Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, способ их получения и их применение - RU2360900C2

Чертежи

Показать все 32 чертежа(ей)

Описание

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к частицам основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, к способу их получения и их применению. То есть настоящее изобретение относится к частицам основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, которые можно применять в различных областях, таких как области строительства, продукты питания, сельскохозяйственное производство, полупроводники, электрофотография, здравоохранение, косметические средства, химикаты, смолы, волокна и резиновые изделия, и в других областях промышленности, и к способу получения таких частиц. Более конкретно, настоящее изобретение относится к частицам основной соли алюминия, содержащим анион органической кислоты, которые обладают очень маленьким размером и постоянным диаметром частиц, имеют форму сфер, парных частиц, прямоугольных параллелепипедов, дисков (в форме камней для игры в го), гексагональных пластинок, рисовых зерен или цилиндров и обладают низкой способностью абсорбировать влагу и превосходной способностью соединяться с резиной или т.п., и к способу получения таких частиц и применению таких частиц.

Описание родственной области техники

Типичным алунитовым соединением является алунит. Природный алунит встречается в виде квасцового камня в термических минеральных отложениях и в зонах кислотной коррозии, образуемых действующими вулканами или термальными источниками. Синтетический алунит применяется в промышленности в виде адсорбента, добавки к смолам, наполнителя и различных носителей. Известны следующие способы синтеза.

В публикации 1 описан способ синтеза квасцового камня путем смешения сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃), сульфата калия (K₂SO₄) и сульфата натрия (Na₂SO₄) в заданном отношении и непрерывного перемешивания смеси при 100°С в течение 48 часов при атмосферном давлении с помощью магнитной мешалки, оборудованной нагревательной плитой.

В публикации 2 описан способ получения алунита с удельной площадью поверхности от 200 до 240 м²/г путем добавления сульфата калия (K₂SO₄) и гидроксида калия (KOH) к водному раствору сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃) до установления отношения K/Al, равного 5, и pH, равного 3,7, кипячения и нагревания раствора с обратным холодильником в течение трех часов. Сообщается, что алунит, полученный таким способом, представляет собой пористый агрегат в форме чешуек, которые имеют продольные трещины шириной от 15 до 30 Е и обладают способностью адсорбировать воду, сопоставимой со способностью силикагеля, высокой адсорбирующей способностью в отношении SO₂ и NO и хорошо адсорбируют кислые красители.

Публикация 1: Kono и др., Mineralogy Journal, т. 20, №1 и 2, стр. 13-23, January и April, 1991.

Публикация 2: Inoue и др., Journal of Chemical Society of Japan, 1985(2), стр. 156-162.

Способы получения алунитовых соединений с низкой стоимостью и хорошим выходом для применения их в качестве адсорбентов в промышленности описаны в следующих публикациях 3, 4 и 5.

В публикации 3 JP-A 64-11637 (применяемое здесь обозначение «JP-A» означает «нерассмотренную опубликованную заявку на японский патент») описан адсорбент типа алунита, представленный следующей формулой:

ММ′₃(SO₄)₂(OH)₆

(в которой M представляет собой одновалентный катион, и M′ представляет собой Al или комбинацию Al и Fe(III)), имеющий удельную площадь поверхности, измеренную по способу БЭТ, не менее 280 м²/г и объем порового пространства внутри пор диаметром от 100 до 300Е не менее 0,05 мл/г. Что касается его синтеза, описан способ, при котором, тогда как сульфат алюминия (или комбинацию сульфата алюминия и сульфата трехвалентного железа) и сульфат щелочного металла подвергают взаимодействию при нагревании в водном растворителе, содержащем гидроксид щелочного металла, pH реакционного раствора поддерживают в интервале от 4,0 до 4,4 в начале реакции, и pH реакционного раствора поддерживают при 3,8 или выше в ходе реакции, при этом кристаллизуется слоистое соединение типа алунита с увеличенной удельной площадью поверхности.

В публикации 4 (JP-A 64-11638) описана композиция адсорбента, которая содержит гомогенную композицию, содержащую слоистое соединение с химической структурой, представленной следующей формулой:

ММ′₃(SO₄)₂(OH)₆

(в которой M представляет собой одновалентный катион, и M′ представляет собой Al или Fe(III)),

и кристаллической структурой типа алунита или типа ярозита, и аморфный диоксид кремния или аморфный алюмосиликат, количество которого составляет от 5 до 80 мас.% в расчете на слоистое соединение, и которая имеет удельную площадь поверхности, измеренную по способу БЭТ, не менее 300 м²/г и объем порового пространства не менее 0,1 мл/г. Дополнительно относительно способа получения такого соединения описано, что слоистые соединения типа алунита и типа ярозита можно кристаллизовать в зависимости от исходных материалов и значения pH реакционной смеси.

В публикации 5 (JP-A 2000-7326) описана веретеновидная или сферическая основная соль алюминия и щелочного металла, которая содержит отдельные частицы, которая представлена следующей формулой:

MAl₃(SO₄)₂(OH)₆

(в которой M представляет собой одновалентный щелочной металл или группу аммония), D₂₅ и D₇₅ удовлетворяют условию

1,2 ≤ D₇₅/D₂₅ ≤ 2,

где диаметры частиц на кумулятивной кривой гранулометрического состава частиц по объему, определенной по способу Коултера, при значениях 25% и 75% обозначаются как D₂₅ и D₇₅ соответственно, и которая определяется химическим составом и рентгенограммы которой, pH 5% водной суспензии, удельная площадь поверхности, измеренная по способу БЭТ, и способность абсорбировать влагу отличаются от аналогичных параметров для алунита. Дополнительно в указанной публикации предлагается основная соль алюминия и щелочного металла, параметры которой, такие как насыпная удельная плотность частиц, срединное значение диаметра по объему, степень крутизны гранулометрического состава частиц, отношение размеров, показатель преломления и степень окатанности оптимальны в отношении совместимости со смолами. Что касается способа получения такой соли, то описано, что сульфат алюминия, сульфат щелочного металла или сульфат аммония и гидроксид алюминия подвергаются гидротермальной обработке. Дополнительно также предлагается способ регулирования формы частиц либо в виде сферы, либо в виде веретена.

Кроме того, в публикации 6 (JP-A 6-122519) описан способ синтеза «частиц ярозита (аморфного порошка из частиц оксида трехвалентного железа, содержащих воду)», которые имеют сферические формы, средний диаметр частиц от 3 до 30 мкм, значения удельной площади поверхности, измеренной по способу БЭТ, от 150 до 300 м²/г и насыпную плотность от 0,7 до 1,1 г/мл и представлены следующей формулой:

RFe₃(SO₄)₂(OH)₆ (R представляет собой K⁺, Na⁺, NH₄⁺ или т.п.).

В указанной публикации предлагается повторное применение реакционного маточного раствора, то есть «частицы ярозита получают путем пропускания газа, содержащего кислород, через смешанный раствор раствора сульфата двухвалентного железа и раствора сульфата щелочного металла или ионов аммония для осуществления реакции окисления в диапазоне температур выше 45°C, но не выше точки кипения».

Сущность изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

В упомянутых выше публикациях 2 и 3-5 предполагается, что синтетическое алунитовое соединение можно применять в качестве добавки или наполнителя для смолы, резины и т.п., в качестве адсорбента пахучих компонентов или в качестве носителя для красителей и т.п. В общем случае, когда синтетическое алунитовое соединение применяют в качестве добавки или наполнителя для смолы, резины и т.п., излишне говорить, что для минимизации ухудшения механических свойств, таких как прочность при растяжении, соединение должно иметь низкую способность абсорбировать влагу, высокую кислотостойкость и хорошую способность диспергироваться; однако, в добавление к указанным свойствам в зависимости от применений часто необходимо наличие прозрачности (когда диаметры частиц уменьшаются, общее светопропускание становится более высоким и мутность становится более слабой) и постоянной формы частиц и постоянного диаметра частиц (крутизны гранулометрического состава частиц) для наиболее плотного наполнения. Кроме того, когда синтетическое алунитовое соединение примешивают к смоле, для уменьшения частоты появления засорения фильтра и для улучшения технологических характеристик при переработке смеси в тонкие волокна и т.п. необходимо, чтобы соединение имело постоянный диаметр частиц. Чтобы удовлетворять указанным требованиям, необходимо, чтобы диаметр частиц уменьшался, а форма частиц и постоянный диаметр частиц гарантировались без ухудшения способности диспергироваться в смолах. Указанные выше требования противоречат друг другу, и проблема заключается в том, что когда для улучшения механических свойств и прозрачности уменьшают диаметр частиц, велика вероятность того, что будет происходить дополнительная флокуляция таким образом, что способность диспергироваться в смолах, резине и т.п. ухудшается, что вызывает ухудшение механических свойств и прозрачности. Описанная в упомянутой выше публикации 2 композиция имеет такую высокую способность абсорбировать влагу, что ее нельзя применять в качестве добавки к смолам, резине и т.п. В упомянутых выше публикациях 3, 4 и 6 нет описания способов, обеспечивающих форму частиц, постоянный диаметр частиц, и указанные свойства и совместимость или способность диспергироваться в смоле или способность сохранять механические свойства, такие как прочность при растяжении, не известны. Между тем, в упомянутой выше публикации 5 предлагается способ регулирования формы частиц либо в виде сферы, либо в виде веретена путем регулирования pH реакционной смеси. Такой способ является несовершенным и представляется нереалистичным и нерентабельным, в частности, когда включает в себя нагревание реакционной смеси при высоких температурах, поскольку в качестве регулятора pH следует добавлять щелочной гидроксид, и в то же время при проведении реакции pH измеряют с заданными интервалами времени. Кроме того, в публикации 5 не оговариваются способы регулирования диаметра частиц и гранулометрического состава частиц, которые представляют собой важные параметры. Описанные в публикации 5 частицы определенной формы имеют довольно значительный разброс значений диаметров частиц, на что указывает значение D₂₅/D₇₅, характеризующее постоянство диаметра частиц и составляющее более 1,45, и частицы имеют фактически полученный средний диаметр частиц приблизительно не менее 2 мкм.

Между тем, когда синтетическое алунитовое соединение применяют в качестве адсорбента или носителя, способность абсорбировать воду должна быть как можно более низкой. В этом смысле композиция, описанная в упомянутой выше публикации 2, имеет такую высокую способность абсорбировать влагу, что в окружающей среде с относительно высокой влажностью способность адсорбировать газ ухудшается. Кроме того, адсорбенты и носители для промышленного применения, которые часто применяются в сильнокислой окружающей среде, должны быть кислотостойкими. В связи с этим изменение кристаллической структуры, связанное с адсорбцией и нахождением в сильнокислой окружающей среде, должно быть как можно более незначительным. Однако во всех упомянутых выше публикациях 3-6 кислотостойкость не описывается.

Первой целью настоящего изобретения является получение частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с однородной формой частиц и постоянным диаметром частиц. Второй целью настоящего изобретения является получение частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с новыми формами, которые ранее не были известны. Третьей целью настоящего изобретения является получение частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, обладающих различными превосходными свойствами, например, превосходной адсорбирующей способностью в отношении щелочных материалов; сохраняющих функции в сильнокислой окружающей среде; обладающих хорошей способностью диспергироваться в смоле, резине или т.п. и хорошей технологичностью; не ухудшающих физических свойств смолы, резины или т.п. даже при высокой плотности диспергирования в ней, и не ухудшающих растекаемости материала для покрытий или т.п. даже при добавлении к материалу для покрытий или т.п. Четвертой целью настоящего изобретения является разработка способа получения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с требуемой формой частиц и постоянным диаметром частиц. Пятой целью настоящего изобретения является получение адсорбента, поглотителя ультрафиолетовых лучей и композиции полимерной смолы, в которых применяются упомянутые выше частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты.

Средство для решения проблем

Авторы настоящего изобретения получили неожиданный результат, состоящий в том, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с однородностью размера частиц, которая до настоящего времени не достигалась, и с формой прямоугольного параллелепипеда можно синтезировать путем добавления щавелевой кислоты (C₂H₂O₄) к смешанному раствору в известном способе синтеза частиц алунитового соединения, при котором к смешанному раствору, содержащему сульфат алюминия и сульфат натрия в качестве катализатора, добавляют раствор гидроксида натрия для осуществления реакции при нагревании, как описано в упомянутой выше публикации 5.

Авторы настоящего изобретения дополнительно обнаружили, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с очень высокой однородностью размера частиц, имеющие сферическую форму и гладкую поверхность частиц, можно синтезировать путем добавления гидроксида калия к смешанному раствору, содержащему сульфат алюминия, сульфат калия и щавелевую кислоту.

Авторами настоящего изобретения проведены исследования, основанные на ряде экспериментов с применением полученных выше данных в качестве ориентиров. В результате было обнаружено, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с различными формами, которых нельзя достичь с помощью обычного способа, и однородностью размера частиц, представленные следующей формулой (I), можно синтезировать путем добавления заданного количества органической кислоты к смешанному раствору по известному способу синтеза частиц основной соли алюминия, в котором раствор щелочного гидроксида, содержащий одновалентный катион, добавляют к смешанному раствору, содержащему сульфат трехвалентного металла и сульфат одновалентного катиона в качестве катализатора, для осуществления реакции при нагревании.

Авторами настоящего изобретения дополнительно также обнаружено, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с требуемым диаметром частиц и требуемой формой частиц в зависимости от применений можно получать путем замены типа добавляемого щелочного гидроксида или типа органической кислоты или, в частности, соли органической кислоты. Более конкретно, частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, можно получать не только в сферической форме, но также в спаренной форме, форме прямоугольного параллелепипеда, дискообразной форме (в форме камней для игры в го), в форме рисовых зерен или цилиндрической форме. Насколько известно авторам настоящего изобретения, частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, то есть комплексные частицы, содержащие органическую кислоту и соединение типа алунита, являются новыми.

В настоящем изобретении новые частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, представлены следующей формулой (I)

в которой M представляет собой, по меньшей мере, один катион, выбранный из группы, состоящей из Na⁺, K⁺, NH₄⁺ и H₃О⁺; и M′ представляет собой, по меньшей мере, один катион, выбранный из группы, состоящей из Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Sn⁴⁺, Zr⁴⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ и Ti⁴⁺.

«A» представляет собой, по меньшей мере, один анион органической кислоты, предпочтительно, по меньшей мере, один анион, выбранный из анионов на основе органической карбоновой кислоты и органической оксикарбоновой кислоты, более предпочтительно, по меньшей мере, один анион, выбранный из анионов на основе органической карбоновой кислоты и органической оксикарбоновой кислоты, которые содержат от 1 до 15 атомов углерода. «A» гораздо более предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один анион, выбранный из анионов на основе органической карбоновой кислоты и органической оксикарбоновой кислоты, которые содержат от 1 до 15 (в частности, от 2 до 10) атомов углерода и от 1 до 4 (предпочтительно 1 или 2) карбоксильных групп, особенно предпочтительно, по меньшей мере, один анион, выбранный из группы, состоящей из аниона щавелевой кислоты, аниона лимонной кислоты, аниона яблочной кислоты, аниона винной кислоты, глицератного аниона, аниона галловой кислоты и аниона молочной кислоты.

