[发明专利]超微粒子混晶氧化物及其制造方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及通过气相法得到的超微粒子混晶氧化物及其制造方法，更具体地说，涉及以由选自钛、硅和铝的氯化物、溴化物、碘化物中的多种的任意组成比例的混合物为原料的、具有混晶状态的超微粒子混晶氧化物及其制造方法和用途。

背景技术

超微粒子氧化物的工业应用领域近年来不断地扩大。例如，超微粒子状氧化钛在紫外线遮蔽材料和硅橡胶中的添加剂、光催化性用途等多方面的研究一直在进行，特别是着眼于紫外线遮蔽效果的化妆品的用途，另外，着眼于光催化性的防污、杀菌、除臭等用途倍受关注。在这一背景下，可列举出超微粒子状氧化钛的安全性、加工性、功能性、持久性方面的优点。超微粒子的定义至今尚不明确，但通常是对原始粒子粒径约0.1微米以下的微粒子的称呼。

氧化钛受到关注的具体功能有紫外线的散射和吸收，特别是超微粒子状的氧化钛良好地兼顾了这两种功能。例如，原始粒子粒径约为80nm的超微粒子状的氧化钛具有有效散射紫外线的作用，另外，已知具有有效地吸收并激发波长约400nm以下的紫外线，在该表面附近产生电子和/或空穴，发挥进行上述防污、杀菌、除臭的光催化性的性质。

但是，实际上将具有这样功能的氧化钛用于化妆品用途时，受光激发产生的电子和空穴与空气中的氧和水发生反应，产生各种游离基，具有分解空气中有机物的作用，因此，有时必须作一些表面处理(被覆)。

氧化钛还可以作为高性能的电介体原料使用。例如，如下面的反应式，将氧化钛在约1200℃的温度下与碳酸钡发生固相反应，制造电介体的钛酸钡。

这时，钛酸钡在约700℃下分解，生成离子性高的BaO，其扩散固溶到具有共价键性的TiO₂粒子中，生成钛酸钡。钛酸钡的粒径取决于反应时TiO₂结晶颗粒的大小，因此，作为原料的氧化钛的结晶性、粒径等是重要的。而且，由于要求陶瓷电容器的高介电率化和小型化，因此对钛酸钡的超微粒子的需求不断增加，作为原料的氧化钛的超微粒子也就越来越紧缺。

但是，粒径在0.1微米以下的氧化钛在上述反应温度的700℃附近，粒子生长显著，存在没有对钛酸钡的超微粒子化起到太大作用的问题，所以希望得到适用于该课题的超微粒子氧化钛。

另一方面，作为含有氧化钛的复合体微粉的制造方法，已知有以卤化硅和卤化钛混合蒸汽为原料，与含氧的氧化性气体在900℃以上的温度下反应的二氧化硅-二氧化钛复合体微粉的制造方法(特开昭50-115190号公报)。在该方法中，不将原料的混合蒸汽预先加热，而是在900℃以上的高温下使其反应，结果制造的该复合体粒子具有在其表面上常常析出结晶性TiO₂粒子的结构。

另外，授权2503370号公报(欧洲专利595078号)中公开了通过以氯化物为原料的火焰水解法(反应温度1000～3000℃)制造氧化钛-氧化铝-氧化硅的混合氧化物。由于是火焰水解法，因此，生成的是Al₂O₃/TiO₂混合氧化物或者SiO₂/TiO₂混合氧化物。授权2533067号公报(欧洲专利585544号)中也公开了同样采用火焰水解制造氧化铝-氧化硅的混合氧化物的方法。

这样，已经知道了通过金属氧化物的气相制造方法或者火焰水解法等制造金属氧化物或者混合金属氧化物的方法，但是，一般对受到反应温度、气体流速、冷却速度等很大影响的产物的粒子生长过程并不十分清楚。

发明内容

本发明目的在于，鉴于上述超微粒子金属氧化物的用途，提供表面改性的超微粒子混晶氧化物的简便制造方法和通过该方法制备的超微粒子混晶氧化物。

本发明者们对现有技术中存在的问题进行了锐意研究，结果发现，通过分别将含有选自钛、硅(在本发明中包括在金属元素中)和铝的氯化物、溴化物、碘化物中的至少两种或以上不同金属元素的化合物的混合气体(总称为“混合卤化金属气体”)和氧化性气体预热到500℃或以上，然后使其进行反应，可以制造BET比表面积为10～200m²/g的、含有混晶状态的原始粒子的超微粒子混晶氧化物，从而解决了上述课题。

即，本发明提供了：