專利名稱：金屬氫氧化物固溶體、金屬氧化物固溶體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種金屬氫氧化物固溶體、金屬氧化物固溶體及其制造方法。
習(xí)知?dú)溲趸V系由微細(xì)結(jié)晶相聚集而形成二次粒子徑平均為10μm～100μm程度之聚集體。以此等聚集體為原料所制成之氧化鎂也只能獲致粒徑不均勻之成品。因此，該氫氧化鎂或氧化鎂使用作樹(shù)脂添加劑時(shí)，分散性不良，不能充分發(fā)揮其添加劑之功能，也有損及樹(shù)脂原本性質(zhì)之缺失。
為解決此等問(wèn)題，已有結(jié)晶成長(zhǎng)優(yōu)良之氫氧化鎂制造法(特公昭63-48809號(hào)公報(bào))、高分散性氧化鎂之制造法(特開(kāi)平2-141418號(hào)公報(bào))等提案，此外亦有性能更佳之鎂類金屬氫氧化物固溶體及鎂類金屬氧化物固溶體(特開(kāi)平6-41441號(hào)、特開(kāi)平5-209084號(hào)及特開(kāi)平6-157032號(hào)公報(bào))等各種提案，并獲得某種程度的效果改善。再者，為改善其補(bǔ)強(qiáng)性等而形成之大粒徑制品則有高型數(shù)比之鎂類金屬氫氧化物固溶體及鎂類金屬氧化物固溶體(特開(kāi)平2-259235號(hào)公報(bào))之提案。[發(fā)明欲解決之課題]然而，上述習(xí)知之氫氧化鎂、氧化鎂、鎂類金屬氫氧化物固溶體、鎂類金屬氧化物固溶體、高型數(shù)比鎂類金屬氫氧化物固溶體及鎂類金屬氧化固溶體即使結(jié)晶粒徑有大小，但均為薄六角柱狀結(jié)晶。因此，當(dāng)作添加劑混拌在合成樹(shù)脂中時(shí)，樹(shù)脂之粘度會(huì)上升，流動(dòng)性或加工性變差，有成形速度降低使生產(chǎn)性不良，或無(wú)法高密度填充之問(wèn)題。而且，有時(shí)由于樹(shù)脂用途對(duì)象之不同，會(huì)因形狀因素而使其在樹(shù)脂中之分散性變差，或是無(wú)法充分發(fā)揮其添加劑之功能。
本發(fā)明系鑒于此等情形而研發(fā)成功者，其目的在提供一種混拌于樹(shù)脂時(shí)之流動(dòng)性與加工性得以提高之金屬氫氧化物固溶體與金屬氧化物固溶體及其制造方法。[用以解決問(wèn)題之手段]為達(dá)成上述之目的，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體系以滿足下式(1)之條件，且其結(jié)晶外形為由平行之上下兩個(gè)基底面及外周之六個(gè)角錐面所組成之8面體形狀，且該角錐面系呈向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)，而基底面之長(zhǎng)軸徑與上下基底面間之厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)在1～9之范圍為其要旨。
Mg1-xM2+x(OH)2………(1)[式(1)中，M2+系為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+及Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]再者，本發(fā)明之金屬氧化物固溶體系以滿足下式(2)之條件，且其結(jié)晶外形為由平行之上下兩個(gè)基底面與外周之六個(gè)角錐面所組成之8面體形狀。且該角錐面系呈向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)，其基底面之長(zhǎng)軸徑與上下基底面間之厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)在1～9范圍為要旨Mg1-xM2+xO………(2)[式(2)中，M2+為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]其次，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體之制法系將下式(3)表示之復(fù)合金屬氧化物，在選自羧酸、羧酸之金屬鹽、無(wú)機(jī)酸及無(wú)機(jī)酸之金屬鹽之至少一種對(duì)該復(fù)合金屬氧化物約呈0.1～6摩爾％之共存水媒體中，實(shí)施強(qiáng)力攪拌，令其產(chǎn)生水合反應(yīng)為要旨。
Mg1-xM2+xO………(3)[式(3)中，M2+為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+及Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]。
其次，本發(fā)明金屬氧化物固溶體之制造方法系以利用上述制法所得之金屬氫氧化物固溶體在400℃以上煅燒為要旨。
因此，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體在結(jié)晶外形上系由平行之上下兩個(gè)基底面與外周之六個(gè)角錐面所組成之8面體形狀，且該角錐面系呈向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)，其基底面之長(zhǎng)軸徑與上下基底面間之厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1～9。故與習(xí)知金屬氫氧化物固溶體之薄六角柱狀結(jié)晶相比，呈現(xiàn)出完全不同的晶癖(habit)外形，且厚度方向之結(jié)晶成長(zhǎng)較大。因此，混拌于合成樹(shù)脂中作為添加劑時(shí)，與習(xí)知制品相比，本發(fā)明可使樹(shù)脂之流動(dòng)性與加工性均提高，成形速度較快，生產(chǎn)性非常優(yōu)良，同時(shí)填充性亦提升，而且在樹(shù)脂中之分散性較佳，當(dāng)作樹(shù)脂之難燃劑，紫外線吸收劑，補(bǔ)強(qiáng)劑，散熱劑等之添加劑來(lái)使用時(shí)，能夠充分發(fā)揮其功能。