«В» представляет собой, по меньшей мере, один анион неорганической кислоты, предпочтительно, по меньшей мере, один анион, выбранный из анионов неорганических кислот с тетраэдрической структурой, более предпочтительно, по меньшей мере, один анион, выбранный из группы, состоящей из сульфатного иона (SO₄^2-), фосфатного иона (PO₄^3-), нитратного иона (NO₃^1-) и силикатного иона (SiO₃^2-, SiO₄^4-, HSi₂О₅^- и т.п.), гораздо более предпочтительно, по меньшей мере, один анион, выбранный из сульфатного иона, фосфатного иона и силикатного иона, наиболее предпочтительно «В» представляет собой сульфатный ион.

Кроме того, в формуле a, b, n, m, x, y и z удовлетворяют условиям 0,7 ≤ a ≤ 1,35; 2,7 ≤ b ≤ 3,3; 0 ≤ m ≤ 5; 4 ≤ n ≤ 7; 0 ≤ x ≤ 0,6; 1,7 ≤ y ≤ 2,4 и 0,001 ≤ z ≤ 0,5; предпочтительно 0,9 ≤ a ≤ 1,2; 2,8 ≤ b ≤ 3,2; 0 ≤ m ≤ 2; 5 ≤ n ≤ 6,5; 0 ≤ x ≤ 0,3; 1,8 ≤ y ≤ 2,2 и 0,01 ≤ z ≤ 0,4; более предпочтительно 0,9 ≤ a ≤ 1,2; 2,8 ≤ b ≤ 3,2; 0 ≤ m ≤ 2; 5 ≤ n ≤ 6,5; 0 ≤ x ≤ 0,3, 1,8 ≤ y ≤ 2,2 и 0,05 ≤ z ≤ 0,3, гораздо более предпочтительно 3,6 ≤ a+b ≤ 4,4; 0 ≤ m ≤ 2; 5 ≤ n ≤ 6,5; 0 ≤ x ≤ 0,3 и 1,7 ≤ y+z ≤ 2,4, особенно предпочтительно 3,6 ≤ a+b ≤ 4,4; 0 ≤ m ≤ 2; 5 ≤ n ≤ 6,5; 0 ≤ x ≤ 0,3 и 1,8 ≤ y+z ≤ 2,2; наиболее предпочтительно 3,6 ≤ a+b ≤ 4,4; 0 ≤ m ≤ 2; 0 ≤ x ≤ 0,3 и 7,5 ≤ y+n ≤ 8,5.

Таким образом, в настоящем изобретении предлагаются следующие частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, способ их производства и их применение.

(1) Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, представленные следующей общей формулой (I):

(в которой M представляет собой, по меньшей мере, один катион, выбранный из группы, состоящей из Na⁺, K⁺, NH₄⁺ и Н₃O⁺; M′ представляет собой, по меньшей мере, один катион металла, выбранный из группы, состоящей из Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Sn⁴⁺, Zr⁴⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ и Ti⁴⁺; «A» представляет собой, по меньшей мере, один анион органической кислоты, «В» представляет собой, по меньшей мере, один анион неорганической кислоты; и a, b, m, n, x, y и z удовлетворяют условию 0,7 ≤ a ≤ 1,35; 2,7 ≤ b ≤ 3,3; 0 ≤ m ≤ 5; 4 ≤ n ≤ 7; 0 ≤ x ≤ 0,6; 1,7 ≤ y ≤ 2,4 и 0,001 ≤ z ≤ 0,5, соответственно.

(2) Частицы по указанному выше пункту (1), которые представлены упомянутой выше формулой (I), в которой «a» удовлетворяет условию 0,9 ≤ a ≤ 1,2.

(3) Частицы по указанному выше пункту (1), которые представлены упомянутой выше формулой (I), в которой «b» удовлетворяет условию 2,8 ≤ b ≤ 3,2.

(4) Частицы по указанному выше пункту (1), которые представлены упомянутой выше формулой (I), в которой «m» удовлетворяет условию 0 ≤ m ≤ 2.

(5) Частицы по указанному выше пункту (1), которые представлены упомянутой выше формулой (I), в которой «n» удовлетворяет условию 5 ≤ n ≤ 6,5.

(6) Частицы по указанному выше пункту (1), которые представлены упомянутой выше формулой (I), в которой «x» удовлетворяет условию 0 ≤ x ≤ 0,3.

(7) Частицы по указанному выше пункту (1), которые представлены упомянутой выше формулой (I), в которой «у» удовлетворяет условию 1,8 ≤ y ≤ 2,2.

(8) Частицы по указанному выше пункту (1), которые представлены упомянутой выше формулой (I), в которой «z» удовлетворяет условию 0,01 ≤ z ≤ 0,4.

(9) Частицы по указанному выше пункту (1), в которых анион органической кислоты (A) в упомянутой выше формуле (I) представляет собой, по меньшей мере, один анион, выбранный из анионов на основе органической карбоновой кислоты и органической оксикарбоновой кислоты.

(10) Частицы по указанному выше пункту (1), в которых анион органической кислоты (A) в упомянутой выше формуле (I) представляет собой, по меньшей мере, один анион, выбранный из анионов на основе органической карбоновой кислоты и органической оксикарбоновой кислоты, которые содержат от 1 до 15 атомов углерода.

(11) Частицы по указанному выше пункту (1), в которых анион неорганической кислоты (B) в упомянутой выше формуле (I) представляет собой, по меньшей мере, один анион, выбранный из группы, состоящей из сульфатного иона, фосфатного иона, нитратного иона и силикатного иона.

(12) Частицы по указанному выше пункту (1), в которых анион неорганической кислоты (B) в упомянутой выше формуле (I) представляет собой сульфатный ион или сульфатный ион и фосфатный ион.

(13) Частицы по указанному выше пункту (1), в которых D₂₅ и D₇₅ удовлетворяют условию 1 < D₇₅/D₂₅ < 1,8, где в виде D₂₅ и D₇₅ обозначаются соответственно диаметры частиц при значениях 25% и 75% на кумулятивной кривой гранулометрического состава частиц, измеренные с помощью способа лазерной дифракции.

(14) Частицы по указанному выше пункту (1), которые находятся в форме зерен, парных частиц, прямоугольного параллелепипеда, дисков (в форме камней для игры в го), гексагональных пластинок, рисовых зерен или цилиндров.

(15) Частицы по указанному выше пункту (1) со средним диаметром частиц от 0,1 до 10 мкм.

(16) Обожженный продукт, получаемый обжигом частиц по указанному выше пункту (1) при температуре от 300 до 1000°C.

(17) Частицы по указанному выше пункту (1), которые несут на своих поверхностях продукт гидролиза соли, по меньшей мере, одного металла, выбранного из группы, состоящей из Cu, Zn, Ni, Sn, Zr, Fe и Ti.

(18) Частицы соединения типа алунита по указанному выше пункту (1), c поверхностями, обработанными, по меньшей мере, одним средством для обработки поверхности, выбранным из группы, состоящей из высшей жирной кислоты, анионогенного поверхностно-активного вещества, сложного эфира фосфорной кислоты, связующего вещества и сложного эфира многоатомного спирта и жирной кислоты.

(19) Способ получения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, включающий в себя проведение реакции при нагревании в присутствии органической кислоты или соли органической кислоты, когда раствор щелочного гидроксида, выбранного из второй группы, добавляют к смешанному раствору, содержащему неорганическую соль Al³⁺ или, по меньшей мере, один катион, выбранный из группы, состоящей из Al³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Sn⁴⁺, Zr⁴⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ и Ti⁴⁺ (первой группы) и, по меньшей мере, одного сульфата или нитрата, выбранного из группы, состоящей из Na⁺, K⁺, NH₄⁺ и Н₃О⁺ (второй группы) для осуществления реакции при нагревании.

(20) Способ по указанному выше п.(19), в котором упомянутая выше неорганическая соль представляет собой сульфат алюминия.

(21) Способ по указанному п.(19), в котором органическая кислота представляет собой, по меньшей мере, одну кислоту, выбранную из группы, состоящей из органической карбоновой кислоты, органической оксикарбоновой кислоты и их солей.

(22) Способ по указанному выше п.(19), в котором органическая кислота представляет собой, по меньшей мере, одну кислоту, выбранную из группы, состоящей из органической карбоновой кислоты, содержащей от 1 до 15 атомов углерода, органической оксикарбоновой кислоты, содержащей от 1 до 15 атомов углерода, и их солей.

(23) Способ по указанному выше п.(19), в котором соль неорганической кислоты представляет собой, по меньшей мере, одну соль, выбранную из группы, состоящей из сульфата, нитрата, фосфата и силиката.

(24) Способ по указанному выше п.(19), включающий в себя осуществление реакции при нагревании до температуры от 90 до 250°C.

(25) Добавка к полимерной смоле, содержащая частицы по указанному выше п.(1).

(26) Композиция полимерной смолы, содержащая добавку к смоле по указанному выше п.(25).

(27) Композиция адсорбента, содержащая частицы по указанному выше п.(1).

(28) Носитель для красителя, содержащий частицы по указанному выше п.(1).

(29) Поглотитель ультрафиолетовых лучей, содержащий частицы по указанному выше п.(1).

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 приведена SEM-фотография (сканирующий электронный микроскоп) сферических частиц по примеру 1-A.

На Фиг.2 приведена SEM-фотография дискообразных частиц по примеру 1-B.

На Фиг.3 приведена SEM-фотография спаренных частиц по примеру 1-C.

На Фиг.4 приведена SEM-фотография сферических частиц по примеру 1-D.

На Фиг.5 приведена SEM-фотография частиц в форме прямоугольного параллелепипеда по примеру 1-Е.

На Фиг.6 приведена SEM-фотография частиц в виде гексагональных пластинок по примеру 1-F.

На Фиг.7 приведена SEM-фотография частиц в форме рисовых зерен по примеру 1-J.

На Фиг.8 приведена SEM-фотография цилиндрических частиц по примеру 1-О.

На Фиг.9 приведена SEM-фотография частиц в форме прямоугольного параллелепипеда по примеру 1-P.

На Фиг.10 приведена SEM-фотография сферических частиц по примеру 1-W.

На Фиг.11 приведена SEM-фотография сферических частиц по примеру 1-N.

На Фиг.12 приведена диаграмма гранулометрического состава частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 1-A, где на горизонтальной оси представлены диаметры частиц, на вертикальной оси слева представлена встречаемость (%: доля от общего числа, указанная с помощью столбцов), и на вертикальной оси справа представлена кумулятивная встречаемость (доля от общего числа, указанная с помощью линии).

На Фиг.13 представлена диаграмма гранулометрического состава частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по примеру 1-B.

На Фиг.14 представлена диаграмма гранулометрического состава частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 1-C.

На Фиг.15 представлена диаграмма гранулометрического состава частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 1-D.

На Фиг.16 представлена диаграмма гранулометрического состава частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 1-V.

На Фиг.17 представлен график, иллюстрирующий зависимость между температурой раствора азотной кислоты и концентрацией Al, вымываемого из частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по примеру 4-A, при погружении в раствор азотной кислоты.

На Фиг.18 представлен график, иллюстрирующий зависимость между температурой раствора азотной кислоты и концентрацией SO₄, вымываемого из частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 4-A, при погружении в раствор азотной кислоты.

На Фиг.19 представлен график, иллюстрирующий зависимость между температурой раствора серной кислоты и концентрацией SO₄, вымываемого из частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 4-L при погружении в раствор серной кислоты.

На Фиг.20 представлен ИК-спектр частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 9, где на горизонтальной оси представлены волновые числа (см^-1), а на вертикальной оси представлена отражательная способность (%).

На Фиг.21 представлен ИК-спектр частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 9, где на горизонтальной оси представлены волновые числа (см^-1), а на вертикальной оси представлена отражательная способность (%).

На Фиг.22 представлен спектр отражения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 10-Д в диапазоне от ультрафиолетовой до видимой области, где на горизонтальной оси представлены длины волн (нм), а на вертикальной оси представлена отражательная способность (%).

На Фиг.23 представлен спектр отражения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 10-В в диапазоне от ультрафиолетовой до видимой области.

На Фиг.24 представлен спектр отражения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 10-С в диапазоне от ультрафиолетовой до видимой области.

На Фиг.25 представлен спектр светопропускания пленки из полиэтилена низкой плотности, которая содержит частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 13-А.

На Фиг.26 представлена диаграмма дифференциального термического анализа частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 11, где на горизонтальной оси представлена температура (°С), а на вертикальной оси представлены массы (%).

На Фиг.27 представлена диаграмма дифференциального термического анализа частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 11, где на горизонтальной оси температура (°С), а на вертикальной оси представлены массы (%).

На Фиг.28 представлена рентгенограмма частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 16.

На Фиг.29 представлена рентгенограмма частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 16.

На Фиг.30 представлена рентгенограмма частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 16.

На Фиг.31 представлена рентгенограмма частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 16.

На Фиг.32 представлена рентгенограмма частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по примеру 16.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

В дальнейшем частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению будут описаны дополнительно.

Что касается формы частиц основной соли алюминия, известны веретеновидные частицы и сферические частицы, описанные в публикации 5. По настоящему изобретению получают частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, которые имеют новую форму частиц, например форму сферы, диска (в форме камней для игры в го), парной частицы, прямоугольного параллелепипеда, гексагональной пластинки, рисового зерна или цилиндра с более тонким гранулометрическим составом частиц (D₇₅/D₂₅), то есть, постоянным диаметром частиц. Частицы с такими новыми формами по настоящему изобретению отличаются тем, что они имеют хорошую однородность формы (то есть они имеют одинаковую форму). Дополнительно частицы по настоящему изобретению имеют низкую тенденцию к слипаемости и превосходную способность диспергироваться, независимо от их формы и несмотря на их небольшие диаметры. Характеристики упомянутых выше форм частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, также можно исследовать на основании прилагаемых Фиг.1-11.

На Фиг.1-11 приведены SEM-фотографии типичных частиц, полученных по примерам настоящего изобретения. Сферические частицы показаны на Фиг.1, 4, 10 и 11, дискообразные частицы показаны на Фиг.2, спаренные частицы показаны на Фиг.3, частицы в форме прямоугольного параллелепипеда показаны на Фиг.5 и 9, частицы в форме гексагональных пластинок показаны на Фиг.6, частицы в форме рисовых зерен показаны на Фиг.7, и частицы цилиндрической формы показаны на Фиг.8.

