[发明专利]钛氧化物，导电钛氧化物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及柱状颗粒状钛氧化物及其制造方法。本发明还涉及包含钛氧化物颗粒为基础物的导电钛氧化物及其制造方法。 

背景技术

通常用作白色颜料的二氧化钛通常包含粒状颗粒，且已知二氧化钛颗粒具有例如柱状和针状等特殊的颗粒形状。这些二氧化钛的长轴长度长于短轴长度且具有纵横比(长轴长度/短轴长度)，利用其各向异性形状，二氧化钛被用作导电材料、增强材料、催化剂、催化剂载体、特种颜料等物质的基础物。 

已知的生产此类具有各向异性形状二氧化钛的方法，例如专利文件1中的方法，即将普通的金红石型二氧化钛与氯化钠和氧磷化合物混合，加热并烧制(firing)此混合物得到具有短轴长度是0.01至0.5μm且纵横比是3至50的针状颗粒，和专利文件2中的方法，即在针状二氧化钛晶核存在的情况下，加热并烧制包含钛源、碱金属源和氧磷化合物的混合物得到重量平均短轴长度是0.05至0.8μm且重量平均长轴长度是3至7μm的针状颗粒，其中70重量％或更多的颗粒具有2μm或更长的长轴长度。 

专利文件1：JP-B-47-44974；专利文件2：JP-A-1-286924 

发明内容

本发明要解决的技术问题 

通过专利文件1公开的方法可以得到针状颗粒，但是所得颗粒 含有大量短长轴长度的细颗粒，因此针状形状的效果在使用时不能得到充分发挥。另一方面，根据专利文件2公开的方法，可以很容易地得到具有相对较长长轴长度的颗粒，并可以容易地获得含较少短长轴长度颗粒且具有令人满意的颗粒度分布的针状颗粒。然而，在试图生产长轴长度更长的颗粒时，需要一次性加热和烧制大量钛化合物，即便所用碱金属化合物或氧磷化合物的量与钛化合物的量相符，所产生的碱金属钛酸盐也会造成在长轴方向上的不充分生长。此外，在针状二氧化钛颗粒的分离相中，所得到的短长轴长度针状颗粒会导致颗粒度分布的膨胀，因此在获得具有更长长轴长度和令人满意的颗粒度分布的针状颗粒上有限制。 

解决问题所用的方法 

为了解决上述问题，本发明人做了深入研究，现已发现对针状二氧化钛晶核、钛源、碱金属源和氧磷化合物分离进行两次或多次添加、加热和烧制会引起针状晶核均一和逐步的生长，针状晶核优先在长轴方向上生长，且针状二氧化钛颗粒的长轴长度变长，此外，可以抑制生长无用的沉淀细颗粒的生成，因此可以获得具有更令人满意的颗粒度分布的柱状颗粒。 

此外，现已发现当还原反应或渗氮反应使用上述二氧化钛实现时，可以获得低级(low-order)钛氧化物或柱状的氧氮化钛；当向所得到的二氧化钛颗粒表面提供导电涂层时，可以获得柱状导电钛氧化物；由于其具有更长的长轴长度，所以形状上的各向异性效果能够得到更有效的发挥。因此本发明得以实现。 

更具体地，本发明具有如下构成。 

(1)具有柱状颗粒状形状的二氧化钛，其中颗粒的重量平均长轴长度是7.0至15.0μm，且15重量％或更多的颗粒具有的长轴长度是10μm或更长。 

(2)具有柱状颗粒状形状的钛氧化物，其中颗粒的重量平均长轴长度 是7.0至15.0μm，且15重量％或更多的颗粒具有的长轴长度是10μm或更长，其组成表示为TiO_x(式中Ti表示钛原子，O表示氧原子，且x是范围为1≤x＜2的实数)，或表示为TiN_yO_z(式中Ti表示钛原子，N表示氮原子，O表示氧原子，y表示氮原子与钛原子的比例，z表示氧原子与钛原子的比例，且y和z分别为大于0且小于2的实数)。 

(3)具有柱状颗粒状形状的导电钛氧化物，其中颗粒的重量平均长轴长度是7.0至15.0μm，且15重量％或更多的颗粒具有的长轴长度是10μm或更长，所述颗粒的表面具有导电涂层。 

此外，本发明的制备方法具有如下构成。 

(4)制备二氧化钛的方法，包括在纵横比为2或更高且重量平均长轴长度是3.0至7.0μm的二氧化钛晶核存在的情况下，加热并烧制钛化合物、碱金属化合物和氧磷化合物来制备柱状颗粒状二氧化钛，其中颗粒的重量平均长轴长度是7.0至15.0μm，且15重量％或更多的颗粒具有的长轴长度是10μm或更长。