本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體中，其基底面之長(zhǎng)軸徑平均為0.1～10μm之情形下，當(dāng)作添加劑混拌在合成樹(shù)脂時(shí)之流動(dòng)性或加工性得以更佳，用于樹(shù)脂成形時(shí)之生產(chǎn)性極優(yōu)良。
而且，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體中，上式(1)之M2+為Zn2+時(shí)，可借由將Zn2+固溶于Mg(OH)2而提高其白色色度，同時(shí)紫外線吸收性亦優(yōu)良。
再者，本發(fā)明之金屬氧化物固溶體亦和上述金屬氫氧化物固溶體一樣，其結(jié)晶外形系由平行之上下兩個(gè)基底面與外周之六個(gè)角錐面所組成之8面體形狀。且該角錐面系呈向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)，其基底面之長(zhǎng)軸徑與基底面間之厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1～9。因此，與習(xí)知之氧化物及金屬氫氧化物結(jié)晶相較，本發(fā)明呈現(xiàn)完全不同之晶癖外形，且厚度方向之結(jié)晶成長(zhǎng)較大。因此，與習(xí)知制品相比，將本發(fā)明制品當(dāng)作添加劑混拌于合成樹(shù)脂中時(shí)，樹(shù)脂之流動(dòng)性與加工性提高，成形速度較快，生產(chǎn)性非常優(yōu)良，同時(shí)填充性亦增加。而且，在樹(shù)脂中之分散性較佳，作為樹(shù)脂難燃劑、紫外線吸收劑，補(bǔ)強(qiáng)劑，散熱劑等之添加劑來(lái)使用時(shí)，能夠充分發(fā)揮其功能。
本發(fā)明之金屬氧化物固溶體中，基底面之長(zhǎng)軸徑為平均0.1～10μm時(shí)，當(dāng)作添加劑混拌于合成樹(shù)脂時(shí)之流動(dòng)性與加工性更為提升，用于樹(shù)脂成形時(shí)之生產(chǎn)性極佳。
其次，本發(fā)明之金屬氧化物固溶體中，上式(2)之M2+為Zn2+時(shí)，可借由將Zn2+固溶于MgO，使白色色度提高，同時(shí)紫外線吸收性亦優(yōu)異。[發(fā)明之實(shí)施形態(tài)]其次詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明之實(shí)施形態(tài)。
本發(fā)明之鎂類金屬氫氧化物固溶體可以滿足下式(1)，而以M2+表示之二價(jià)金屬離子系固溶于Mg(OH)2。此處之x系表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)目。該金屬氫氧化物固溶體所顯示之結(jié)晶構(gòu)造系與氫氧化鎂相同，呈現(xiàn)出六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。
Mg1-xM2+x(OH)2………(1)再者，本發(fā)明之鎂類金屬氧化物固溶體可以滿足下式(2)，而以M2+表示之二價(jià)金屬離子系固溶于MgO，而此處之x則表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)目。該金屬氧化物固溶體之結(jié)晶構(gòu)造與普通氧化鎂相同，屬于立方晶系之巖鹽型構(gòu)造，其為具備有上述氫氧化物固溶體形態(tài)之一種氧化物者。
Mg1-xM2+xO………(2)上述式(1)及式(2)中，M2+表示選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，其中以Zn2+特別理想，因?yàn)榭山鑊n2+固溶于Mg(OH)2或MgO而令白色色度提高，同時(shí)為該固溶體帶來(lái)優(yōu)良之紫外線吸收性。
此外，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體系由平行之上下兩個(gè)基底面與外周六個(gè)角錐面而組成8面體形狀，該角錐面系由向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)。
更詳言之，習(xí)知?dú)溲趸V、鎂類金屬氫氧化物固溶體之結(jié)晶構(gòu)造為六方晶系，如第1圖所示，以米勒布拉貝(Miller-Bravais indices)指數(shù)而言，系為以(00.1)面表示之上下兩個(gè)基底面10及屬于{10.0}形面之六個(gè)角錐面11圍繞外周而形成之六角柱狀。由于其在
方向(C軸方向)之結(jié)晶成長(zhǎng)較少，故呈薄六角柱狀。