SEM-фотографии на Фиг.1-11 являются типичными примерами частиц, получаемых по примерам. Формы частиц по настоящему изобретению наблюдают на основании SEM-фотографий с увеличением приблизительно от 10000-кратного до приблизительно 20000-кратного. Как можно видеть на Фиг.1-11, частицы по настоящему изобретению характеризуются тем, что имеют однородную форму и размер, и они с трудом подвергаются агломерации, и для них видно монодисперсное состояние на каждой из фотографий. Другой характерной чертой частиц является то, что диаметры частиц относительно небольшие.

Формы частиц по настоящему изобретению будут описаны на основании Фиг.1-11. Сферические частицы показаны на Фиг.1, 4, 10 и 11, и частицы на Фиг.1, 4 и 11 представляют собой почти идеально сферические частицы. В то время как сферические частицы на Фиг.4 имеют гладкие поверхности, сферические частицы на Фиг.1, 10 и 11 имеют небольшие углубления и утолщения или неровности на своих поверхностях. Дискообразные частицы показаны на Фиг.2. Передняя поверхность и задняя поверхность дискообразной частицы имеют почти симметричную куполообразную форму, и дискообразные частицы напоминают камни для игры в го. Дискообразные частицы на Фиг.2 имеют гладкую поверхность.

На Фиг.3 показаны спаренные частицы. Частица отличается тем, что две дискообразные частицы, каждая из которых имеет плоскую нижнюю поверхность и куполообразную верхнюю поверхность, соединяются вместе нижними поверхностями, образуя при этом спаренную форму, и между нижними поверхностями существует пространство, за исключением средних частей дисков. В соединенных вместе средних частях находится основная соль алюминия, которая соединяет два диска вместе. Спаренная частица, по-видимому, напоминает гамбургер.

На Фиг.5 показан пример частиц в форме прямоугольного параллелепипеда. Частица на Фиг.5 представляет собой прямоугольный параллелепипед, близкий к кубу, и имеет гладкие поверхности. На Фиг.9 показан другой пример частиц в форме прямоугольного параллелепипеда. Можно сказать, что частица на Фиг.9 представляет собой частицу в форме октаэдра. На Фиг.6 показаны частицы в форме гексагональных пластинок. Частица в форме гексагональной пластинки представляет собой пластинообразную частицу с гексагональной поверхностью, образованной шестью сторонами. Шесть сторон не должны иметь одинаковую длину, а в точке соприкосновения двух сторон пластинка может быть закруглена.

На Фиг.7 показаны частицы в форме рисовых зерен. Воспроизведенная форма частицы в форме рисового зерна представляет собой овал, а поперечное сечение, перпендикулярное к продольному направлению, имеет почти круглую форму. Частицы на Фиг.7 имеют небольшие неровности на своей поверхности. На Фиг.8 показан пример цилиндрических частиц. Цилиндрическая частица может быть раздута в средней части, типа бочонка сакэ (или бочонка вина) или может представлять собой полый цилиндр, поперечное сечение которого представляет собой почти окружность. Частицы на Фиг.8 имеют ряд углублений и утолщений на своей поверхности.

Таким образом, как можно видеть из фотографий на Фиг.1-11, частицы по настоящему изобретению отличаются тем, что на каждой из фотографий они имеют однородную форму частиц и размер и хорошую способность диспергироваться. Упомянутые выше формы частиц классифицируют и определяют для удобства, и допустимы небольшие изменения формы и смешение частиц разной формы в небольшом количестве. Кроме того, гладкость, присутствие очень небольших углублений и утолщений и присутствие небольших неровностей на поверхностях частиц не особенно ограничиваются. Углубления, утолщения и неровности могут присутствовать или могут не присутствовать.

Мерой, позволяющей определить формы частиц, является измерение параметров округлости и сферичности по Вейделлу, которые применяют в области промышленного производства порошков.

Параметр сферичности по Вейделлу «s» определяют с помощью следующей формулы.

s = (площадь поверхности сферы с равновеликим частице объемом)/(площадь поверхности частицы).

Форма частицы тем ближе к идеальной сфере, чем «s» ближе к 1. Параметр округлости по Вейделлу «с» определяется с помощью следующей формулы:

с = (длина окружности круга с площадью, равновеликой отраженной площади частицы)/ (длина окружности отраженной поверхности частицы). Форма частицы тем ближе к идеальному кругу, чем «с» ближе к 1.

Сферические частицы в настоящем изобретении имеют шарообразные формы, как показано на Фиг.1, 4, 10 и 11, и упомянутый выше параметр сферичности по Вейделлу «s» предпочтительно удовлетворяет условию 0,95 ≤ s ≤ 1.

Каждая из дискообразных (в форме камней для игры в го) частиц в настоящем изобретении имеет форму, образованную путем вращения эллиптической формы вокруг малой оси, которая является осью вращения, как показано на Фиг.2. Более конкретно, что касается изображения проекции частицы, если смотреть по направлению оси вращения, параметр округлости по Вейделлу «с» предпочтительно удовлетворяет условию 0,95 ≤ с ≤ 1, и отношение «a» (малая ось/большая ось) эллиптического поперечного сечения предпочтительно удовлетворяет условию 0,05 ≤ a ≤ 0,5.

Спаренные частицы в настоящем изобретении представляют собой частицы, каждая из которых представляет собой пару полусферических частиц, слипнувшихся вместе (по их плоским поверхностям), как показано на Фиг.3. Кроме того, существует зазор (канавка) вдоль границ слипшихся поверхностей двух полусферических частиц. Отношение малая ось/большая ось «t» спаренной частицы предпочтительно удовлетворяет условию 0,1 < t < 0,5, отношение «u» (ширина зазора между слипшимися поверхностями полусфер)/малая ось предпочтительно удовлетворяет условию 0,05 < u < 0,5.

Частицы в форме прямоугольного параллелепипеда в настоящем изобретении имеют форму, похожую на гексаэдр (включая куб) или октаэдр, как показано на Фиг.5 и 9, и упомянутый выше параметр сферичности по Вейделлу «s» предпочтительно удовлетворяет условию 0,5 ≤ s ≤ 0,8.

Частицы в форме гексагональных пластинок в настоящем изобретении имеют плоскую, гексагональную цилиндрическую форму, как показано на Фиг.6. Что касается изображения проекции частицы, если смотреть сверху или снизу, параметр округлости по Вейделлу «с» предпочтительно удовлетворяет условию 0,95 ≤ с < 0,99, и отношение «b» толщина/(длина диагонали шестиугольника) предпочтительно удовлетворяет условию 0,05 ≤ b ≤ 0,5.

Частицы в форме рисовых зерен в настоящем изобретении имеют форму, образованную путем вращения эллиптической формы вокруг большой оси, которая представляет собой ось вращения, как показано на Фиг.7. Отношение «а» (малая ось/большая ось) эллипса предпочтительно удовлетворяет условию 1 ≤ a ≤ 0,5, и упомянутый выше параметр сферичности по Вейделлу «s» предпочтительно удовлетворяет условию 0,4 ≤ s ≤ 0,75.

Цилиндрические частицы в настоящем изобретении имеют цилиндрическую форму и форму, похожую на цилиндрическую, у которой радиус центральной части в направлении высоты цилиндра больше в 1,0-1,2 раза, чем радиусы верхней поверхности и нижней поверхности. Что касается изображения проекции верхней поверхности и нижней поверхности, параметр округлости по Вейделлу «с» предпочтительно удовлетворяет условию 0,95 ≤ с < 0,99, и значение «b», представляющее собой отношение высота/(диаметр верхней поверхности или нижней поверхности), предпочтительно удовлетворяет условию 1,5 ≤ b ≤ 3. Такая форма показана на Фиг.8.

Как описано выше, согласно настоящему изобретению частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, можно получать в различных формах, таких как сфера, диск (в форме камней для игры в го), спаренная форма, прямоугольный параллелепипед, гексагональная пластинка, рисовое зерно и цилиндр в зависимости от применений и целей, и можно регулировать диаметр частиц. То есть, что касается формы частиц, частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, можно получать оптимальной формы в зависимости от применений и целей. Например, когда частицы добавляют в качестве противозакупоривающего средства, их можно получать в сферической форме; можно получать в форме прямоугольного параллелепипеда, дискообразной форме (в форме камней для игры в го), сферической форме или в форме гексагональных пластинок в качестве наполнителя для эпоксидного герметика для полупроводника или получать в спаренной форме, цилиндрической форме, форме рисовых зерен или дискообразной форме (в форме камней для игры в го) в качестве адсорбента. Между прочим, что касается также диаметра частиц, частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, можно получать с оптимальным диаметром частиц в зависимости от применений и требуемой степени уплотнения. Кроме того, для достижения наиболее плотной упаковки, можно также применять смесь из двух типов частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с разными средними диаметрами частиц.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению имеют средний вторичный диаметр частиц, измеренный способом лазерной дифракции, от 0,1 до 12 мкм, предпочтительно от 0,1 до 10 мкм. Средний вторичный диаметр частиц более предпочтительно составляет от 0,2 до 5 мкм, особенно предпочтительно от 0,2 до 2 мкм.

В подходящем варианте осуществления изобретения частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, показывают низкую слипаемость по сравнению с традиционными частицами основной соли алюминия, даже когда они имеют небольшой диаметр частиц, не более 0,5 мкм, в частности не более 2 мкм, и также обладают превосходной способностью диспергироваться, когда используются в качестве наполнителя для смолы. Так, когда диаметр частиц составляет 1/2 или меньше длины волны видимого света (от 0,4 до 0,7 мкм) и показателю преломления с помощью оптимизации формы и состава частиц придано значение, близкое к показателю преломления смолы, можно получать композицию смолы со слабой мутностью и очень хорошей прозрачностью.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получаемые по настоящему изобретению, с трудом подвергаются вторичной флокуляции и сохраняют постоянный диаметр частиц, несмотря на относительно небольшой диаметр частиц. В качестве способа оценки однородности размера частиц часто применяют способ, при котором диапазон распределения размера (гранулометрического состава) частиц выражают с помощью значения отношения D₇₅/D₂₅, где D₂₅ представляет собой диаметры частиц, кумулятивная встречаемость которых составляет 25%, и D₇₅представляет собой диаметры частиц, кумулятивная встречаемость которых составляет 75%, начиная от диаметров более мелких частиц, относительно общего числа частиц, при этом на горизонтальной оси представлены диаметры частиц, а на вертикальной оси представлена кумулятивная встречаемость.

В настоящем изобретении значения, представленные отношением D₇₅/D₂₅, упоминаются как соотношение (D_R) гранулометрического состава частиц.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получаемые в настоящем изобретении, показывают соотношение (D_R) гранулометрического состава частиц, равное от 1 до 1,8, независимо от формы частиц, и обладают однородностью размера частиц, которой нельзя было достигнуть в прототипе. В предпочтительном варианте заявки диапазон значений D_R составляет от 1,01 до 1,5, особенно предпочтительно от 1,02 до 1,3, наиболее предпочтительно от 1,03 до 1,2.

В качестве другого способа оценки однородности размера частиц однородность размера частиц можно оценивать с помощью полуширины, стандартного отклонения, коэффициента изменчивости и т.п. Такие способы оценки имеют корреляции друг с другом, и в качестве критерия оценки можно применять любой из указанных критериев: D_R, полуширину и стандартное отклонение.

Кроме того, однородность размера частиц можно выражать с помощью отношения частиц с диаметрами, попадающими в заданный диапазон, центр которого представляет собой средний диаметр частиц или срединный диаметр частиц, ко всем частицам. В зависимости от формы гранулометрического состава частиц такое отношение применимо для определения оценки однородности размера частиц в качестве другого параметра, независимого от упомянутых выше D_R (D₇₅/D₂₅), полуширины и стандартного отклонения. Когда применяется такой показатель, использующий средний диаметр частиц в качестве центра их интервала, доля частиц, диаметры которых в 0,85-1,15 раза больше, чем средний диаметр частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению, измеренный с помощью способа лазерной дифракции, составляет 40% или выше, предпочтительно 60% или выше, особенно предпочтительно 80% или выше, в расчете на все частицы. То есть, доля частиц, которые удовлетворяют следующему выражению:

(средний диаметр частиц × 0,85) < W мкм < (средний диаметр частиц × 1,15), составляет 40% или выше, предпочтительно 60% или выше, особенно предпочтительно 70% или выше.

При более высокой доле (%) частиц, имеющих параметр W в упомянутом выше диапазоне, однородность частиц становится более высокой. Чем выше верхний предел такой доли, тем лучше. В настоящем изобретении верхний предел доли обычно составляет 95%, предпочтительно 97%.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, имеют удельную площадь поверхности, измеренную по способу БЭТ, от 0,1 до 300 м²/г, предпочтительно от 0,5 до 250 м²/г. Такие частицы в зависимости от применений можно выбрать с подходящим диапазоном удельной площади поверхности.

Например, когда такие частицы используют для применения, требующего противозакупоривающих свойств, удельная площадь поверхности, измеренная по способу БЭТ, предпочтительно составляет от 0,1 до 30 м²/г, более предпочтительно от 2 до 10 м²/г. Между тем, когда частицы применяют в качестве адсорбента или носителя, удельная площадь поверхности, измеренная по способу БЭТ, предпочтительно составляет от 0,5 до 300 м²/г, более предпочтительно от 2 до 250 м²/г.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с такой однородностью размера частиц обладают хорошей способностью диспергироваться при использовании в качестве добавки к полимерной смоле или резине. Таким образом, когда смолу или резину, содержащие традиционную добавку, сравнивают со смолой или резиной, содержащей частицы по настоящему изобретению основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, процент удлинения в последнем случае в 5-10 раз выше, чем процент удлинения шаблона в испытании на растяжение. Таким образом, частицы по настоящему изобретению могут обеспечивать более высокую эластичность. Кроме того, в случае традиционных наполнителей, таких как сферический диоксид кремния, существует проблема, связанная с тем, что даже если в смоле для герметизации полупроводника объединяют и применяют в качестве наполнителя частицы с двумя разными средними диаметрами частиц, которые могут удовлетворять условиям наполнения, определяемым формулой Андреасена, в действительности нельзя достичь максимально плотного уплотнения, так как соотношение (D_R) гранулометрического состава частиц, которое представляет однородность размера частиц, превышает 1,8, и доля частиц, которые удовлетворяют упомянутой выше формуле (средний диаметр частиц × 0,85) < W мкм < (средний диаметр частиц × 1,15), составляет ниже 40%. Между тем, поскольку частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению имеют постоянный диаметр частиц, можно достичь максимально плотного уплотнения, согласующегося с теорией. Окраска смолы, в которой находятся частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению является молочно-белой, и не наблюдается появления желтизны или побеления смолы. Таким образом, частицы по настоящему изобретению применимы в качестве добавок к смолам или резине, в частности в качестве наполнителя, противозакупоривающего средства, поглотителя ультрафиолетовых лучей и поглотителя инфракрасных лучей.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению нерастворимы в воде, обладают превосходной кислотостойкостью и могут сохранять свою основную структуру в сильнокислой окружающей среде. В связи с этим частицы, по настоящему изобретению, применимы в качестве фильтрующего материала или вспомогательного материала для образования фильтрующего слоя в пищевой промышленности или в качестве добавки к смолам при изготовлении пищевых контейнеров, из которых следует избегать вымывания компонентов.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению также применимы в качестве адсорбента газа с неприятным запахом или дезодоранта. В таком случае частицы по настоящему изобретению можно применять в чистом виде или в смеси с волокнами, смолой или т.п.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению обладают хорошей адсорбирующей способностью в отношении красителей. Следовательно, они применимы в качестве носителя для краски, вспомогательного вещества при окрашивании и добавки к цветному тонеру для электронографа.

