[发明专利]酸性氧化锆溶胶和其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酸性下稳定的氧化锆溶胶和其制备方法。

背景技术

目前，作为得到氧化锆溶胶的方法，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。

曾公开了一种将碳酸锆铵与螯合剂(例如氧基苯酚类、氨基醇类、氧基酸类、聚羧酸类、氧基醛类、氢基酸类、和β-二酮类)的反应生成物水解的方法(参照专利文献1)。

曾公开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，再向上述水性悬浮液添加含氮的碱性化合物(伯胺、仲胺、氢氧化季铵)、碱金属或碱土类金属的氢氧化物(参照专利文献2)。

还曾公开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(参照专利文献3)。

还曾公开了一种氧化锆溶胶的制造方法，该方法是将金属相对阴离子的摩尔比为0.5∶1～4∶1的比例的锆盐水溶液，加热至120～300℃，然后冷至室温，将pH调至2～6(参照专利文献4。)

还曾公开了一种氧化锆溶胶的制造方法，该方法是向浓度为0.05～2.0摩尔/升的锆盐水溶液中，以溶液中锆量的摩尔比计，添加约1/2以上的量的过氧化氢，加热至80～300℃，进而加入氨等碱，或用离子交换树脂等处理(参照专利文献5)。

还曾公开了一种氧化锆类微粉末的制造方法，该方法是将锆盐水溶液加热至80～250℃，将水解生成的结晶质氧化锆微粒中平均2次凝聚粒径约为1000以上的部分用沉淀法等进行分离，从而制备氧化锆溶胶，将其单独、或与其他金属化合物混合，在1000℃以下的温度进行热处理(参照专利文献6)。

专利文献1：特开平3-174325号公报

专利文献2：特开昭64-83519号公报

专利文献3：特开昭60-176920号公报

专利文献4：美国专利第2984628号说明书

专利文献5：特开昭58-79818号公报

专利文献6：特开昭58-217430号公报

发明内容

虽然已提出了氧化锆溶胶的各种制备方法，但大多的提案是将锆盐在酸性领域中水解，并进行加热的制备方法，在上述制备方法中生成的微少粒子会造成反应体系不稳定，容易引起凝胶化。

另外，在使用碳酸铵、碱金属氢氧化物，碱性条件下将锆盐水解的方法中，虽然生成了粒子，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。

本发明的目的在于，通过使用氧化锆溶胶，优选碱性氧化锆溶胶作为原料，并向其中添加锆盐，将所得液状介质进行水热处理，由此提供兼具粒子性和结合性的酸性氧化锆溶胶和其制备方法。

本发明作为第1观点，是一种酸性氧化锆溶胶，在全部氧化锆粒子中，以10～50重量％的比例含有粒径小于20nm的氧化锆粒子。

作为第2观点是第1观点所述的酸性氧化锆溶胶的制备方法，含有第一工序和第二工序，所述第一工序是将碱性氧化锆溶胶(A)和锆盐(B)在Bs/As质量比为0.2～5.0的比例范围进行混合，其中As是碱性氧化锆溶胶(A)换算成ZrO₂的固体成分的量，Bs是锆盐(B)换算成ZrO₂的固体成分的量，所述第二工序是使所得混合液在80～250℃下进行反应来制备酸性氧化锆溶胶。

作为第3观点是第2观点所述的制备方法，作为上述第一工序的锆盐(B)，使用锆盐水溶液或已调整pH的锆盐水溶液。

作为第4观点是第2观点所述的制备方法，作为上述第一工序的锆盐(B)，使用氯氧化锆、硝酸氧锆、硫酸氧锆、乙酸氧锆，或它们混合物的水溶液。

作为第5观点是第2观点所述的制备方法，作为上述第一工序的锆盐(B)，使用含有碳酸锆铵水溶液和酸的水溶液，或使用碳酸锆铵水溶液后向该混合体系中加入酸来使用。

作为第6观点是第2观点所述的制备方法，作为上述第一工序的锆盐(B)，使用向氧锆盐的水溶液中添加碱而得到的水溶液，

作为第7观点是第2观点所述的制备方法，作为上述第一工序的锆盐(B)，使用将氧锆盐的水溶液进行阴离子交换而得到的水溶液，