相對(duì)的，如第2圖所示，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體可借由結(jié)晶成長(zhǎng)時(shí)之結(jié)晶習(xí)性控制。而且備以(00.1)面表示之上下兩個(gè)基底面12且以屬于{10.1}形面之六個(gè)角錐面13圍繞于外周之8面體形狀，且該角錐面13系由(10.1)面等向上傾斜面13a及{10.-1}等向下傾斜面13b交替配置而成特殊結(jié)晶習(xí)性。而且，C軸方向之結(jié)晶成長(zhǎng)亦較習(xí)知者為大。第2圖所示之結(jié)晶形狀雖接近于板狀，且C軸方向之結(jié)晶成長(zhǎng)較進(jìn)步，故其結(jié)晶習(xí)性乃顯著呈現(xiàn)而呈第3圖所示之等方晶系構(gòu)造。因此，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體亦包括接近正八面體之形狀者。亦即，基底面之長(zhǎng)軸徑與基底面間之厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)以1～9為適當(dāng)。該長(zhǎng)軸徑與厚度之比例上限值以7更為適當(dāng)，此外，上述米勒布拉貝指數(shù)中，「1杠」以-」表示。
如此，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體中，圍繞外周之六個(gè)面之所以為屬于{10.1}之角錐面，由下述說(shuō)明即可知曉。亦即，以掃描型電子顯微鏡從C軸方向觀察本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體之結(jié)晶時(shí)，該結(jié)晶呈現(xiàn)以C軸為旋轉(zhuǎn)軸之三次旋轉(zhuǎn)式對(duì)稱形態(tài)。而且，使用粉末X光繞射所得之晶格常數(shù)測(cè)定值之(10.1)面與{10.1}形面之面間角度計(jì)算值系與掃描型電子顯微鏡觀察時(shí)之面間角度測(cè)定值大致一致。
再者，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體中，粉末X光繞射之(110)面尖峰半寬度B110與(001)面尖峰半寬度B001之比(B110/B001)為1.4以上。由此即可確認(rèn)C軸方向之結(jié)晶性良好，且厚度有所成長(zhǎng)，亦即，習(xí)知?dú)溲趸V等之結(jié)晶中，結(jié)晶未朝C軸方向成長(zhǎng)，(001)面之尖峰較寬，半寬度B001亦較大。因此，(B110/B001)之值較小。相對(duì)地，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體中，由于C軸方向之結(jié)晶性良好，故(001)面之尖峰較銳，較細(xì)，半寬度B001亦較小。因此，(B110/B001)之值較大。
亦即，本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體具有晶癖完全不同于習(xí)知制品之結(jié)晶外形，同時(shí)C軸方向之結(jié)晶成長(zhǎng)亦甚顯著，故而具有前所未見(jiàn)之新穎結(jié)晶形狀。
本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體之平均粒徑以0.1～10μm范圍較適當(dāng)。該平均粒徑之較佳下限值為0.5μm，1μm更佳，較佳上限值為5μm，更佳值則為3μm，而且以幾無(wú)二次聚集情形者較理想。
本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體可以例如下述方法制成。亦即，首先在氫氧化鎂水溶液中添加水溶性M2+化合物而獲得作為原料之部分固溶化氫氧化物，借由將該原料在800～1500℃之范圍，或1000～1300℃之較佳范圍加以煅燒，獲得復(fù)合金屬氧化物。該復(fù)合氧化物可以下式(3)來(lái)表示，其BET比表面積為10m2/g以下，但以5m2/g較佳。將該復(fù)合金屬氧化物在選自羧酸、羧酸之金屬鹽、無(wú)機(jī)酸及無(wú)機(jī)酸之金屬鹽之至少一種對(duì)該復(fù)合金屬氧化物約呈0.1～6摩爾％之共存水媒體中實(shí)施強(qiáng)力攪拌，同時(shí)令其于40℃以上溫度水合反應(yīng)，即可制得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
上式(3)中，M2+表示選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、及Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，其中以Zn2+特別理想。
上述方法中，原料并不限定于以上述方法制得之部分固溶化氫氧化物，只要是可以煅燒制得復(fù)合金屬氧化物之原料均得使用，并無(wú)特別限定。例如，以共沉淀法制得之復(fù)合金屬氫氧化物或選自氫氧化鎂、氧化鎂及碳酸鎂等組群之至少一種與選自M2+之氫氧化物、M2+之氧化物及M2+之鹽類等組群之至少一種的混合物均可。再者，水合反應(yīng)時(shí)之?dāng)嚢?，為得以提高均勻性或分散性以及增加羧酸、無(wú)機(jī)酸及/或彼等之金屬鹽之接觸效率，以強(qiáng)力攪拌為佳，而且強(qiáng)力之高剪斷式攪拌更佳。例如，以葉片旋轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)而言，此種攪拌以葉片旋轉(zhuǎn)周速在5m/s以上為佳，7m/s以上更佳。而且，攪拌葉片之形狀以剪斷力較強(qiáng)之滑輪葉片或DS葉輪葉片等為佳。
上述羧酸并無(wú)特別限定，但較理想者有一元羧酸、羥酸(含氧酸)等。上述一元羧酸中包括例如甲酸、乙酸、二乙基甲酮、丁酸、戊酸、己酸、丙烯酸、丁烯酸等。上述羥酸(含氧酸)有例如乙二醇、乳酸、羥基丙酸、α-羥基丁酸、甘油酸、水楊酸、苯(甲)酸、五倍子酸等。再者，上述羧酸之金屬鹽雖無(wú)特別限定，但以乙酸鎂、乙酸鋅等為佳。