Далее будет описан способ получения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению.

Например, когда анион неорганической кислоты, обозначаемый как «В» в формуле (I), представляет собой сульфатный ион, частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, можно получать путем добавления водного раствора щелочного гидроксида, содержащего M согласно формуле (I), к смешанному раствору, содержащему сульфат алюминия, сульфат M′ согласно формуле (I), сульфат M согласно формуле (I) и органическую кислоту и/или соль органической кислоты, например, щавелевую кислоту (H₂C₂О₄) для осуществления реакции при нагревании. Если необходимо, полученные частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, можно выделять фильтрованием, промывать и сушить, получая при этом гидратированный порошок частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты.

Когда упомянутую выше реакцию осуществляют без добавления органической кислоты, значения соотношения (D_R) гранулометрического состава частиц, которое характеризует однородность размера получаемых частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, становится большим. Кроме того, когда органическая кислота не применяется, форма получаемых частиц ограничивается сферической формой или формами, основанными на сферической форме. То есть нельзя без ограничений образовать частицы в форме, подходящей для применения, соответственно нельзя достигнуть цели настоящего изобретения.

В настоящем изобретении однородность размера частиц и форма частиц обеспечиваются с помощью количества добавляемой органической кислоты. Таким образом, в отличие от традиционного способа нет необходимости постоянно вести наблюдение за pH и регулировать pH во время реакции для того, чтобы гарантировать однородность размера частиц. Кроме того, так как частицы с постоянным диаметром частиц и формой получают уже в конце реакции, нет необходимости проводить доизмельчение и сортировку.

Безусловно, что присутствие органической кислоты в реакции в значительной степени способствует обеспечению однородности размера частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, и установлению формы частиц по настоящему изобретению. Однако в настоящее время ее специфические влияния все еще не установлены. Сульфат M в формуле (I) действует как катализатор.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, имеют превосходную (1) кислотостойкость, (2) степень дисперсности частиц и (3) многообразие форм частиц по сравнению с традиционными известными частицами алунитового соединения, не содержащими органическую кислоту.

Таким образом, частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, обладают превосходной способностью диспергироваться в смоле и высокими характеристиками в качестве наполнителя по сравнению с традиционными частицами алунитового соединения. Кроме того, композиция смолы, содержащая частицы по настоящему изобретению, обладает превосходной кислотостойкостью и физической прочностью. Кроме того, по сравнению с традиционными частицами алунитового соединения, которые ограничиваются определенными формами, частицы настоящего изобретения можно использовать для многочисленных применений.

В настоящем изобретении при постоянных условиях реакции, диаметр частиц, форма и химические и физические свойства получаемых частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, однозначно определяются комбинацией типов упомянутого выше катиона M и органической кислоты. Между тем, для конкретной комбинации катионов (M в формуле (I)) диаметр частиц, форма и химические и физические свойства получаемых частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, однозначно определяются условиями реакции, то есть молярным отношением сульфата M′ в формуле (I) к щелочному гидроксиду, температурой реакции при нагревании и типом органической кислоты. То есть частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с требуемым диаметром частиц, формой и химическими и физическими свойствами можно получать с помощью выбора комбинации катионов M, типа органической кислоты и условий осуществления реакции при нагревании. В любом случае постоянство диаметра частиц и формы частиц сохраняется благодаря присутствию органической кислоты в реакции при нагревании. Сказанное дополнительно будет описано позднее.

Кроме того, в упомянутой выше реакции, когда смешанный раствор, содержащий сульфат алюминия, сульфат M′ и органическую кислоту, например, смешанный раствор, содержащий сульфат алюминия, сульфат титана и лимонную кислоту, подвергают взаимодействию при нагревании вместе со смешанным раствором щелочного гидроксида, содержащим катион M, можно получать твердый раствор частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, который имеет состав, отличающийся от состава, упомянутого выше твердого раствора.

В упомянутой выше реакции, когда концентрация катионов M′ увеличивается, можно получать композицию, содержащую продукты гидролиза указанных ионов, то есть оксиды, гидроксиды, их основные соли или кислые соли, на поверхностях частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. В частности, выбирая в качестве сульфата M′ сульфат олова, сульфат титана или т.п., на поверхностях частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, можно осаждать продукт гидролиза олова, титана, меди или т.п.

Такие частицы, несущие металлы на своих поверхностях, также можно получать традиционным способом, который ведет к тому, что основная соль алюминия, содержащая анион органической кислоты, будет нести различные соединения металлов. Например, их можно получать с помощью способа, включающего в себя добавление частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, и основания, такого как гидроксид натрия, к раствору сульфата титана, с тем чтобы осадить продукт гидролиза титана на поверхность основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты.

В настоящем изобретении, когда сульфат M′, включая алюминий, смешанный раствор органических кислот двух или более различных типов и смешанный раствор, содержащий сульфат катиона M, подвергают взаимодействию при нагревании вместе с раствором щелочного гидроксида, содержащего катион M, можно получать твердый раствор частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, который имеет состав, отличающийся от состава упомянутого выше твердого раствора.

В настоящем изобретении для синтеза частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, вместо сульфата M, который добавляют в качестве катализатора, можно применять нитрат, фосфат или силикат.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что повторное применение реакционного маточного раствора, содержащего M₂SO₄, получаемого в реакции, не оказывает неблагоприятного влияния на получаемые частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Способ по настоящему изобретению эффективен, поскольку повторное применение маточного раствора может обеспечивать низкую себестоимость продукции.

В частицах основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению требуемый диаметр частиц и форму частиц можно получать в конце процесса взаимодействия при нагревании путем регулирования условий реакции с тем, чтобы получать частицы требуемой формы и диаметра в зависимости от различных применений. Таким образом, необходимости в последующем процессе доизмельчения вообще не существует, что уменьшает количество процессов. Это также помогает обеспечивать низкую себестоимость продукции.

Таким образом, согласно настоящему изобретению обеспечивается способ получения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, который включает в себя осуществление реакции при нагревании в присутствии органической кислоты или соли органической кислоты, когда раствор щелочного гидроксида, выбранного из второй группы, добавляют к смешанному раствору, содержащему неорганическую соль Al³⁺, или, по меньшей мере, один катион, выбранный из группы, состоящей из Al³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Sn⁴⁺, Zr⁴⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ и Ti⁴⁺ (первой группы), и сульфата или нитрата, по меньшей мере, одного иона, выбранного из группы, состоящей из Na⁺, K⁺, NH₄⁺ и Н₃О⁺ (второй группы) для осуществления реакции при нагревании.

В упомянутом выше способе в качестве катиона соли неорганической кислоты подходит сульфат, содержащий, по меньшей мере, Al³⁺.

Температура реакции в способе по настоящему изобретению предпочтительно выше точки кипения и не выше 300°C, более предпочтительно температура составляет от 90 до 250°C. Когда температура реакции ниже 90°C, скорость реакции становится очень низкой, приводя к низкой эффективности производства. С другой стороны, когда температура реакции выше 300°C, требуется специальное оборудование, что невыгодно. Реакцию можно проводить в герметически закрытых условиях с применением автоклава или т.п. или в открытых условиях. Температура реакции предпочтительно находится в диапазоне от 100°C до 200°C, особенно предпочтительно в диапазоне от 120°C до 170°C.

Концентрация соли алюминия в реакционной смеси по настоящему изобретению предпочтительно составляет от 0,01 до 3,0 моль/л, более предпочтительно от 0,01 до 2 моль/л. Когда концентрация соли алюминия ниже 0,01 моль/л, производительность низкая, тогда как при концентрации выше 3 моль/л, вероятно осуществление агломерации частиц и становится трудно регулировать однородность размера и диаметра частиц.

Концентрация органической кислоты в реакционном растворе по настоящему изобретению предпочтительно равна половине концентрации (моль) соли алюминия или ниже, более предпочтительно от 1/20 до 1/2 концентрации соли алюминия. Когда значения отношения (концентрация органической кислоты)/(концентрация соли алюминия) выше 1/2 или ниже 1/20, форма, размер и диаметр частиц становятся неоднородными. В настоящем изобретении в качестве органической кислоты предпочтительно применяют органическую карбоновую кислоту или органическую оксикарбоновую кислоту. Подходящими являются органическая карбоновая кислота и органическая оксикарбоновая кислота, содержащие от 1 до 15 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 10 атомов углерода, и особенно предпочтительными являются органическая карбоновая кислота и органическая оксикарбоновая кислота, содержащие от 1 до 4 карбоксильных групп, предпочтительно 1 или 2 карбоксильных группы в молекуле. Такие органические кислоты могут существовать в форме соли или изомера. Конкретным примером органической кислоты является, по меньшей мере, одна кислота, выбранная из группы, состоящей из щавелевой кислоты, лимонной кислоты, яблочной кислоты, винной кислоты, глицериновой кислоты, галловой кислоты и молочной кислоты, их изомеров и их солей.

Молярное отношение сульфата M′ к щелочному гидроксиду MOH в реакции по способу настоящего изобретения составляет от 1:3,8 до 4,7. Формула, получаемая в результате реакции, в которой молярное отношение составляет 1:4, приведена выше. Когда значение щелочного гидроксида (в упомянутом выше отношении) составляет менее 4, реакция может не проходить в достаточной степени. Между тем, когда значение щелочного гидроксида (в упомянутом выше отношении) выше 4,4, может получаться бемит. При рассмотрении с такой точки зрения молярное отношение более предпочтительно составляет от 1:4 до 4,4.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, являются добавкой, обладающей превосходной способностью диспергироваться, даже когда она применяется, как она есть. Однако ее способность диспергироваться в смоле, резине или т.п. можно дополнительно улучшить с помощью обработки поверхности частиц, по меньшей мере, одним средством для обработки поверхности, выбранным из группы, состоящей из высшей жирной кислоты, анионогенного поверхностно-активного вещества, сложного эфира фосфорной кислоты, связующего вещества, сложного эфира многоатомного спирта и жирной кислоты. Примеры для иллюстрации средств для обработки поверхности, которые предпочтительно применяются, включают в себя высшие жирные кислоты с 10 или более атомами углерода, такие как стеариновая кислота, эруковая кислота, пальмитиновая кислота, лауриновая кислота и бегеновая кислота, и соли щелочных металлов таких высших жирных кислот; сульфаты высших спиртов, таких как стеариловый спирт и олеиловый спирт; анионогенные поверхностно-активные вещества, такие как сульфат, сульфат с амидной связью, сульфат со сложноэфирной связью, сульфонат со сложноэфирной связью, сульфонат с амидной связью, сульфонат с простой эфирной связью, алкиларилсульфонат с простой эфирной связью, алкиларилсульфонат со сложноэфирной связью и алкиларилсульфонат с амидной связью простого эфира полиэтиленгликоля; сложные эфиры фосфорной кислоты, такие как соли с кислотами и щелочными металлами, и аминные соли смеси, содержащей ортофосфорную кислоту и сложный моноэфир и/или сложный диэфир олеилового спирта, стеарилового спирта или т.п.; силановые связующие вещества, такие как γ-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилан, γ-(2-аминоэтил)аминопропилметилдиметоксисилан, N-β-(N-винилбензиламиноэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан•гидрохлорид, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, γ-меркаптопропилтриметоксисилан, метилтриметоксисилан, метилтриэтоксисилан, винилтриацетоксисилан, γ-хлорпропилметилтриметоксисилан, гексаметилдисилазан, γ-анилинопропилтриметоксисилан, винилтриметоксисилан, хлорид октадецилдиметил-[3-(триметоксисилил)]аммония, γ-хлорпропилметилдиметоксисилан, γ-меркаптопропилметилдиметоксисилан, метилтрихлорсилан, диметилдихлорсилан, триметилхлорсилан, винилтрихлорсилан, винилтриэтоксисилан, винилтрис-(β-метоксиэтокси)силан, β-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилметилэтоксисилан, γ-глицидоксипропилтриэтоксисилан, γ-метакрилоксипропилметилдиметоксисилан, γ-метакрилоксипропилметилдиэтоксисилан, γ-метакрилоксипропилметилтриэтоксисилан, N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилметилдиметоксисилан, N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан, N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриэтоксисилан, γ-аминопропилтриметоксисилан, γ-аминопропилтриэтоксисилан, N-фенил-γ-аминопропилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан и γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан; связующие вещества на основе титанатов, такие как изопропилтриизостеароилтитанат, изопропилтрис(диоктилпирофосфат)титанат, изопропилтри-(N-аминоэтиламиноэтил)титанат, изопропилтридецилбензолсульфонилтитанат, тетраоктилбис(дитридецилфосфат)титанат, бис(диоктилпирофосфат)оксиацетаттитанат, изопропилтридецилбензолсульфонилтитанат, тетраизопропилбис(диоктилфосфит)титанат, тетра-(2,2-диаллилоксиметил-1-бутил)-бис-(дитридецил)фосфиттитанат, бис(диоктилпирофосфат)этилентитанат, изопропилтриоктаноилтитанат, изопропилдиметакрилизостеароилтитанат, изопропилизостеароилдиакрилтитанат, изопропилтри(диоктилфосфат)титанат, изопропилтрикумилфенилтитанат, дикумилфенилоксиацетаттитанат и диизостеароилэтилентитанат; связующие вещества на основе алюминия, такие как диизопропилат ацеталкоксиалюминия; многоатомные спирты и жирные кислоты, такие как трифенилфосфит, дифенил•тридецилфосфит, фенил•дитридецилфосфит, три•нонилфенилфосфит, 4,4′-бутилиден-бис-(3-метил-6-трет-бутилфенил)дитридецилфосфит, трилаурилтиофосфит, моностеарат глицерина и моноолеат глицерина.

В качестве способа обработки поверхности частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, упомянутыми выше средствами для обработки поверхности можно применять известный как таковой способ. Например, обработку поверхности можно осуществлять следующим образом.

