[发明专利]氧化锆－氧化钛复合溶胶及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化锆－氧化钛复合溶胶及其制造方法。

背景技术

氧化锆为用于各式各样的用途的有用的原材料。具体而言，氧化锆在耐火材料、陶瓷电容器、氧传感器、压电体、构造体、固体氧化物型燃料电池、催化剂、涂料、粘合剂、光学材料和涂覆剂等的领域中，用作陶瓷原料。

将氧化锆用作原料得到各种产品时，多数情况下，将氧化锆与其他材料进行混合及复合化而使用。这时，氧化锆的平均粒径越小、越单分散，氧化锆越容易与其他材料混合及复合化。在被充分混合及复合化时，复合物的局部性的组成的偏差小，因此可以期待产品的性能提高。即，为了追求产品的性能提高，需要充分进行混合及复合化，得到更均质的复合物。

在该领域中，要求平均粒径小并且单分散的氧化锆，但是氧化锆的凝集控制非常困难。特别是得到平均粒径为数100nm以下的单分散的氧化锆是困难的。

针对上述课题，氧化锆溶胶中，能够通过利用溶胶颗粒彼此的静电排斥，控制凝集，实现数100nm以下的平均粒径以及单分散。该特性为氧化锆溶胶特有的特性，因此，在该领域中适合使用氧化锆溶胶。

只要将氧化锆溶胶的溶胶颗粒的平均粒径控制得小，则在催化剂、构造体、粘合剂等用途中，从高比表面积所带来的表面活性的方面是有利的。即，用于催化剂时，有助于增大反应速度；用于构造体时，有助于生成温度的低温化；用于粘合剂时，有助于以更少量获得强大的粘结力等。

关于氧化锆溶胶及其制造方法，有如下的公开。

专利文献1中记载有一种胶体溶胶，其特征在于：大部分氧化锆颗粒为单斜晶相，一次粒径为3～10nm，其2次凝集颗粒的平均直径不超过50nm。记载了该胶体溶胶通过以下方法得到：在浓度为0.05～2.0mol/L的锆的盐水溶液中添加过氧化氢或生成过氧化氢的化合物，将该溶液以80～300℃进行加热处理。

专利文献2中记载有通过使用高分子，控制单纳米颗粒彼此的凝集，提供10nm以下的纳米颗粒的制造方法。

专利文献3中记载有粒径1～20nm的非晶质氧化锆溶胶的制造方法，该方法通过控制锆浓度和硝酸量实现。

专利文献4中提出了通过对锆－钛－锡的混合溶液进行加水分解，得到混合溶胶的方法，但没有对于各元素的分散状态的记载，粒径范围也宽，为1～100nm。另外，由于使用金属锡等，担心产生氢等问题多。

如上述，专利文献1～4中记载有氧化锆溶胶的制造方法，但是为了将单纳米颗粒以高分散的状态维持，存在需要添加高分子、对锆盐溶液的酸浓度有制约等的问题，并没有明确能够简便地实现单纳米颗粒的方法。另外，未发现本质上控制氧化锆颗粒的晶体成长这样的问题的方法，因此不容易大量制造单纳米级的氧化锆溶胶。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特公昭61－43286号公报

专利文献2:日本特开2003－267704号公报

专利文献3:日本特开2007－070212号公报

专利文献4:日本特开平10－310429号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供单纳米级并且单分散的氧化锆溶胶及其简便的制造方法。另外，本发明通过除氧化锆以外还并用氧化钛，作为氧化锆－氧化钛复合溶胶，实现单纳米级、单分散并且非晶质的特性，因此，正确地说，提供氧化锆－氧化钛复合溶胶及其制造方法。用于解决课题的方法

本发明的发明人为了实现上述目的进行深入研究的结果，意外地发现：预先用共沉淀法制备锆－钛复合氢氧化物，将其作为原料制造氧化锆－氧化钛复合溶胶时，可以实现上述目的。具体而言，发现了在制造条件中，酸和浓度的制约少，也不需要添加分散剂等，而能够制造单分散、非晶质以及单纳米级的氧化锆－氧化钛复合溶胶，直至完成了本发明。

即，本发明涉及下述的氧化锆－氧化钛复合溶胶及制造方法。

1.一种氧化锆－氧化钛复合溶胶，其特征在于：

其由氧化锆－氧化钛复合纳米颗粒分散在分散介质中而成，

上述氧化锆－氧化钛复合纳米颗粒的组成比为ZrO₂/TiO₂＝95/5～50/50，一次粒径为10nm以下，

上述分散介质为极性分散介质。

2.上述项1所述的氧化锆－氧化钛复合溶胶，其中：

雾度值为20％以下。

3.上述项1或2所述的氧化锆－氧化钛复合溶胶，其中：