其次，以無(wú)機(jī)酸而言，雖無(wú)特別限定，但較佳者有硝酸、鹽酸等。又，以該無(wú)機(jī)酸之金屬鹽而言，雖無(wú)特別限定，較佳者有硝酸鎂、硝酸鋅等。
而且，本發(fā)明之金屬氧化物固溶體可以借由將以上述方式制得之金屬氫氧化物固溶體在約400℃以上，而以500～1200℃較佳之溫度下煅燒制成。
本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體可以借由施以各種表面處理而產(chǎn)生對(duì)樹(shù)脂之親和性、耐酸性、疏水性、紫外線吸收性等種種功能。如上所述，本發(fā)明之金屬氫氧化物在水中之分散性優(yōu)良，以上述方式借由表面處理賦與功能時(shí)，亦能充分發(fā)揮其功能。
用以提高該等固溶體與樹(shù)脂之親和性的表面處理劑有例如高級(jí)脂肪酸或其堿金屬鹽、磷酸酯、有機(jī)硅烷偶合劑、多元醇之脂肪酸酯等。用以提高耐酸性、疏水性者有以甲基硅酸鹽、乙基硅酸鹽水解所產(chǎn)生之二氧化硅被覆；二氧化硅被覆后以大約500～1000℃鍛燒所產(chǎn)生之硅酸金屬鹽被覆、硅油、聚氟烷基磷酸酯鹽等之被覆等。再者，為提高紫外線吸收性，可例如將硫酸氧鈦水解反應(yīng)以提供二氧化鈦被覆。[發(fā)明之效果]如上所述，本發(fā)明之固溶體所呈現(xiàn)之晶癖外形與習(xí)知金屬氧化物固溶體之薄六角柱狀結(jié)晶完全不同，而且厚度方向之結(jié)晶成長(zhǎng)較大。因此，與習(xí)知制品相較，本發(fā)明制品當(dāng)作添加劑混拌在合成樹(shù)脂中時(shí)，樹(shù)脂之流動(dòng)性或加工性均提高，成形速度更快，生產(chǎn)性非常良好，同時(shí)，填充性亦提升。而且，樹(shù)脂中之分散性更佳，當(dāng)作樹(shù)脂之難燃劑、紫外線吸收劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、散熱劑等之添加劑來(lái)使用時(shí)，能夠充分發(fā)揮此等功能。
本發(fā)明中，基底面之長(zhǎng)軸徑平均為0.1～10μm時(shí)，當(dāng)作添加劑混拌于合成樹(shù)脂得以更進(jìn)一步提高樹(shù)脂之流動(dòng)性或加工性，對(duì)實(shí)施樹(shù)脂成形時(shí)之生產(chǎn)性極為良好。
而且，本發(fā)明中，上述式(1)及式(2)之M2+為Zn2+時(shí)，可利用Z2+固溶于MgO或Mg(OH)2而提高白色度，紫外線吸收性亦優(yōu)良。
其次，配合比較例來(lái)說(shuō)明各實(shí)施例。實(shí)施例1首先將硝酸鎂與硝酸鋅之混合溶液(Mg2+＝1.6摩爾/公升，Zn2+＝0.4摩爾/公升)20公升投入50公升容量之容器。一面攪拌一面加入20公升(2.0摩爾/公升)的Ca(OH)2，繼之，將反應(yīng)所得之白色沉淀過(guò)濾，水洗后使之干燥。以球磨機(jī)(ball mill)粉碎該干燥物，再用電爐以1200℃煅燒2小時(shí)。以球磨機(jī)粉碎該煅燒物，令其以濕式法通過(guò)200網(wǎng)目之篩子。將該煅燒物添加于裝有10公升之乙酸(0.01摩爾/公升)的20公升容器中，使氧化物濃度達(dá)100g/公升。其次，用高速攪拌機(jī)(商品名Homo-mixer，特殊機(jī)化公司制)進(jìn)行攪拌，渦輪葉片之周速為10m/s，同時(shí)于90℃溫度進(jìn)行水合反應(yīng)4小時(shí)。隨后使反應(yīng)物通過(guò)500網(wǎng)目之篩子，并進(jìn)行過(guò)濾、水洗、干燥，獲得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
以掃描型電子顯微鏡觀察上述金屬氫氧化物固溶體之結(jié)果，呈現(xiàn)外周為角錐面之8面體形狀。而且，基底面之長(zhǎng)軸徑約為1.2μm，基底面間之厚度約為0.36μm。因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為3.3。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第4圖。再者，對(duì)該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行粉末X光繞射之結(jié)果，其繞射圖除了稍向低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖相同，可確認(rèn)其為六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。實(shí)施例2將20公升的氫氧化鎂漿液[Mg(OH)2100g/公升]置于容量30公升的反應(yīng)容器中，一邊攪拌一邊加入濃度2.0摩爾/公升的ZnCl23.4公升，使之反應(yīng)。將所得之白色沉淀過(guò)濾、水洗、干燥。以球磨機(jī)粉碎該干燥物后，用電爐在1000℃溫度下煅燒2小時(shí)。以球磨機(jī)將該煅燒物粉碎，依濕式法使其通過(guò)500網(wǎng)目之篩子。再將該煅燒物添加于20公升容器內(nèi)裝有濃度0.03摩爾/公升之乙酸10公升中，使氧化物之濃度達(dá)100g/公升。其次，使用流線渦輪(edge turbin)葉片式攪拌機(jī)，葉片周速設(shè)定在12m/s，一面攪拌一面在90℃溫度進(jìn)行水合反應(yīng)6小時(shí)。隨后使反應(yīng)物通過(guò)500網(wǎng)目之篩子，并進(jìn)行過(guò)濾、水洗、干燥，獲得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