Когда раствор щелочного гидроксида добавляют к смешанному раствору, содержащему сульфат трехвалентного металла, сульфат и/или нитрат одновалентного катиона и органическую кислоту, для осуществления реакции при нагревании, так чтобы получить частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, и полученные частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, выделяют фильтрованием, промывают и сушат, средство для обработки поверхности можно добавлять после любой стадии реакции при нагревании, стадии фильтрования, стадии промывки и стадии сушки. Когда частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, замешивают в резину, смолу или т.п., в то же время можно добавлять средство для обработки поверхности. Обработку поверхности можно осуществлять традиционным способом, таким как мокрый способ или сухой способ.

Средство для обработки поверхности добавляют в количестве от 0,01 до 10 весовых частей, предпочтительно от 0,05 до 5 весовых частей, в расчете на 100 весовых частей частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты.

Поверхность частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению можно модифицировать с помощью следующих неорганических оксидов, металлов и керамики для придания частицам основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, сыпучести и электрической проводимости. Упомянутые выше неорганические оксиды, металлы и керамики включают в себя диоксид кремния, оксид алюминия, оксид сурьмы, оксид олова, диоксид марганца, оксид циркония, оксид цинка, оксид титана, оксид олова, легированный сурьмой, оксид индия, легированный оловом, оксид иттербия и триоксид вольфрама.

Кроме того, поверхность частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению можно модифицировать с помощью следующих неорганических оксидов, металлов и керамик для придания частицам основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, сыпучести и теплопроводности. Упомянутые выше неорганические оксиды, металлы и керамики включают в себя оксид алюминия, оксид цинка, оксид бария, оксид магния, оксид кальция, основной карбонат магния, гидротальцит, композиции алюмита с древесным углем, неорганические силикаты, алмаз, медь, карбид кремния, алюминий, нитрид алюминия, железо, оксид бериллия, нитрид титана и нитрид хрома.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с модифицированной с помощью упомянутых выше материалов поверхностью можно замешивать в смолу или наносить в виде покрытия на материал других подложек, таких как различные сплавы, керамики или углеродные материалы, с помощью такого способа, как CVD (химическое осаждение из газовой фазы), плазмохимическое осаждение из газовой фазы или PVD (физическое осаждение из газовой (паровой) фазы), в зависимости от применений для придания заданных функций смоле или материалу подложки.

Когда поверхность частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению модифицируют силикатом щелочного металла, слюдой, цеолитом, имоголитом или т.п., частицы с модифицированной поверхностью можно применять в качестве различных адсорбентов, таких как адсорбент влаги и регулятор влагосодержания, средства для удаления летучих органических соединений (VOC) или в качестве носителя для красителя или т.п.

Кроме того, когда поверхность частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению модифицируют поглотителем ультрафиолетовых лучей, таким как оксид титана, частицы с модифицированной поверхностью находят применение в качестве теплоизолирующего средства для пленки, применяемой в сельскохозяйственном производстве, поглотителей ультрафиолетового/инфракрасного излучения в косметических средствах и ингибитора деструкции резины под действием ультрафиолетового излучения.

Модифицирование поверхности частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, упомянутым выше неорганическим оксидом или т.п. можно осуществлять традиционным способом, таким как способ, включающий в себя проведение шлифовки и обжига, в то время как к смеси, состоящей из частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, и, например, порошка оксида титана, добавляют многоатомный спирт.

Средство для модифицирования поверхности добавляют в количестве от 0,01 до 100 весовых частей, предпочтительно от 0,05 до 50 весовых частей, в расчете на 100 весовых частей частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, можно применять после обжига при подходящей для применения температуре в диапазоне от 300 до 1000°C в течение 2 часов.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, можно добавлять к описанному ниже органическому полимерному соединению либо непосредственно, либо после проведения упомянутой выше обработки поверхности, модифицирования поверхности, обжига или т.п.

Органические полимерные соединения включают в себя смолы, такие как фенольные смолы резольного типа и новолачного типа, меламиновую смолу, меламиномочевинную смолу совместной конденсации, меламинобензогуанаминовую смолу совместной конденсации, меламинофенольную смолу, эпоксидную смолу А-бисфенольного типа, бромированную эпоксидную смолу, эпоксидную смолу F-бисфенольного типа, эпоксидную смолу новолачного типа, алициклическую эпоксидную смолу, эпоксидную смолу типа глицидиламиносмолы, эпоксидную смолу глицидилэфирного типа, гетероциклическую эпоксидную смолу, мочевинную смолу, смолу на основе мочевиноформальдегидфурфурилового спирта, ненасыщенную полиэфирную смолу, силиконовую смолу, полиуретан, винилхлорид, сополимер винилхлорида и этилена, сополимер винилхлорида и винилацетата, винилиденхлоридный сополимер, полиэтилен, полиэтиленимин, полиэтиленгликоль, полиэтилентерефталат, поли(этиленхлортрифторэтилен), акриловую смолу, полиэтиленнафталат, полибутилентерефталат, полимикрооксилендиметилентерефталат, алифатический поликетон, полистирол, АБС-смолу, полипропилен, полиамид 6, полиамид 6-6, полиамид 6T, полиамид MXD 6, полиацеталь, сложный полиэфир, поликарбонат, модифицированный простой полифениленовый эфир, полисульфон, полиарилат, полиэфиримид, полиэфирсульфон, полиамидимид, полифениленсульфид и жидкокристаллический полиэфир, и смеси (сплавы) смол, выбранных из упомянутых выше смол; синтетический каучук, такой как хлоропреновый каучук, бутадиенстирольный каучук, бутилкаучук, этиленпропиленовый каучук, нитрильный каучук, хлорсульфонированный полиэтиленовый каучук, уретановый каучук, силиконовый каучук, фторсодержащий каучук, полиизопреновый каучук и бутадиеновый каучук; синтетические волокна, такие как нейлон, винилон, акриловые волокна и вискоза; природные органические полимеры, такие как целлюлоза, альгиновая кислота, крахмал, белки, коллаген и природные смолы (такие как шеллак, даммаровая смола, янтарь, копаловая смола и канифоль); и полусинтетические полимеры, такие как полимеры на основе целлюлозы (такие как ацетат целлюлозы, нитрат целлюлозы и ацетобутират целлюлозы), пластик на основе казеина и пластик на основе соевого белка.

Можно сказать, что комбинация синтетического полимера и частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, является особенно подходящей комбинацией, поскольку частицы можно добавлять к полимеру с достижением высокой плотности, и полученная композиция полностью сохраняет механические и оптические свойства и другие свойства, присущие синтетическому полимеру перед добавлением.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению предпочтительно добавляют к органическому полимерному соединению в качестве добавки в количестве от 0,5 до 90 весовых частей в расчете на 100 весовых частей органического полимерного соединения. Когда количество составляет менее 0,5 частей, эффект от добавки является недостаточным, в то же время, когда количество составляет более 90 частей, эффект не улучшается. Следовательно, более предпочтительное количество составляет от 1 до 80 частей. Между тем, количество добавки в качестве наполнителя предпочтительно составляет от 0,5 до 100 весовых частей. Когда количество составляет менее 0,5 частей, эффект от наполнителя является недостаточным, в то же время, когда количество составляет более 100 частей, эффект улучшается недостаточно.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, обладают незначительной мутностью в области видимого света. Таким образом, когда их добавляют к следующим неорганическим соединениям, можно регулировать показатель преломления и рассеяние.

Упомянутые выше неорганические соединения включают в себя натриевое стекло, свинцовый хрусталь, боросиликатное стекло, стеклокерамику, алюмосиликатное стекло, калиевое стекло, кварц и различные оксидные и неоксидные керамики.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению можно добавлять к упомянутому выше неорганическому соединению самим по себе известным способом, например, при обжиге смеси упомянутого выше неорганического соединения и частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты.

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, по настоящему изобретению можно эффективно применять в широком спектре областей, таких как добавка и ускоритель твердения для цемента; добавка для продуктов питания и вспомогательный материал для образования фильтрующего слоя для ферментированных продуктов питания, таких как пиво и соевый соус; добавка и носитель для сельскохозяйственных химикатов и добавка для различных сельскохозяйственных пленок; добавка для полупроводникового герметика и добавка для термостойкой керамики; тонер для электронографа, тонерная добавка, чистящее средство и носитель для двухкомпонентного тонера; добавка и различные носители для лекарственных средств; добавка для косметических средств, дезодоранта, антимикробного средства, противогрибкового средства, средства против зарастания водорослями, и их носители; носитель и добавка для красителей и пигментов; катализаторы; дезодорант для волокон, красящее вещество для резины и смол, средство для адгезионного покрытия, носитель теплопроводящего материала, носитель магнитного материала, носитель для материала, обеспечивающего электрическую проводимость, носитель для поглотителя электромагнитных волн, противозакупоривающее средство и другие добавки; добавка для стекла и пенообразователь для рециклинга отходов стекла; шлифовальное средство, эталонные частицы для калибровки инструмента, прокладка для жидкокристаллической панели, поглотители ультрафиолетового и инфракрасного излучения, дезодорант, средство для обработки радиоактивных отходов и адсорбенты для загрязнителей окружающей среды и летучих органических соединений (VOC).

Первый эффект настоящего изобретения заключается в возможности обеспечить способ получения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с оптимальной формой и диаметром частиц, подходящим для применения, при низкой стоимости, с хорошей воспроизводимостью и высоким выходом.

Второй эффект настоящего изобретения заключается в возможности получения частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, которые представляют собой тонкодисперсные частицы, имеют однородную форму частиц и диаметр частиц, обладают высокой способностью диспергироваться и низкой способностью адсорбировать влагу и обладают кислотостойкостью.

Третий эффект настоящего изобретения заключается в возможности получения добавки и наполнителя для смол, резин и т.п., которые обладают хорошей способностью диспергироваться и могут придавать смоле, резине и т.п. противозакупоривающее свойство, кислотостойкость и другие свойства без ухудшения физических свойств, таких как прозрачность и прочность при растяжении, даже будучи добавленными к смоле, резине или т.п.

Четвертый эффект настоящего изобретения заключается в возможности получения частиц и носителей, физические свойства которых, особенно адсорбирующая способность и несущая способность, не ухудшаются даже в окружающей среде с высокой относительной влажностью и в сильнокислой окружающей среде.

Примеры

В дальнейшем настоящее изобретение будет дополнительно описано со ссылкой на примеры. Однако настоящее изобретение не ограничивается указанными примерами. Кроме того, все применяемые ниже химикаты по качеству являются химикатами первого класса компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., если не сделано специальной оговорки.

Пример 1-A

Синтез (NH₄)_0,92Al₃(SO₄)_1,95(C₂О₄)_0,099(OH)_5,82•0,3H₂O

0,2 моль сульфата алюминия и 0,2 моль сульфата аммония растворяли в 600 мл чистой воды и добавляли 0,025 моль щавелевой кислоты. К смеси при перемешивании добавляли 89 мл 25%-ного раствора гидроксида аммония и нагревали полученный раствор при 100°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 95°C в течение 15 часов. В результате получали частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, которые обладали сферическими формами, показанными на SEM-фотографии на Фиг.1. Средний диаметр частиц и удельная площадь поверхности, измеренная по способу БЭТ, полученных частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1, а гранулометрический состав частиц показан на Фиг.12.

Пример 1-B

Синтез Na_1,02 Al₃(SO₄)_2,03(C₂О₄)_0,06(OH)_5,84•0,2H₂O

0,2 моль сульфата алюминия и 0,2 моль сульфата натрия растворяли в 600 мл чистой воды и добавляли 0,015 моль щавелевой кислоты. При перемешивании добавляли 0,8 моль гидроксида натрия к смеси, которую затем подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 8 часов. После охлаждения реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 95°C в течение 15 часов. В результате получали частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, обладающие дискообразными формами, показанные на SEM-фотографии на Фиг.2. Свойства полученных частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1, а гранулометрический состав частиц приведен на Фиг.13.

Пример 1-C

Синтез Na_1,06Al₃(SO₄)_2,04(C₂О₄)_0,096(OH)_5,79•0,2H₂O

0,025 моль щавелевой кислоты добавляли к смеси, состоящей из 194 мл 1,03 моль/л раствора сульфата алюминия и 400 мл 0,5 моль/л раствора сульфата натрия. При перемешивании дополнительно добавляли 240 мл (0,81 моль) раствора гидроксида натрия и полученный раствор подвергали затем гидротермальной обработке при 180°C в течение 15 часов. Другие условия обработки аналогичны условиям, применяемым в примере 1-A. Свойства полученных частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1, а гранулометрический состав частиц приведен на Фиг.14. Частицы находились в форме пар, как показано на SEM-фотографии на Фиг.3.

Пример 1-D

Синтез K_0,98Al₃(SO₄)_1,99(C₂O₄)_0,089(OH)_5,82•0,1H₂O

0,1 моль раствора сульфата алюминия растворяли в 500 мл воды, добавляли 0,1 моль нитрата калия и 0,0125 моль щавелевой кислоты, смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут, дополнительно добавляли 200 мл (0,4 моль) раствора гидроксида калия и подвергали смесь гидротермальной обработке при 170°C в течение 10 часов. Другие условия обработки аналогичны условиям, применяемым в примере 1-A. Свойства полученных частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, показаны в таблице 1-1, а гранулометрический состав частиц приведен на Фиг.15. Частицы находились в форме сфер, как показано на SEM-фотографии на Фиг.4.

Пример 1-Е

Синтез (H₃О)Al₃(SO₄)_2,01(C₂O₄)_0,09(OH)_5,8•0,1 H₂O

0,1 моль сульфата алюминия растворяли в 500 мл воды. Полученный раствор смешивали с 208 мл (0,125 моль) суспензии гидроксида алюминия и добавляли 0,05 моль щавелевой кислоты. После основательного перемешивания смесь подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 5 часов. Другие условия обработки аналогичны условиям, применяемым в примере 1-A. Свойства полученных частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1. Частицы находятся в форме прямоугольного параллелепипеда, как показано на SEM-фотографии на Фиг.5.

Пример 1-F

Синтез Na_0,93Al₃(SO₄)_2,01(C₂О₄)_0,092(OH)_5,73•0,2H₂O

0,2 моль сульфата алюминия и 0,2 моль сульфата натрия растворяли в 600 мл воды и добавляли 0,025 моль щавелевой кислоты. К смеси при перемешивании добавляли 180 мл (0,9 моль) водного раствора гидроксида натрия. Затем смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 30 минут и подвергали гидротермальной обработке при 180°C в течение 20 часов. После охлаждения реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 95°C в течение 15 часов, получая при этом частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Свойства частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1. Частицы находились в форме гексагональных пластинок, как показано на SEM-фотографии на Фиг.6.

Пример 1-G

Синтез Na_1,11Al_2,98(SO₄)_1,96(C₂О₄)_0,201(OH)_5,73•0,8H₂O

0,2 моль сульфата алюминия и 0,2 моль сульфата натрия растворяли в 600 мл чистой воды и добавляли 0,05 моль (6,3 г) щавелевой кислоты. Дополнительно при перемешивании добавляли 0,8 моль гидроксида натрия к смеси, которую затем подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 2 часов. После охлаждения реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 105°C в течение 15 часов, получая при этом частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с дискообразными формами. Свойства полученных частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1.

