[发明专利]有机修饰无机微粒的制备方法和有机修饰无机微粒

说明书

针对AlN、TiN、Si₃N₄、SiC等具有各种分子结构的原料粒子，通过能够对原料粒子的整个表面以通用的方法均匀地进行有机修饰，可简单地提供进一步提高了在溶剂中的分散性的有机修饰无机微粒。本发明为有机修饰无机微粒的制备方法。该方法包括在选自无机氮化物、无机碳化物、无机硫化物和不溶性盐中的至少1种以上的原料粒子的表面形成氧化物层、羟基氧化物层和/或氢氧化物层的氧化物层等形成工序；以及将形成有氧化物层、羟基氧化物层和/或氢氧化物层的原料粒子在超临界、亚临界或气相的水系溶剂的反应场中进行有机修饰，得到有机修饰无机微粒的有机修饰工序。

技术领域

本发明涉及有机修饰无机微粒的制备方法和有机修饰无机微粒。

背景技术

微粒、特别是纳米尺寸的粒子(纳米粒子)显示出各种特有的优异性状、特性、功能，因此针对所有材料·产品，可期待用于实现以高于现状的精度满足小型化、进一步轻量化的要求的技术。由此，纳米粒子作为可实现陶瓷的纳米结构改性材料、光学功能涂布材料、电磁波屏蔽材料、二次电池用材料、荧光材料、电子部件材料、磁记录材料、研磨材料等产业及工业材料、医药品和化妆品材料等的高功能、高性能、高密度、高度精密化的材料而备受瞩目。根据最近的纳米粒子相关的基础研究，相继发现了基于纳米粒子的量子尺寸效应的超高功能性和新物性，也发现了新物质的合成等，因此在业界也备受关注。然而，为了实现纳米粒子的实用化，需要对各微粒附加特有的功能，而为了能够附加该功能，需要确立对粒子表面进行修饰的技术。作为便于对微粒、特别是纳米粒子附加可稳定使用、利用的功能的方法，可举出进行有机修饰，特别要求通过强键合来进行修饰。

微粒具有各种有用的性质和功能，因此提出并开发了包括超临界合成法在内的多种合成方法。而且还需要对合成的微粒或纳米粒子进行回收的方法、以及回收后防止微粒凝聚等使其仍以微粒的状态稳定分散的方法。另外，在进行利用时，还需要使微粒良好地分散于树脂或塑料、溶剂。特别是在水中合成的纳米粒子等大多具有亲水性的表面而难以从水中回收。另外还存在该纳米粒子等与有机溶剂和树脂等的相容性差的课题。

为了满足这些需要，根据不同目的，需要用有机物质对纳米粒子表面进行表面修饰。例如，作为理想的修饰，可举出采用与树脂相同的高分子进行修饰、赋予与溶剂相同的官能团等。而且如果能在水中进行表面修饰，则容易将纳米粒子与水分离进行回收。但是，为了用有机物质对水中合成的纳米粒子进行表面修饰，最好使水与有机物质成为均相，但此时可使用的修饰剂仅局限于两亲性表面活性剂或者也可溶解于水的低级醇等。此外，无论采用何种方法回收，回收后的纳米粒子都极易凝聚，而纳米粒子一旦凝聚，即使使用分散剂也难以使其再分散。另外，这种纳米粒子的表面修饰是相当困难的。

已知在高温高压场，水与有机物质形成均相，例如已知醇与糖、羧酸与醇、以及羧酸与胺在高温高压水中在无催化剂的情况下会发生脱水反应。

另外报道有：在高温高压的水热合成场，若使有机物质共存来合成金属氧化物粒子，则粒子表面与有机物质之间发生均相反应，有机物质粒子与表面牢固键合，得到经表面修饰的微粒(专利文献1)。还报道有：得到的纳米粒子由于进行了有机修饰，冷却后会与残留有机物质一起与水发生相分离而易于回收(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3925932号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，近年来需要能够对多种粒子进行有机修饰的技术，例如需要对AlN、TiN、Si₃N₄、SiC等的表面进行有机修饰。

此时，在水中于原料粒子表面存在有羟基，会受到水解的影响。因此，期望提供一种能够在抑制水解影响的基础上对整个微粒表面进行均匀有机修饰的技术。