以掃描型電子顯微鏡對(duì)該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行觀察之結(jié)果，呈現(xiàn)外周為角錐面之8面體形狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸徑約為2.4μm，基底面間之厚度約為0.37μm，故長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為6.5。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第5圖。又，對(duì)該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行粉末X光繞射結(jié)果，其繞射圖除稍微向低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖相同，可確認(rèn)屬于六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。實(shí)施例3首先，將硝酸鎂與硝酸鋅之混合溶液(Mg2+＝1.6摩爾/公升，Zn2+＝0.4摩爾/公升)20公升置入50公升的反應(yīng)容器中，一邊攪拌一邊添加2.0摩爾/公升的Ca(OH)220公升，使之反應(yīng)。繼之，將所得之白色沉淀過(guò)濾、水洗后，再令其干燥。以球磨機(jī)粉碎該干燥物，用電爐在1200℃下煅燒2小時(shí)。以球磨機(jī)粉碎該煅燒物，用濕式法令其通過(guò)200網(wǎng)目之篩子。將該煅燒物添加于容量20公升之容器中，其中已裝有濃度為0.08摩爾/公升之正丁酸10公升，使氧化物濃度達(dá)100g/公升。再用高速攪拌機(jī)(商品名Homo-mixer，)進(jìn)行攪拌，渦輪葉片之周速設(shè)定在10m/s，同時(shí)在90℃進(jìn)行水合反應(yīng)4小時(shí)。隨后使反應(yīng)物通過(guò)500網(wǎng)目之篩子，并進(jìn)行過(guò)濾、水洗、干燥，獲得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
用掃描型電子顯微鏡觀察該金屬氫氧化物固溶體之結(jié)果，大致呈8面體形狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸徑約2.5μm，基底面間之厚度約2.2μm。因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1.1。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第6圖。而且，就該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行粉末X光繞射結(jié)果，其繞射圖除稍向低角度側(cè)移位之外，與氫氧化鎂之繞射圖相同，可確認(rèn)屬六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。實(shí)施例4將實(shí)施例1所制取之金屬氫氧化物固溶體以電爐在900℃溫度下煅燒2小時(shí)，獲得本發(fā)明之金屬氧化物固溶體。
以掃描型電子顯微鏡觀察該金屬氧化物固溶體之結(jié)果，呈現(xiàn)外周為角錐面之8面體形狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸約1.2μm，基底面間之厚度約0.36μm，故長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為3.3。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第7圖。而且，就該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行粉末X光繞射之結(jié)果，繞射圖除稍向低角度側(cè)移位之外，和氧化鎂之繞射圖相同。實(shí)施例5用濃度0.01摩爾/公升之鹽酸10公升取代實(shí)施例1之0.01摩爾/公升之乙酸10公升，其余步驟與實(shí)施例1相同，制得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
就該金屬氫氧化物固溶體以掃描型電子顯微鏡觀察之結(jié)果，呈現(xiàn)外周為角錐面之8面體形狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸徑約1.1μm，基底面間之厚度約0.51μm，因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為2.2。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第8圖。而且，對(duì)該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行粉末X光繞射之結(jié)果，其繞射圖除稍向低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖案相同，可確認(rèn)屬于六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。實(shí)施例6用濃度0.26摩爾/公升之硝酸10公升取代實(shí)施例1之濃度0.01摩爾/公升之乙酸10公升，其他步驟與實(shí)施例1相同，制得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