Пример 1-H

Синтез [Na_0,98K_0,01]Al₃(SO₄)_1,83(C₂О₄)_0,13(OH)_6,07•0,6H₂O

При комнатной температуре смешивали и растворяли 1420,4 г сульфата натрия, 10 г сульфата калия, 315,15 г щавелевой кислоты и 9,8 л (10 моль) раствора сульфата алюминия и добавляли к смеси воду, прошедшую ионообменную обработку, доводя количество смеси до 27 л. Полученный смешанный раствор и 12 л (41 моль) раствора гидроксида натрия добавляли в 2,5-литровую реакционную емкость и перемешивали. Реакционный раствор переносили в 50-литровую реакционную емкость и добавляли воду, прошедшую ионообменную обработку, доводя количество реакционного раствора до 40 л. После того как реакционный раствор дополнительно перемешивали при комнатной температуре в течение 10 часов, его подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 2 часов. После гидротермальной обработки реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 105°C в течение 15 часов, получая при этом частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Свойства полученных дискообразных частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1.

Пример 1-I

Синтез Na_1,11Al₃(SO₄)_1,86(C₆H₅O₇)_0,14(OH)_5,97•0,8H₂O

При комнатной температуре воду, прошедшую ионообменную обработку, добавляли к 99,43 г сульфата натрия, 36,96 г лимонной кислоты (Н₃С₆Н₅О₇ • H₂O) и 660 мл (0,7 моль) раствора сульфата алюминия, доводя количество смеси до 1,7 л, и растворяли их при последующем перемешивании. Во время перемешивания полученного смешанного раствора добавляли 853 мл (2,87 моль) раствора гидроксида натрия и полученный раствор перемешивали при комнатной температуре в течение еще 10 часов и затем подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 2 часов. После гидротермальной обработки реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 105°C в течение 15 часов, получая при этом частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Свойства полученных сферических частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1.

Пример 1-J

Синтез Na_0,99Al₃(SO₄)_1,92(C₄H₄О₆)_0,27(OH)_5,34•0,5H₂O

При комнатной температуре воду, прошедшую ионообменную обработку, добавляли к 99,43 г сульфата натрия, 26,27 г винной кислоты (H₂C₄H₄O₆) и 660 мл (0,7 моль) раствора сульфата алюминия, доводя количество смеси до 1,7 л, и растворяли их при последующем перемешивании при комнатной температуре. К полученному смешанному раствору добавляли 853 мл (2,87 моль) раствора гидроксида натрия, перемешивали смесь в течение 10 часов и затем подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 2 часов. После гидротермальной обработки реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 105°C в течение 15 часов. Свойства полученных частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1. Частицы находились в форме рисовых зерен, как показано на SEM-фотографии на Фиг.7.

Пример 1-K

Синтез Na_l,02Al₃(SO₄)_1,92(C₄H₄О₅)_0,12(OH)_5,94•0,6H₂O

Сферические частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получали аналогично примеру 1-I, за исключением того, что вместо лимонной кислоты применяли DL-яблочную кислоту. Свойства частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1.

Пример 1-L

Синтез K_0,99Al₃(SO₄)_1,99(С₆Н₅О₇)_O,14(OH)_5,59•0,5H₂O

Сферические частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получали таким же образом, как в примере 1-I, за исключением того, что вместо сульфата натрия в качестве катализатора применяли сульфат калия, вместо щавелевой кислоты применяли лимонную кислоту и вместо гидроксида натрия применяли гидроксид калия. Свойства органических частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1.

Пример 1-M

Синтез Na_0,95Al₃(SO₄)_1,87(C₂О₄)_0,05(C₄H₄O₅)_0,07(OH)_5,90•0,6H₂O

Сферические частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получали таким же образом, как в примере 1-I, за исключением того, что вместо лимонной кислоты применяли две органические кислоты, то есть 0,026 моль щавелевой кислоты и 0,026 моль винной кислоты. Свойства частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1.

Пример 1-N

Синтез Na_1,02Al₃(SO₄)_1,98[C₆H₂(OH)₃COO]_0,12(OH)_5,94•0,8H₂O

Сферические частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получали таким же образом, как в примере 1-I, за исключением того, что вместо лимонной кислоты применяли галлиевую кислоту [C₆H₄(OH)₃COOH]. Свойства частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1. Частицы находились в форме сфер, как показано на SEM-фотографии на Фиг.11.

Пример 1-О

Синтез Na_0,98Al₃(SO₄)_1,97[HOCH₂CH(OH)COO]_0,20(OH)_5,84•0,6H₂O

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получали таким же образом, как в примере 1-I, за исключением того, что вместо лимонной кислоты применяли DL-глицериновую кислоту [HOCH₂CH(OH)COOH]. Свойства частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1. Частицы находились в форме цилиндров, как показано на SEM-фотографии на Фиг.8.

Пример 1-P

Синтез Na_1,03Al₃(SO₄)_1,99[CH₃CH(OH)COO]_0,22(OH)_5,83•0,7H₂O

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получали таким же образом, как в примере 1-I, за исключением того, что вместо лимонной кислоты применяли L-молочную кислоту [CH₃CH(OH)COOH]. Свойства частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, приведены в таблице 1-1. Частицы находились в форме закругленного прямоугольного параллелепипеда, как показано на SEM-фотографии на Фиг.9.

Пример 1-Q

Синтез [(H₃О)Na_0,03]Al₃(SO₄)_1,99(C₂О₄)_0,04(OH)_5,97•0,6H₂O

Во время перемешивания 192 мл (0,2 моль) раствора сульфата алюминия добавляли 3,15 г щавелевой кислоты. Дополнительно также добавляли 15,6 г гидроксида алюминия, получая при этом пастообразный осадок. К пастообразному осадку добавляли воду, прошедшую ионообменную обработку, разбавляя его до 850 мл. После перемешивания при комнатной температуре в течение 1 часа полученный раствор подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 5 часов в автоклаве. Обработанную смесь фильтровали, осадок промывали водой, сушили и измельчали, получая при этом сферические частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Свойства полученных частиц приведены в таблице 1-1.

Пример 1-R

Синтез [NH₄Na_0,02]Al₃(SO₄)_2,02(С₂О₄)_0,14(ОН)_5,70•0,5Н₂0

После совместного перемешивания 264,28 г сульфата аммония, 5,0 г сульфата натрия, 63,03 г щавелевой кислоты и 1,9 л (2 моль) раствора сульфата алюминия добавляли воду, прошедшую ионообменную обработку, доводя количество смеси до 8,0 л, и полученную смесь перемешивали. После растворения всех веществ при 45°C к раствору добавляли 1,9 л (17,25 моль) раствора аммиака. После перемешивания в течение еще 1 часа смесь подвергали гидротермальной обработке при 100°C в течение 1 часа. После гидротермальной обработки реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили (при 105°C в течение 15 часов), получая при этом частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Свойства полученных частиц приведены в таблице 1-1.

Пример 1-S

Синтез Na_1,01[Al_2,63Zn_0,37](SO₄)_2,10(C₂O₄)_0,13(OH)_5,18•0,6H₂O

194 мл (0,2 моль) раствора сульфата алюминия, 28,4 г (0,2 моль) сульфата натрия и 6,3 г (0,05 моль) щавелевой кислоты смешивали вместе, добавляли воду, прошедшую ионообменную обработку, разбавляя смесь до 600 мл, и растворяли кристаллы при перемешивании. К полученному раствору добавляли 14,38 г (0,05 моль) сульфата цинка и растворяли. Дополнительно к смешанному раствору при комнатной температуре в течение 6 минут добавляли 235 мл (0,8 моль) раствора гидроксида натрия. После перемешивания при комнатной температуре в течение 1 часа раствор подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 2 часов. После гидротермальной обработки реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили (при 105°C в течение 15 часов), получая при этом сферические частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Свойства полученных частиц приведены в таблице 1-1.

Пример 1-T

Синтез Na_1,01[Al_2,86 Ni_0,14](SO₄)_2,02(C₂O₄)_0,20(OH)_5,43•1,2H₂O

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, получали таким же образом, как в примере 1-S, за исключением того, что вместо сульфата цинка применяли 7,35 г (0,03 моль) сульфата никеля. Свойства полученных дискообразных частиц приведены в таблице 1-1.

Пример 1-U

Синтез Na_0,96[Al_2,76Fe_0,13Zn_0,11](SO₄)_2,01(C₂О₄)_0,19(OH)_5,32•0,60H₂O

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты получали таким же образом, как в примере 1-S, за исключением того, что вместо сульфата цинка применяли 0,02 моль сульфата железа (FeSO₄•7H₂O:5,6 г) и 0,02 моль сульфата цинка (ZnSO₄•7H₂O:5,8 г). Свойства полученных дискообразных частиц приведены в таблице 1-2.

Пример 1-V

Na_1,12Al₃[(PO₄)_1,71(SO₄)_0,29](C₂О₄)_0,12(OH)_4,17•0,90 H₂O

194 мл (0,2 моль) сульфата алюминия, 28,4 г (0,2 моль) сульфата натрия и 6,3 г щавелевой кислоты смешивали вместе, добавляли воду, прошедшую ионообменную обработку, разбавляя смесь до 500 мл, и растворяли кристаллы при перемешивании. Добавляли к раствору 400 мл раствора, содержащего 0,2 моль (8,4 г, степень чистоты: 95%) гидроксида натрия и 0,7 моль (266,1 г) Na₃PO₄•12H₂O в течение 6 минут. После перемешивания в течение 1 часа раствор подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 2 часов. После гидротермальной обработки реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили (при 105°C в течение 15 часов), получая при этом частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, в форме прямоугольного параллелепипеда. Свойства полученных частиц приведены в таблице 1-2. Гранулометрический состав частиц показан на Фиг.16.

Пример 1-W

K_1,02Al₃[(SO₄)_1,79(NO₃)_0,21](C₂О₄)_0,11(OH)_6,01•0,85H₂O

194 мл (0,2 моль) сульфата алюминия, 20,3 г (0,2 моль) нитрата калия и 5,1 г щавелевой кислоты смешивали вместе, добавляли воду, прошедшую ионообменную обработку, разбавляя смесь до 500 мл, и растворяли кристаллы при перемешивании. К полученному раствору в течение 10 минут добавляли 400 мл раствора, содержащего 0,8 моль (52,81 г, степень чистоты: 85%) гидроксида калия. После перемешивания в течение 2 часов раствор подвергали гидротермальной обработке при 150°C в течение 2 часов. После гидротермальной обработки реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили (при 105°C в течение 15 часов), получая при этом частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Свойства полученных частиц приведены в таблице 1-2. Частицы находились в форме сфер, как показано на SEM-фотографии на Фиг.10.

Пример для сравнения 1

Na_0,96Al₃(SO₄)_2,01(OH)_5,94•0,63 H₂O

Воду, прошедшую ионообменную обработку, добавляли к 127 мл 1,025 моль/л раствора сульфата алюминия и 18,46 г (0,13 моль) сульфата натрия, доводя количество смеси до 500 мл. Во время перемешивания смеси при комнатной температуре добавляли 154 мл 3,382 Н раствора гидроксида натрия приблизительно в течение 1 минуты. После перемешивания в течение еще 20 минут смесь переносили в автоклав, подвергая гидротермальному взаимодействию при 170°C в течение 2 часов. После охлаждения до 25°C реакционную смесь фильтровали, осадок промывали 500 мл воды и сушили при 105°C в течение 22 часов, получая при этом сферические частицы соединения типа алунита, не содержащие анионов органической кислоты. Свойства полученных частиц соединения типа алунита приведены в таблице 1-2.

Пример 2 Синтез композиции-носителя

Пример 2-A

Синтез композиции-носителя продуктов гидролиза титана

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, содержащие титан и продукт гидролиза титана, получали, применяя 0,08 моль сульфата титана (64 г 30%-ного раствора) вместо сульфата цинка по примеру 1-R. Свойства полученной композиции-носителя продуктов гидролиза титана приведены в таблице 2. Частицы находились в форме дисков.

Пример 2-В

Синтез композиции-носителя продуктов гидролиза меди

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, медь и продукты гидролиза меди получали, применяя 0,03 моль (CuSO₄·5H₂O: 7,49 г) сульфата меди вместо сульфата цинка по примеру 1-R. Свойства полученной композиции-носителя продуктов гидролиза меди приведены в таблице 2. Частицы находились в спаренной форме.

Пример 2-C

Синтез композиции-носителя продуктов гидролиза циркония H₂O

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, содержащие цирконий и продукты гидролиза циркония, получали, применяя 0,03 моль оксихлорида циркония (ZrCl₂O • 8H₂O :9,67 г вместо сульфата цинка по примеру 1-R. Свойства полученной композиции-носителя продуктов гидролиза циркония приведены в таблице 2. Частицы находились в форме прямоугольного параллелепипеда.

Пример 3

Измерение ширины гранулометрического состава частиц

Размеры частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, синтезированных по примерам 1-A - 2-C, измеряли способом лазерной дифракции. Когда диаметры частиц при значениях, соответствующих 25% и 75% на кумулятивной кривой гранулометрического состава частиц, обозначали как D₂₅ и D₇₅, и для полученного гранулометрического состава частиц рассчитывали значения

D₇₅/D₂₅, то отношение соответствовало значению от 1 до 1,2. Кроме того, для каждого гранулометрического состава частиц рассчитывали долю «e» (%) частиц со средним диаметром частиц А мкм и диаметром частиц W мкм, которые удовлетворяют условию 0,85A < W < 1,15A. Результаты приведены в таблицах 1-1 и 1-2.

Пример 4

Испытание кислотостойкости

Пример 4-A

(i)Образец

Пример 4-A: применяли частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, синтезированные в примере 1-G.

Пример для сравнения 2: применяли частицы соединения типа алунита, синтезированные в примере для сравнения 1.

(ii) Способ испытания

1,0 г образца добавляли к 100 мл 5 Н водного раствора HNO₃. После перемешивания смесь оставляли стоять в течение 3 часов и затем фильтровали с помощью ацетата целлюлозы (0,2 мкм). Концентрации алюминия и SO₄ в растворе определяли атомно-абсорбционным способом.

(iii) Результаты

Результаты измерения концентраций алюминия и SO₄ в растворе приведены соответственно на Фиг.17 и 18. Согласно полученным результатам, понятно, что в случае частиц соединения типа алунита, не содержащих органической кислоты, концентрации алюминия и SO₄ в растворе в значительной степени повышаются по мере повышения температуры водяной бани, в то время как в случае частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, количества вымываемого алюминия и SO₄ очень незначительные. То есть частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, по существу остаются неизменными в кислой окружающей среде.

