[发明专利]铟锌氧化物基六万晶层状化合物

说明书

技术领域

本发明涉及铟锌氧化物基六方晶层状化合物。更具体地，本发明涉及细碎、透明且为片状铟锌氧化物基六方晶层状化合物，它能用作树脂的抗静电控制剂和导电性填料、导电涂料、印墨、糊料、显示装置的透明电极、及其类似物。

背景技术

传统上，用各种填料掺合在树脂中以增强树脂的机械强度。具体地说，众所周知纤维化合物或片状化合物的直径厚度比(纤维化合物的情况下是长直径/直径，而片状化合物的情况下是长直径/厚度)对例如增加抗张强度和弯曲强度，减小热膨胀并以及翘曲是有效的，并且这些效果随直径厚度比升高而增强。

但是，由于纤维化合物的特殊外形，其掺合在树脂中会增加树脂性能特别是热膨胀系数发生各向异性的现象。另一个问题是纤维化合物难以充分增强树脂的抗扭强度。

而且，即使在使用了高直径厚度比的片状化合物的情况下也有问题。即，如果它们的厚度增加，其增强效果就会降低，并使混有它们的树脂的表面光洁度和光学性能(如折射率和透射率)下降。

因此，需要一种显示优良的树脂增强性能的细碎、高直径厚度比的片状填料。

除了上述以外，已知掺锡氧化铟(ITO)、掺锑氧化锡(ATO)和掺铝氧化锌是有用的白色或灰色导电材料。但由于它们的颗粒结构，这些物质在装填到树脂时必须大量加入，这也是一个问题。

不管是用通式(ZnO)_m·In₂O₃(m＝3-20)表示的化合物，还是用其它金属元素取代分子式中的一部分In或Zn所得到的化合物，已知都能有效解决上述问题(参见，例如，日本专利特许公开No.Hei 6-23670和6-236711)。

但是，上述文献所用的制造方法中，现用共沉淀法产生沉淀产物。因此这些方法具有下述不足之处：它们包括许多步骤，如分离、过滤、干燥、煅烧和粉碎，从而增加了复杂性；而且它们需要高温煅烧，这必然不仅会由于粒子间烧结和结晶生长而导致颗粒尺寸增大，还会由于氧化锌蒸发而使化合物不均匀。

也就是说，迄今为止还不能提供均匀、细碎、高直径厚度比的片状物质形式的上述化合物。

发明内容

本发明的目的是提供一种铟锌氧化物基六方晶层状化合物(hexagonallamellar compand)，它呈细碎片状或板状形式，从而不会损害表面光洁度和光学性能(如折射率、透射率或相似性能)，并具有优良的导电性和提高了树脂的增强效果或相似效果，还适于用作树脂的填料、涂料、印墨和糊料，特别是用作抗静电剂、静电控制剂、导电剂、显示装置的透明电极、及其相似物。

本发明的另一个目的是提供一种以有效减少能耗的方式来制造片状或板状铟锌氧化物基六方晶层状化合物的方法。

本发明第一方式所述的六方晶层状化合物是用通式(ZnO)_m·In₂O₃(m＝2-20)表示的铟锌氧化物基六方晶层状化合物(下文可称作“导电材料I”)，该化合物的特点是平均厚度为0.001-0.3微米，平均直径厚度比(平均长直径/平均厚度)为3-1,000。

本发明第二方式所述的六方晶层状化合物是铟锌氧化物基六方晶层状化合物(下文可称作“导电材料II”)，它由下列至少一种元素取代通式(ZnO)_m·In₂O₃(m＝2-20)所表示的六方晶层状化合物中的部分铟或锌制得：锡、钬、钇、钬、铅、铋、锂、铝、镓、锑、硅、镉、镁、钴、镍、锆、铪、钪、镱、镥、铁、铌、钽、钨、碲、金、铂和锗。用上式表示的化合物的平均厚度为0.001-0.3微米，平均直径厚度比(aspect ratio)(平均长直径/平均厚度)为3-1,000。

导电材料I和II优选具有0.001-0.1微米的平均厚度和3-1,000的平均直径厚度比。

可用本发明所述的六方晶层状化合物的制造方法，来制取本发明的导电材料I和II。在导电材料I的制造过程中，要提供一种含有锌化合物、铟化合物、有机酸、以及如果锌化合物和铟化合物都不是硝酸盐化合物时加入的硝酸所形成的混合物。在导电材料II的制造过程中，要提供一种含有锌化合物、铟化合物、含取代元素的化合物、有机酸、以及如果锌化合物、铟化合物和含取代元素的化合物都不是硝酸盐化合物时任选加入的硝酸混合物所形成的混合物。在任何情况下，都要对混合物进行加热，并增稠至粘性液体。然后将该粘性液体继续加热到250-350℃的温度，以导致自燃反应产生。从而制得出六方晶层状化合物，即导电材料I或II。