以掃描型電子顯微鏡觀察該金屬氫氧化物固溶體之結(jié)果，呈現(xiàn)外周為角錐面之8面體形狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸徑約1.0μm，基底面間之厚度約0.69μm，因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1.4。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第9圖。而且，對(duì)該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行粉末X光繞射之結(jié)果，其繞射圖除稍向低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖相同，可確認(rèn)屬于六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。實(shí)施例7使用乙酸鎂0.004摩爾/公升與乙酸鋅0.001摩爾/公升所組成之水溶液10公升取代實(shí)施例1中之濃度0.01摩爾/公升約乙酸10公升，其余步驟與實(shí)施例1相同，制得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
以掃描型電子顯微鏡觀察該金屬氫氧化物固溶體之結(jié)果，呈現(xiàn)外周為角錐面之8面體形狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸徑約1.1μm，基底面間之厚度約0.31μm，因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為3.5。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第10圖。就該金屬氫氧化物固溶體實(shí)施粉末X光繞射之結(jié)果，其繞射圖除稍向低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖相同，可確認(rèn)屬于六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。
實(shí)施例8以乙酸0.01摩爾/公升與硝酸0.01摩爾/公升組成之水溶液10公升取代實(shí)施例1中0.01摩爾/公升之乙酸10公升，其余步驟與實(shí)施例1相同，而制得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
以掃描型電子顯微鏡觀察該金屬氫氧化物固溶體之結(jié)果，呈現(xiàn)外周為角錐面之8面體形狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸約1.0μm，基底面間之厚度約0.52μm，因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1.9。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第11圖。而且，就該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行粉末X光繞射之結(jié)果，其繞射圖除稍向低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖案相同，可確認(rèn)屬于六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。
實(shí)施例9以乙酸0.01摩爾/公升與硝酸鎂0.005摩爾/公升所組成之水溶液10公升取代實(shí)施例1中0.01摩爾/公升之乙酸10公升，其余步驟與實(shí)施例1相同，制得本發(fā)明之金屬氫氧化物固溶體。
以掃描型電子顯微鏡觀察該金屬氫氧化物固溶體之結(jié)果，呈現(xiàn)外周為角錐面之8面體形狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸徑約1.2μm，基底面間之厚度約0.59μm，因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為2.0。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第12圖。而且，對(duì)該金屬氫氧化物固溶體實(shí)施粉末X光繞射之結(jié)果，其繞射圖除稍向低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖相同，可確認(rèn)屬于六方晶系之氫氧化鎘型構(gòu)造。比較例1首先，將硝酸鎂與硝酸鋅之混合溶液(Mg2+＝1.6摩爾/公升，Zn2+＝0.4摩爾/公升)20公升置于50公升之反應(yīng)容器，一邊攪拌一邊加入濃度為2.0摩爾/公升之Ca(OH)220公升，使之反應(yīng)。繼將所得白色沉淀過(guò)濾、水洗后，令其干燥，以球磨機(jī)粉碎該干燥物，再用電爐于1200℃煅燒2小時(shí)，以球磨機(jī)粉碎該煅燒物，并以濕式法置于200網(wǎng)目之篩子過(guò)濾。將該煅燒物添加于容量20公升之容器中，其中裝有濃度0.15摩爾/公升之乙酸10公升，使氧化物濃度達(dá)100g/公升。繼之以槳葉式攪拌機(jī)施以攪拌，槳葉之周速設(shè)在4m/s，同時(shí)，在90℃溫度下進(jìn)行水合反應(yīng)4小時(shí)。隨后使反應(yīng)物通過(guò)500網(wǎng)目之篩子。并進(jìn)行過(guò)濾、水洗、干燥，制得干燥物。