Полученный результат показывает, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, обладают более значительной кислотостойкостью, чем частицы обычного соединения типа алунита, поскольку частицы по настоящему изобретению содержат органическую кислоту.

Пример 4-B

(i) Получение образца

500 мл 0,4 моль/л водного раствора Al₂(SO₄)₃ и раствора, полученного растворением 17,0 г NaNO₃ в 150 мл чистой воды, смешивали вместе и к смеси при перемешивании добавляли щавелевую кислоту (H₂C₂O₄). К смешанному раствору дополнительно добавляли 200 мл 4,0 моль/л раствора гидроксида натрия и затем нагревали при 100°C в течение 2 часов. Затем смешанный раствор подвергали обработке в автоклаве при 180°C в течение 20 часов. После обработки реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 95°C в течение 15 часов, синтезируя при этом дискообразные частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты.

(ii) Способ испытания

1,0 г образца смешивали с растворами HCl двух различных концентраций. После перемешивания смешанные растворы оставляли стоять при комнатной температуре в течение 3 часов и затем фильтровали с помощью ацетата целлюлозы (0,2 мкм). Концентрацию алюминия в растворах анализировали атомно-абсорбционным способом.

(iii) Результаты

Как видно далее из таблицы 3, когда концентрация соляной кислоты увеличивалась, растворимость образца также увеличивалась, но степень вымывания была низкой, и формы частиц не изменялись.

Пример 4-C

(i) Получение образца

Раствор, полученный растворением 61,2 г 0,1 моль Al₂(SO₄)•15H₂O в 500 мл чистой воды, и раствор, полученный растворением 10,2 г KNO₃ в 50 мл чистой воды, смешивали вместе и добавляли и 3,15 г щавелевой кислоты (H₂C₂О₄) непосредственно при перемешивании. Затем добавляли 200 мл 2,36 моль/л раствора гидроксида калия (KOH) и полученный смешанный раствор нагревали при 170°C в течение 20 часов. Обработанную при нагревании смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 95°C в течение 20 часов, получая при этом сферические частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты.

(ii) Способ испытания

Испытание проводили так же, как в примере 4-B.

(iii) Результат

Как видно далее из таблицы 3, когда концентрация соляной кислоты увеличивается, растворимость образца также увеличивается, но степень вымывания была низкой, и формы частиц не изменялись.

Пример 4-D

(i) Получение образца

3,15 г щавелевой кислоты (H₂C₂О₄) добавляли к 500 мл 0,2 моль/л раствора Al₂(SO₄)₃, и при перемешивании добавляли водный раствор, полученный растворением 11,7 г гидроксида алюминия Al(OH)₃ в 200 мл чистой воды. После нагревания при 100°C в течение, по меньшей мере, 2 часов смешанный раствор подвергали обработке в автоклаве при 170°C в течение 10 часов. Обработанную при нагревании смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 95°C в течение 15 часов, получая при этом частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, в форме прямоугольного параллелепипеда.

(ii) Способ испытания

Испытание проводили так же, как в примере 4-B.

(iii) Результат

Как видно далее из таблицы 3, когда концентрация соляной кислоты увеличивалась, растворимость образца также увеличивалась, но степень вымывания была низкой, и формы частиц не изменялись.

Пример 4-D

Результаты проведенного выше измерения на образце, синтезированном в примере 1-G, показаны в таблице 3.

Пример 4-E

Результаты проведенного выше измерения на образце, синтезированном в примере 1-H, показаны в таблице 3.

Пример 4-F

Результаты проведенного выше измерения на образце, синтезированном в примере 1-I, показаны в таблице 3.

Пример 4-G

Результаты проведенного выше измерения на образце, синтезированном в примере 1-J, показаны в таблице 3.

Пример 4-H

Результаты проведенного выше измерения на образце, синтезированном в примере 1-K, показаны в таблице 3.

Пример 4-I

Результаты проведенного выше измерения на образце, синтезированном в примере 1-L, показаны в таблице 3.

Пример 4-J

Результаты проведенного выше измерения на образце, синтезированном в примере 1-P, показаны в таблице 3.

Пример 4-K

Результаты проведенного выше измерения на образце, синтезированном в примере 1-Q, показаны в таблице 3.

Результаты

Как видно далее из таблицы 3, когда концентрация соляной кислоты увеличивалась, растворимость образцов также увеличивалась, но степень вымывания была низкой, и формы частицы не изменялись. Полученные результаты показывают, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, обладают хорошей кислотостойкостью.

Пример 4-L

(i) Получение образца

Применяли образец, синтезированный в примере 1-B.

(ii) Способ испытания

1,0 г образца добавляли к 100 мл раствора серной кислоты. После перемешивания смесь оставляли стоять при 27°С в течение 1 часа и затем фильтровали с помощью ацетата целлюлозы (0,2 мкм). Концентрацию алюминия в растворе анализировали атомно-абсорбционным способом.

(iii) Результат

Концентрация ионов SO₄ при изменении концентрации серной кислоты показана на Фиг.19. Когда концентрация серной кислоты увеличивалась, растворимость образца также увеличивалась, но степень вымывания была низкой, и форма частиц не менялась. Полученный результат показывает, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, обладают намного лучшей кислотостойкостью, чем обычное соединение типа алунита, позволяя предположить, что наличие хорошей кислотостойкости обусловлено наличием анионов органической кислоты.

Пример 5

Испытание на адсорбцию газа с неприятным запахом

Испытание на адсорбцию газа с неприятным запахом проводили согласно способу, который будет описан позднее, на 12 образцах различного вида, включая частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, которые вновь синтезировали следующим способом. В качестве примера для сравнения 4 применяли активированный уголь (продукт компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).

Пример 5-A

Получение образца

К 500 мл 0,4 моль/л водного раствора сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃ добавляли 200 мл 1 моль/л раствора сульфата натрия Na₂SO₄, затем непосредственно добавляли 6,3 г щавелевой кислоты (H₂C₂О₄) и при перемешивании добавляли 200 мл 93% раствора NaOH. После нагревания при 100°C в течение, по меньшей мере, 10 часов, полученный раствор подвергали обработке в автоклаве при 170°C в течение 10 часов. Подвергнутую термической обработке смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 95°C в течение 15 часов, получая при этом дискообразные частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с удельной площадью поверхности, измеренной по способу БЭТ, 40 м²/г.

Способ испытания

Испытание адсорбции проводили согласно способу, описанному далее. Результаты проведения испытания адсорбции показаны в таблице 4.

Пример 5-B

Дискообразные частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, с удельной площадью поверхности, измеренной по способу БЭТ, составляющей 97 м²/г, синтезировали таким же образом, как в примере 5-A, за исключением того, что реакционную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили, не подвергая обработке в автоклаве. Результаты проведения испытания адсорбции приведены в таблице 4.

Пример 5-C

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-G, показаны в таблице 4.

Пример 5-D

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-H, показаны в таблице 4.

Пример 5-E

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-I, показаны в таблице 4.

Пример 5-F

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-J, показаны в таблице 4.

Пример 5-G

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-K, показаны в таблице 4.

Пример 5-H

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-L, показаны в таблице 4.

Пример 5-I

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-M, показаны в таблице 4.

Пример 5-J

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-P, показаны в таблице 4.

Пример 5-K

Результаты проведения испытания адсорбции на образце, синтезированном в примере 1-Q, показаны в таблице 4.

Пример для сравнения 4

Результаты проведения испытания адсорбции на активированном угле показаны в таблице 4.

Результаты

Далее в таблице 4 показано, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, легко адсорбируют щелочное вещество, такое как аммиак.

Пример 6

Испытание адсорбционной способности по отношению к красителям.

Проверяли адсорбционные способности по отношению к красителю конголезскому красному (Congo Red C₃₂H₂₂N₆О₆S₂Na₂), судану черному В (Sudan Black В (Sudanschwarz B) и титановому желтому (Titan Yellow C₂₈H₁₉N₅О₆S₄Na₂) компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd., прямому черному 51 (C. I. Direct Black 51, C₂₇H₁₇N₅О₈Na₂) компании Hodogaya Chemical Co., Ltd. и зеленому FLB (Green FLB) компании Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.

(i) Получение образца

Пример 6-A

Состав исходных материалов был аналогичен составу образца по примеру 4-B. Однако условия тепловой обработки отличались, как описано ниже. Условия обработки в автоклаве соответствовали 180°C и 20 часам. Кроме того, перед обработкой в автоклаве проводили тепловую обработку при 100°C в течение 2 часов в открытых условиях.

Пример 6-B

Применяли образец, полученный в примере 4-C.

Пример 6-C

Применяли образец, полученный в примере 4-D.

Пример 6-D

Применяли образец, полученный в примере 1-H.

Пример 6-E

Применяли образец, полученный в примере 1-I.

Пример 6-F

Применяли образец, полученный в примере 1-J.

Пример 6-G

Применяли образец, полученный в примере 1-K.

Пример 6-H

Применяли образец, полученный в примере 1-L.

Пример 6-I

Применяли образец, полученный в примере 1-M.

Пример 6-J

Применяли образец, полученный в примере 1-P.

Пример 6-K

Применяли образец, полученный в примере 1-Q.

Пример для сравнения 5

В качестве адсорбента применяли активированный уголь, который обычно применяется.

(ii) Способ испытания

10 мг красителя добавляли к 100 мл чистой воды, основательно перемешивали и добавляли 2 г образца. После непрерывного перемешивания раствора в течение 15 часов верхний слой жидкости извлекали для проведения анализа концентрации красителя спектрофотометрическим способом.

(iii) Результаты

Проценты адсорбции красителей показаны далее в таблице 5.

Результаты по примерам от 6-A до 6-K показали, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, хорошо адсорбируют кислые красители, прямые красители, основные красители, реактивные красители и т.п. Следовательно, частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, применимы в качестве вспомогательного средства при окрашивании, пигмента и носителя для органических полимеров, таких как смолы.

Пример 7

Испытание по определению относительного удлинения (в процентах) композиции смолы

(i) Получение образца

1435 г Na₂SO₄ растворяли в 9,8 л (10 моль) раствора сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃ и непосредственно добавляли 315 г щавелевой кислоты. При перемешивании добавляли 26 л чистой воды и перемешивали смешанный раствор до тех пор, пока Na₂SO₄ и щавелевая кислота полностью растворялись. Затем добавляли 12 л (40,5 моль) раствора гидроксида натрия. После перемешивания смешанного раствора при комнатной температуре в течение 1 часа его подвергали гидротермальной обработке при 170°C в течение 8 часов. После гидротермальной обработки полученную смесь фильтровали, осадок промывали водой и сушили при 95°C в течение 25 часов. Что касается примера для сравнения 6, в качестве образца применяли гидроксид магния (KISUMA 5A компании Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., БЭТ: 5 м²/г), который обычно широко применяется в качестве добавки.

(ii) Способ испытания

Смешивали вместе 60 мас.% образца, 39,8 мас.% полипропиленовой смолы ударопрочной марки, 0,1 мас.% антиоксиданта DLTP (DLTP: дилаурилтиодипропионат компании Yoshitomi Seiyaku Co., Ltd.) и 0,1 мас.% антиоксиданта IR1010b (IR1010: продукт компании Irganox Ciba Specialty Chemicals). Из полученной смоляной композиции с помощью литьевой машины FS120S18ASE компании NISSEI PLASTIC INDUSTRIAL CO., LTD. получали стандартный образец для испытания на растяжение и измеряли процент удлинения стандартного образца. Результаты измерения приведены в таблице 6.

(iii) Результаты

Далее в таблице показано, что процент удлинения смолы, в которую замешаны частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, по меньшей мере, в 10 раз выше, чем процент при традиционной добавке.

Пример 8

Испытание побеления композиции смолы

(i) Получение образца

Для испытания побеления применяли, полученный в примере 7, образец пропилена, содержащий частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты. Кроме того, в примере для сравнения 7 применяли образец полипропилена, аналогичный образцу, применяемому в примере для сравнения 6, к которому был добавлен гидроксид магния, который обычно применяют в качестве добавки.

(ii) Способ испытания

Для визуального наблюдения побеления поверхности смолы и определения концентрации ионов металла в растворе образец для испытания загружали в емкость с чистой водой, термостатируемую при 24°C, и вводили в емкость газообразный диоксид углерода из газового баллона с диоксидом углерода со скоростью 1,0 л/мин в течение 48 часов.

(iii) Результаты

Полученные результаты приведены далее в таблице 7. В то время как на образце полипропилена, содержащем гидроксид магния (KISUMA 5A компании Kyowa Chemicals Industry Co., Ltd., БЭТ: 5 м²/г) (пример для сравнения 7), отчетливо наблюдали побеление поверхности, на образце пропилена, содержащего частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, побеления поверхности не наблюдалось (пример 8). Кроме того, в первом случае наблюдалось вымывание металла в раствор, в то время как в последнем случае вымывания не наблюдалось.

Полученный результат показывает, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, являются стабильными, даже если их добавляют к смоле, и не вызывают такого явления, как побеление.

Пример 9

Испытание способности поглощать инфракрасное излучение

В результате анализа ИК-излучения согласно способу с применением таблеток из KBr, для NaAl₃(SO₄)₂(OH)₆, полученного по примерам 1-B и 1-C, получены результаты, приведенные на Фиг.20 и 21. Из полученных результатов видно, что полоса поглощения ИК-излучения находится около 1600-1800 см^-1 (длина волны: 10-14 мкм), и NaAl₃(SO₄)₂(OH)₆ применим в качестве поглотителя инфракрасного излучения.

Пример 10

Измерение спектра отражения в диапазоне от ультрафиолетового до видимого света

(i) Получение образца

Пример 10-A

Спектр поглощения образца, синтезированного по примеру 1-H, приведен на Фиг.22.

Пример 10-B

Спектр поглощения образца, синтезированного по примеру 1-J, приведен на Фиг.23.

Пример 10-C

Спектр поглощения образца, синтезированного по примеру 2-A, приведен на Фиг.24.

(ii) Способ испытания

Спектр отражения измеряли с помощью спектрофотометра на эталонном образце, полученном формованием образца под нагрузкой в диск размером ϕ40 × 2 мм.

(iii) Результат

Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, имеют полосу поглощения в ультрафиолетовой области от 200 до 380 нм и применимы в качестве поглотителя ультрафиолетовых лучей.

Пример 11

Дифференциально-термический анализ

В результате проведения дифференциально-термического анализа NaAl₃(SO₄)₂(OH)₆, полученного по примерам 1-B и 1-C, получены результаты, приведенные на Фиг.26 и 27. Оба образца термически стабильны вплоть до 400°C или выше.

Пример 12

Зависимость между условиями реакции и диаметром частиц

Результаты измерения диаметров получаемых частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, способом лазерной дифракции, когда при получении частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, менялось соотношение между скоростью добавления добавляемого щелочного гидроксида и концентрацией сульфата, приведены в таблице 8. Данные таблицы 8 показывают, что диаметры частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, зависят от отношения концентраций щелочного гидроксида и сульфата во время реакции получения.

