 性基团。根据如上理由,疏水性有机溶剂容易侵入至针状碳酸锶颗粒彼此之间的间隙,本发 明的针状碳酸锶微粉在疏水性有机溶剂中的分散性高。
[0035] 本发明中,侧链具有聚氧亚烷基的聚羧酸或其酸酐(A)优选为酸酐。作为聚羧酸或 其酸酐(A)的例子,可列举出日油株式会社制造的厶ΑΚΜ-0531、^^7ΡΛΑΚΜ-1511-60、^y7yAHKM-50A、^y7yAAKM-150A、^y7yASC-0505K。
[0036] 本发明中使用的具有亲水性基团和疏水性基团且具有在水中形成阴离子的基团 的化合物(B)优选为疏水性基团与在水中形成阴离子的基团借助亲水性基团进行了键合的 化合物。亲水性基团优选是包含碳原子数为1~4的氧基亚烷基的聚氧亚烷基。疏水性基团优 选为碳原子数处于3~30的范围的烷基、苯基或者碳原子数处于7~30的范围的烷基苯基。形 成阴离子的基团优选为选自羧酸基(_C0 2H)、硫酸基(-0S03H)和磷酸基(-0Ρ03Η2)中的酸基。 这些酸基的氢原子可以被钠、钾等碱金属离子或铵取代。化合物(B)优选为下述化学式(I) 所示的羧酸或其盐。
[0037] [化1]
其中,化学式(I)中,R1是指碳原子数处于3~30的范围的烷基、苯基或者碳原子数处于7 ~30的范围的烷基苯基,L1是指碳原子数处于1~4的范围的亚烷基,M1是指氢、碱金属或铵;k 是指2~10的范围的数。R1优选是碳原子数处于10~18的范围的烷基或烷基苯基。L1优选为亚 乙基。
[0038] 第一针状碳酸锶微粉例如可通过包含下述工序的方法来制造。
[0039] 准备在水性介质中分散有针状碳酸锶颗粒的水性浆料的工序,所述针状碳酸锶颗 粒的长径的平均长度为150nm以下、平均纵横比为1.5以上、长径长度为200nm以上的针状颗 粒的含有率以个数基准计处于5%以下。
[0040] 将该水性浆料与侧链具有聚氧亚烷基的聚羧酸或其酸酐(A)混合,从而得到分散 有用该聚羧酸或其酸酐进行了处理的针状碳酸锶颗粒的水性浆料的工序。
[0041] 进而,将分散有用该聚羧酸或其酸酐进行了处理的针状碳酸锶颗粒的水性浆料与 化合物(B)混合,从而得到分散有用该化合物进行了第二次处理的针状碳酸锶颗粒的水性 浆料的工序,所述化合物(B)具有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。
[0042] 将分散有该进行了第二次处理的针状碳酸锶颗粒的水性浆料进行干燥的工序。
[0043] 水性浆料中的针状碳酸锶颗粒的含量优选处于1~30质量%的范围。相对于水性浆 料中的针状碳酸锶颗粒1〇〇质量份,与水性浆料进行混合的聚羧酸或其酸酐(A)的量通常为 1~30质量份的范围、优选为2~20质量份的范围。相对于水性浆料中的针状碳酸锶颗粒100质 量份,化合物(B)在水性浆料中的投入量通常为1~40质量份的范围、优选为3~30质量份的范 围。与水性浆料进行混合的化合物(B)的混合量可以与聚羧酸或其酸酐(A)的混合量相同, 优选增加化合物(B)的混合量。将与水性浆料进行了混合的聚羧酸或其酸酐(A)的量设为10 质量份时,要与水性浆料进行混合的化合物(B)的量优选处于11~50质量份的范围、更优选 处于15~40质量份的范围。聚羧酸或其酸酐(A)与化合物(B)优选在搅拌下投入至水性浆料 中。另外,向水性浆料中投入化合物(B)优选在使聚羧酸或其酸酐(A)溶解于水性浆料后进 行。
[0044] 分散有用化合物(B)进行了第二次处理的针状碳酸锶颗粒的水性浆料的干燥可以 使用喷雾干燥器和桶式干燥器等干燥机通过公知的干燥方法来进行。
[0045] 本发明所要处理的针状碳酸锶颗粒例如可以通过将平均纵横比小于1.5的微细球 状碳酸锶微粒在水中加热至60 °C以上、优选加热至60~100°C、特别优选加热至70~100°C的 温度而使颗粒生长,由此来制造。球状碳酸锶微粒的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,球状碳 酸锶微粒不需要为正球状,也可以为椭球状、角为圆润的立方体状或长方体状。
[0046] 球状碳酸锶微粒可如下制造 :一边搅拌氢氧化锶的水溶液或水性悬浊液,一边在 羟基和羧基分别具有至少1个且合计具有至少3个的有机酸的存在下,向该水溶液或水性悬 浊液中导入二氧化碳气体而使氢氧化锁发生碳酸化,从而制造。氢氧化锁的水溶液或水性 悬浊液中,氢氧化锶的浓度通常为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。有机酸优选的是,羧基数量为1个或2个且羧基与羟基的合计为3~6个。作为 有机酸的优选例,可列举出酒石酸、苹果酸和葡糖
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