對(duì)所獲得之干燥物用掃描型電子顯微鏡觀察之結(jié)果，呈現(xiàn)薄六角柱狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸徑約5.5μm，基底面間之厚度約0.40μm，因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為13.8。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第13圖。而且，對(duì)該金屬氫氧化物固溶體進(jìn)行粉末X光繞射之結(jié)果，其繞射圖除稍向于低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖相同。比較例2將硝酸鎂與硝酸鋅之混合溶液(Mg2+＝0.9摩爾/公升，Zn2+＝0.1摩爾/公升)1公升置于3公升之反應(yīng)容器中，一面攪拌，一面加入濃度2.04摩爾/公升之NaOH1公升，使之反應(yīng)。繼之，令該反應(yīng)物在氯離子濃度為1摩爾/公升之氯化鈉水溶液中乳化，置于附設(shè)有攪拌機(jī)而其容量為3公升之高壓鍋中，在150℃下進(jìn)行水熱處理2小時(shí)。然后過(guò)濾、水洗、干燥，獲得干燥物。
對(duì)于所制得之干燥物用掃描型電子顯微鏡觀察之結(jié)果，呈現(xiàn)薄六角柱狀。再者，基底面之長(zhǎng)軸徑約0.66μm，基底面間之厚度約0.18μm，因此，長(zhǎng)軸徑與厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為3.7。該金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片示于第14圖。而且，就該金屬氫氧化物進(jìn)行粉末X光繞射之結(jié)果，其繞射圖除稍向低角度側(cè)移位之外，和氫氧化鎂之繞射圖相同。圖式之簡(jiǎn)單說(shuō)明第1圖為習(xí)知金屬氫氧化物固溶體之外形說(shuō)明圖，其中，(a)為俯視圖，(b)為側(cè)視圖；第2圖為本發(fā)明金屬氫氧化物固溶體之一外形例說(shuō)明圖，其中，(a)為俯視圖，(b)為側(cè)視圖；第3圖為本發(fā)明金屬氫氧化物固溶體之另一外形例說(shuō)明圖，其中，(a)為俯視圖，(b)為側(cè)視圖；第4圖為實(shí)施例1之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第5圖為實(shí)施例2之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第6圖為實(shí)施例3之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第7圖為實(shí)施例4之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第8圖為實(shí)施例5之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第9圖為實(shí)施例6之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第10圖為實(shí)施例7之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第11圖為實(shí)施例8之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第12圖為實(shí)施例9之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第13圖為比較例1之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片；第14圖為比較例2之金屬氫氧化物固溶體之掃描型電子顯微鏡照片。
權(quán)利要求
1.一種金屬氫氧化物固溶體，它是可滿足下式(1)，其結(jié)晶外形由平行之上下兩個(gè)基底面與外周六個(gè)角錐面所組成且呈8面體形狀，而該角錐面系呈向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)，基底面之長(zhǎng)軸徑與上下基底面間之厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1～9，Mg1-xM2+x(OH)2………(1)[式(1)中，M2+為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+及Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]
2.如權(quán)利要求1之金屬氫氧化物固溶體，其中，基底面之長(zhǎng)軸徑平均為0.1～10μm。
3.如權(quán)利要求1或2之金屬氫氧化物固溶體，其中，上式(1)之M2+為Zn2+。