Кроме того, в таблице 9 приведены результаты наблюдения с помощью SEM (сканирующего электронного микроскопа) форм получаемых частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, когда варьировались тип добавляемой органической кислоты, условия реакции и молярное отношение в реакционной смеси. Данные таблицы 9 показывают, что формы получаемых частиц сильно зависят от типа и количества добавляемой органической кислоты (молярного отношения органической кислоты к сульфату алюминия: [органическая кислота]/[сульфат алюминия]) и температуры реакции.

Для обозначений *1, *2 и *3 в таблице условия реакции отличаются следующим образом.

*1 - Молярное отношение составляло 1/4 ≤ [органическая

кислота]/[сульфат алюминия], и реакцию осуществляли при нагревании до 150-200°C.

*2 - Молярное отношение составляло 1/20 ≤ [органическая

кислота]/[сульфат алюминия] < 1/8, и реакцию осуществляли при нагревании до 150-200°C в течение 2 часов.

*3 - Молярное отношение составляло 1/8 ≤ [органическая

кислота]/[сульфат алюминия] < 1/4, и реакцию осуществляли при нагревании до 150-200°C в течение 2 часов.

Пример 13 Оценка оптических свойств

(i) Получение образца

Пример 13-A

После синтеза по примеру 1-B частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, смешивали в пропорции 0,1 весовых частей на 100 весовых частей полиэтилена низкой плотности (UF240), смесь замешивали при плавлении приблизительно при 180°C для получения гранул с помощью экструдера. Из гранул приблизительно при 200°C экструдированием через T-образную экструзионную головку получали пленку толщиной 100 мкм и применяли ее в качестве образца для испытания.

Пример для сравнения 8

После синтеза частицы соединения типа алунита по примеру для сравнения 1 смешивали в пропорции 0,1 весовых частей на 100 весовых частей полиэтилена низкой плотности (UF240), смесь замешивали при плавлении приблизительно при 180°C для получения гранул с помощью экструдера, как в примере 13-A. Из гранул приблизительно при 200°C экструдированием через T-образную экструзионную головку получали пленку толщиной 100 мкм и применяли ее в качестве образца для испытания.

Пример для сравнения 9

Далее оксид титана (ST-01: ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD.) смешивали в пропорции 0,2 весовых частей на 100 весовых частей полиэтилена низкой плотности (UF240), смесь замешивали при плавлении приблизительно при 180°C для получения гранул с помощью экструдера, как в примере 13-A. Из гранул приблизительно при 200°C экструдированием через T-образную экструзионную головку получали пленку толщиной 100 мкм и применяли ее в качестве образца для испытания.

Пример для сравнения 10

Полиэтилен низкой плотности (UF240) без добавления смеси плавили приблизительно при 180°C для получения гранул с помощью экструдера. Из гранул приблизительно при 200°C экструдированием через T-образную экструзионную головку получали пленку толщиной 100 мкм и применяли ее в качестве образца для испытания.

(ii) Способ испытания

С помощью мутномера (TC-H3DP: Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.) измеряли пропускающую способность и мутность.

(iii) Результаты

Спектр светопропускания приведен на Фиг.25, а результаты измерения общего светопропускания и мутности приведены далее в таблице 10. Различия оптических свойств, обусловленные различной толщиной, корректировали с помощью формулы Ламберта-Бера в переводе на 100 мкм. Из данных, приведенных в таблице 10, можно понять, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, обладают высокой пропускающей способностью и слабой мутностью, даже будучи добавленными к смоле и, следовательно, не ухудшают, в частности, оптических свойств прозрачной смолы.

Пример 14 Измерение показателя преломления

(i) Получение образца

Пример 14-A

Результат измерения показателя преломления образца, синтезированного по примеру 1-B, приведен в таблице 11.

Пример 14-B

Результат измерения показателя преломления образца, синтезированного по примеру 1-C, приведен в таблице 11.

Пример 14-С

Результат измерения показателя преломления образца, синтезированного по примеру 1-Е, приведен в таблице 11.

Пример 14-D

Результат измерения показателя преломления образца, синтезированного по примеру 1-F, приведен в таблице 11.

Пример 14-E

Результат измерения показателя преломления образца, синтезированного по примеру 1-О, приведен в таблице 11.

Пример 14-F

Результат измерения показателя преломления образца, синтезированного по примеру 2-A, приведен в таблице 11.

Пример для сравнения 11

Результат измерения показателя преломления образца, синтезированного по примеру для сравнения 1, приведен в таблице 11.

(ii) Способ испытания

Показатели преломления измеряли согласно способу, который будет описан позже.

(iii) Результаты

Из данных следующей таблицы 11 понятно, что частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, могут регулировать показатель преломления в широком диапазоне от 1,49 до 1,55 в соответствии с типом содержащейся в частицах органической кислоты или другими факторами и типом добавляемой смолы, и применимы для смолы, которая, в частности, требует наличия прозрачности.

Пример 15 Анализ компонента

Результаты анализа компонентов частиц основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра приведены далее в таблицах 12-1 и 12-2.

Пример 15-A

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-A, приведен в таблице 12-1.

Пример 15-B

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-B, приведен в таблице 12-1.

Пример 15-C

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-C, приведен в таблице 12-1.

Пример 15-D

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-D, приведен в таблице 12-1.

Пример 15-E

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-Е, приведен в таблице 12-1.

Пример 15-F

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-H, приведен в таблице 12-1.

Пример 15-G

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-I, приведен в таблице 12-2.

Пример 15-H

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-J, приведен в таблице 12-2.

Пример 15-I

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-K, приведен в таблице 12-2.

Пример 15-J

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-L, приведен в таблице 12-2.

Пример 15-K

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-Q, приведен в таблице 12-2.

Пример 15-L

Результат анализа компонентов образца, синтезированного по примеру 1-R, приведен в таблице 12-2.

Пример 16

Рентгеновский анализ

В результате проведения рентгеновского анализа на частицах основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты по настоящему изобретению, то есть на частицах NaAl₃(SO₄)₂(OH)₆ (образец по примеру 1-F), NH₄Al₃(SO₄)₂(OH)₆ (образец по примеру 1-A), KAl₃(SO₄)₂(OH)₆ (образец по примеру 1-D), HAl₃(SO₄)₂(OH)₆(образец по примеру 1-Е) и Na_1,11Al_2,98(SO₄)_1,96(C₂О₄)_0,201(OH)_5,73 •0,8H₂O (образец по примеру 1-G) были получены рентгенограммы, приведенные на Фиг.28, 29, 30, 31 и 32. Полученные рентгенограммы показывают, что соединения типа алунита по настоящему изобретению обладают различными типами рентгенограмм и соотношений интенсивностей на них, то есть композиционными соотношениями, отличающимися от композиционных соотношений в частицах традиционной синтетической основной соли алюминия.

Описание способов и оборудования, применяемых для анализов и испытаний

Далее будут описаны способы и оборудование, применяемые для анализов и испытаний.

(1) Показатель преломления

Способ: 5 мг порошкообразного образца добавляли к 5 мл органического растворителя и диспергировали в течение 10 минут с помощью ультразвука, и прозрачную часть распределяли на основной поверхности призмы в форме тонкой пленки для определения показателя преломления.

Оборудование: рефрактометр Аббе 1T (ATAGO Co., Ltd.)

(2) SEM (сканирующий электронный микроскоп)

Способ: ускоряющее напряжение = 15 кВ, рабочее расстояние = 10 мм, увеличение = 2000-кратное, 10000-кратное, 20000-кратное.

Оборудование: S-3000N (Hitachi, Ltd.)

(3) Дифференциально-термический анализ

Способ: воздушная атмосфера = 100 мл/мин; эталонный образец = α-оксид алюминия; скорость повышения температуры = 10°C/мин

Оборудование: установка термического анализа TAS100; TG8110 (Rigaku Corporation)

(4) Анализ ИК-излучения

Способ: способ с применением таблетки из KBr

Оборудование: инфракрасный Фурье-спектрофотометр FT-710 (HORIBA Ltd.)

(5) Определение диаметра частиц и гранулометрического состава частиц (способом лазерной дифракции)

Способ: Чтобы измерить диаметр частиц, порошкообразный образец добавляли к 0,2% раствору гексаметафосфата натрия (концентрация: 1 мас.%) и диспергировали в течение 3 минут с помощью ультразвука.

Оборудование: LA-910 (HORIBA Ltd.)

(6) Определение удельной площади поверхности по способу БЭТ

Способ: способ трех точек

Оборудование: высокоскоростное оборудование для измерения удельной площади поверхности/распределения пор NOVA2000 (Yuasa Ionics Inc.)

(7) Рентгеновский анализ

Способ: Cu-K_α, угол(θ): от 5 до 65, шаг: 0,02, скорость сканирования: 4, напряжение на трубке: 40 кВ, ток разряда: 20 мВ

Оборудование: рентгеновская система RINT2200V (Rigaku Corporation).

(8) Испытание адсорбции красителя

Способ: 2 г образца и 10 мг красителя добавляли к 150 мл чистой воды, основательно перемешивали, и определяли концентрацию красителя в начале и спустя 15 часов.

Процент адсорбции = (a - b)/a × 100 (%)

a: исходная концентрация красителя в растворе

b: концентрация красителя после 15-часовой адсорбции

Оборудование: спектрофотометр 150-20 и устройство для обработки данных Hitachi, Ltd.

(9) Определение содержания кислорода

Оборудование: сканирующий микроскоп JSM6300 SCANNING MICROSCOPE

(10) Испытание адсорбции газа с неприятным запахом

Аммиак NH₃

Стандартная концентрация газа: 197 ч/млн

1 л аммиака вводили в 50 мл чистой воды, и остаточный газ измеряли с помощью калибровочной кривой pH.

Триметиламин (CH₃)₃N

Стандартная концентрация газа: 198 ч/млн

Вводимое количество: 1,0 мл

Температура в камере испарения образца: 130°C

Колонка: диглицериновый спирт + ТЕР + КОН (15 + 15 + 2%), Хромосорб W 80/100 AW-DMCS 3,1 м × 3,2 мм

Температура колонки: 60°C (постоянная)

Газ-носитель: N₂

Скорость потока: 50 мл/мин

Давление: 130 кПа

Детектор: ПИД

Давление газообразного водорода: 50 кПа

Давление воздуха: 50 кПа

Температура детектора: 130°C

Изовалериановая кислота (CH₃)₂CHCOOH

Стандартная концентрация газа: 20,0 ч/млн

Вводимое количество: 1,0 мл

Температура в камере испарения образца: 250°C

Колонка: DB-WAX 30 м × 0,32 мм

Температура колонки: 220°C (постоянная)

Газ-носитель: He

Скорость потока: 2,3 мл/мин

Давление: 50 кПа

Детектор: ПИД

Давление газообразного водорода: 50 кПа

Давление воздуха: 50 кПа

Температура детектора: 250°C

(11) Способ измерения процента удлинения смолы

Способ: согласно способу испытания пластика на растяжение

(JIS-K7113)

Оборудование: TENSILON/UTM-1-2500 и SS-207D-UA (TOYO

BALDWIN CO., LTD.)

(12) Способ измерения адсорбции воды

Способ: адсорбцию воды измеряли согласно способу, соответствующему японскому стандарту JIS-K6911 5.26.1.

Оборудование: термостатируемая емкость с постоянной влажностью AGX-326 of ADVANTECH TOYO CO., LTD.

(13) Измерение коэффициента отражения в диапазоне от ультрафиолетового до видимого света

Оборудование: спектрофотометр 150-20 (Hitachi, Ltd.)

Реферат

Изобретение относится к новым частицам основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, представленным следующей общей формулой (I): Ma[Al1-xM'x]bAzBy(OH)n·mH2O (в которой М представляет собой, по меньшей мере, один катион, выбранный из группы, состоящей из Na+, K+, NH4 + и Н3O+; и М' представляет собой, по меньшей мере, один катион металла, выбранный из группы, состоящей из Cu2+, Zn2+, Ni2+, Zr4+, Fe2+, Fe3+ и Ti4+; А представляет собой, по меньшей мере, один анион органической кислоты, выбранный из группы, состоящей из аниона щавелевой кислоты, аниона лимонной кислоты, аниона яблочной кислоты, аниона винной кислоты, аниона глицериновой кислоты, аниона галловой кислоты и аниона молочной кислоты; В представляет собой, по меньшей мере, один анион неорганической кислоты, выбранный из группы, состоящей из сульфатного иона (SO4 2-), фосфатного иона (PO4 3-), нитратного иона (NO3 1-); и а, b, m, n, х, y и z удовлетворяют условиям 0,7≤а≤1,35; 2,7≤b≤3,3; 0≤m≤5; 4≤n≤7; 0≤x≤0,6; 1,7≤y≤2,4 и 0,001≤z≤0,5, соответственно). Частицы находятся в форме зерен, парных частиц, прямоугольного параллелепипеда, дисков (в форме камней для игры в го), гексагональных пластинок, рисовых зерен или цилиндров и имеют постоянный диаметр частиц. Изобретение также относится к способу получения этих частиц, к добавке к полиэтилену или полипропилену, предназначенной для улучшения прочности при растяжении и прозрачности, к полимерной смоле, содержащей эти частицы, к композиции полимерной смолы, содержащей от 0,5 до 90 частей по массе добавки к смоле на 100 частей по массе полиэтилена или полипропилена, к адсорбенту, состоящему из этих частиц, к носителю для красителя и поглотителю ультрафиолетового излучен�

Формула

1. Частицы основной соли алюминия, содержащей анион органической кислоты, представленные следующей общей формулой (I):

в которой М представляет собой, по меньшей мере, один катион, выбранный из группы, состоящей из Na⁺, K⁺, NH₄⁺ и Н₃О⁺; и М' представляет собой, по меньшей мере, один катион металла, выбранный из группы, состоящей из Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Zr⁴⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ и Ti⁴⁺; A представляет собой, по меньшей мере, один анион органической кислоты, выбранный из группы, состоящей из аниона щавелевой кислоты, аниона лимонной кислоты, аниона яблочной кислоты, аниона винной кислоты, аниона глицериновой кислоты, аниона галловой кислоты и аниона молочной кислоты; В представляет собой, по меньшей мере, один анион неорганической кислоты, выбранный из группы, состоящей из сульфатного иона (SO₄^2-), фосфатного иона (РО₄^3-), нитратного иона (NO₃^1-); а, b, m, n, х, у и z удовлетворяют условиям 0,7≤а≤1,35; 2,7≤b≤3,3; 0≤m≤5; 4≤n≤7; 0≤x≤0,6; 1,7≤y≤2,4 и 0,001≤z≤0,5, соответственно.