4.一種金屬氧化物固溶體，它是可滿足下式(2)，其結(jié)晶外形由平行之上下兩個(gè)基底面與外周六個(gè)角錐面所組成且呈8面體形狀，而該角錐面系呈向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)，基底面之長(zhǎng)軸徑與上下基底面間之厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1～9，Mg1-xM2+xO………(2)[式(2)中，M2+為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+及Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]
5.如權(quán)利要求4之金屬氧化物固溶體，其中，基底面之長(zhǎng)軸徑平均為0.1～10μm者。
6.如權(quán)利要求4或5之金屬氧化物固溶體，其中，上式(2)之M2+為Zn2+。
7.一種金屬氫氧化物固溶體之制造方法，該金屬氫氧化物固溶體系可滿足下式(1)，其結(jié)晶外形為由平行之上下兩個(gè)基底面及外周六個(gè)角錐面所組成而呈8面體形狀，且該角錐面系呈向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)，而基底面之長(zhǎng)軸徑與上下基底面間之厚度之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1～9；該方法系將下式(3)所示之復(fù)合金屬氧化物在選自羧酸、羧酸之金屬鹽、無(wú)機(jī)酸及無(wú)機(jī)酸之金屬鹽之至少一種對(duì)上述復(fù)合金屬氧化物為0.1～6摩爾％之共存水媒體中施以強(qiáng)力攪拌，使其水合反應(yīng)為特征；Mg1-xM2+x(OH)2………(1)[式(1)中，M2+為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+及Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]Mg1-xM2+xO………(3)[式(3)中，M2+為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+及Zn2+之至少一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]。
8.如權(quán)利要求7之金屬氫氧化物固溶體之制造方法，其中，基底面之長(zhǎng)軸徑平均為0.1～10μm。
9.如權(quán)利要求7或8之金屬氫氧化物固溶體之制造方法，其中，該式(3)之Mn2+為Zn2+。
10.如權(quán)利要求7或8之金屬氫氧化物固溶體之制造方法，其中，該式(3)所示之復(fù)合金屬氧化物之BET比表面積為10m2/g以下。
11.一種金屬氧化物固溶體之制造方法，該金屬氧化物固溶體系可滿足下式(2)，其結(jié)晶外形系由平行之上下兩個(gè)基底面與外周之六個(gè)角錐面所組成且呈8面體形狀，該角錐面呈向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài)，而基底面之長(zhǎng)軸徑與上下基底面間之比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1～9；該方法系將下式(3)所示之復(fù)合金屬氧化物在選自羧酸、羧酸之金屬鹽、無(wú)機(jī)酸及無(wú)機(jī)酸之金屬鹽之至少一種對(duì)上述復(fù)合金屬氧化物為0.1～6摩爾％之共存水媒體中實(shí)施強(qiáng)力攪拌，使其水合反應(yīng)，繼將反應(yīng)物在400℃以上溫度下煅燒為特征Mg1-xM2+xO………(2)[式(2)中，M2+為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+及Zn2+之一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]Mg1-xM2+xO………(3)[式(3)中，M2+為選自Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+及Zn2+之一種二價(jià)金屬離子，x表示0.01≤x＜0.5范圍之?dāng)?shù)]。
12.如權(quán)利要求11之金屬氧化物固溶體之制造方法，其中，基底面之長(zhǎng)軸徑平均為0.1～10μm。
13.如權(quán)利要求11或12之金屬氧化物固溶體之制造方法，其中，該式(3)之M2+為Zn2+。
14.如權(quán)利要求11或12之金屬氧化物固溶體之制造方法，其中，該式(3)所示之復(fù)合金屬氧化物之BET比表面積為10m2/g以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬氫氧化物固溶體、金屬氧化物固溶體及其制造方法,要旨在于該金屬氫氧化物固溶體及金屬氧化物固溶體之結(jié)晶外形系由平行之上下兩個(gè)基底面及外周之六個(gè)角錐面所組成之8面體形狀,且該角錐面呈由向上傾斜面與向下傾斜面交替配置之形態(tài),同時(shí)基底面之長(zhǎng)軸徑與上下基底面間之厚度的比例(長(zhǎng)軸徑/厚度)為1～9,使其混拌于樹(shù)脂時(shí)之流動(dòng)性與加工性得以提高。
文檔編號(hào)C01G53/00GK1196362SQ9810662
公開(kāi)日1998年10月21日 申請(qǐng)日期1998年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月15日
發(fā)明者栗棲裕文, 石橋龍一, 小谷登志一, 竹垣希 申請(qǐng)人:達(dá)?；瘜W(xué)工業(yè)株式會(huì)社