DE112015002520T5

DE112015002520T5 - Verfahren zur Herstellung eines wärmebeständigen Aluminiumhydroxids

Info

Publication number: DE112015002520T5
Application number: DE112015002520.0T
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Kita; Yoji Matsuo; Yusuke Kawamura
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2017-03-02
Also published as: CN106458619A; TWI657049B; WO2015182504A1; KR102384088B1; JPWO2015182504A1; KR102375076B1; WO2015182305A1; DE112015002531T5; CN106458619B; CN108314068B; CN108408750A; CN108314068A; KR20170012267A; JPWO2015182305A1; CN106458620A; CN108408750B; CN106458620B; JP6679477B2; KR20170009880A; TW201609548A

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Herstellung von wärmebeständigem Aluminiumhydroxid mit hoher Produktivität ohne Bilden von schädlichem Gas oder Abwasser. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wärmebeständigem Aluminiumhydroxid, umfassend die Schritte: Mischen von 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ und 0,05 Gewichtsteilen oder mehr und 5 Gewichtsteilen oder weniger Aluminiumfluoridpulver mit einer BET spezifischen Oberfläche von 10 m2/g oder mehr und 300 m2/g oder weniger, um ein Gemisch zu erhalten; und Durchführen einer Wärmebehandlung des Gemisches unter einem Druck von Atmosphärendruck oder mehr und 0,3 MPa oder weniger und bei einer Temperatur von 180°C oder mehr und 300°C oder weniger.

Description

Technisches Fachgebiet
Dieses Patent beansprucht Priorität unter dem Pariser Abkommen gegenüber der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-110909 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxid mit Wärmebeständigkeit und Aluminiumhydroxid mit Wärmebeständigkeit.
Stand der Technik
Unter Verwendung der Reaktion von Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ, wobei in seinen Kristallen enthaltenes Wasser durch Erwärmen dehydratisiert wird, wird es als ein Flammhemmmittel mit verschiedenen Polymermaterialien gemischt, die für elektronische Komponenten, wie bedruckte Leiterplatten, Abdeckmaterialien für elektrischen Draht und Isolationsmaterialen, verwendet werden. Andererseits beginnt Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ bei etwa 230°C eine Dehydratation. Da dieser Dehydratationsbereich einem Bereich einer Verarbeitungstemperatur abhängig von der Art des Harzes entspricht, war es manchmal schwierig als Flammhemmmittel zu verwenden.
Es ist bekannt, dass eine Dehydratation von Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ, die auftritt, wenn es allmählich unter einer Luftatmosphäre erhitzt wird, den folgenden zwei zuordenbar ist. Al₂O₃·3H₂O ⇒ Al₂O₃·H₂O + 2H₂O (1) Al₂O₃·3H₂O ⇒ Al₂O₃ + 3H₂O (2)
(1) ist eine Dehydratation von Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ zur Bildung von Böhmit, das Aluminiumoxid-Monohydrat ist, und (2) ist eine Dehydratation wenn Aluminiumoxid aus dem Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ hergestellt wird. Im Allgemeinen neigt die Dehydratation in (1) auf einer Niedertemperaturseite (etwa 220°C) aufzutreten, während (2) gleichzeitig mit (1) oder von einer Hochtemperaturseite (etwa 230°C) gestartet wird. Daher wurde, um die Wärmebeständigkeit von Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ zu verbessern, eine Wärmebehandlung unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt, um eine Dehydratation (1), die auf der Niedertemperaturseite auftritt, und einen Teil der Dehydratation (2) vonstatten gehen zu lassen.
Zum Beispiel offenbart die Patentdruckschrift 1, dass Aluminiumhydroxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,3 bis 4,5 μm unter Durchführen einer Wärmebehandlung zuvor teilweise entwässert wird, wobei Aluminiumhydroxid, dargestellt durch Al₂O₃·nH₂O (wobei n die Zahl des hydratisierten Wassers ist) erhalten wird, das gute Wärmebeständigkeit aufweist.
Die Patentdruckschrift 2 offenbart ein Verfahren, in dem Aluminiumhydroxidteilchen einer Wärmebehandlung bei 230°C bis 270°C unter einer Luftatmosphäre zum Herstellen von χ-Aluminiumoxid unterzogen werden, wobei die Wärmebeständigkeit verbessert wird. Außerdem offenbaren Beispiele der Patentdruckschrift 2, dass Aluminiumhydroxid einer Wärmebehandlung in einer Luftatmosphäre unter Verwendung eines Trockners vom Scheibentyp bei 260°C und für eine Retentionszeit von 30 Minuten unterzogen wurde.
Andererseits wird eine Harzverarbeitung häufig auch in einem Temperaturbereich durchgeführt, in dem eine Verbesserung der Wärmebeständigkeit nur durch eine Wärmebehandlung schwer zu erreichen ist. Daher wird eine Wärmebehandlung unter Verwendung verschiedener Zusätze als ein Verfahren zur weiteren Verbesserung der Wärmebeständigkeit vorgeschlagen.
Zum Beispiel offenbart die Patentdruckschrift 3 ein Verfahren, wobei Aluminiumhydroxid und ein Reaktionsverzögerer zum Verzögern der Umwandlung in Böhmit miteinander gemischt werden, und das Gemisch in einem Druckbehälter hydrothermisch behandelt wird oder unter Druck gesetzt und unter einer Wasserdampfatmosphäre erwärmt wird, so dass die Wärmebeständigkeit des Aluminiumhydroxids verbessert wird, da eine thermische Entwicklung verliehen werden kann, indem der Übergang zu dem Böhmit zu nur einem teilweisen Auftreten in einer Umgebung unterdrückt wird, in der normalerweise Aluminiumhydroxid seine Phase vollständig zu Böhmit ändert.
Die Patentdruckschrift 4 offenbart ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Aluminiumhydroxidteilchen bei 200 bis 270°C in einer Fluor-enthaltenden Gasatmosphäre oder ein Verfahren, wobei Aluminiumhydroxidteilchen mit einer Fluorionen-enthaltenden Lösung behandelt werden, so dass Hydroxygruppen der Teilchen teilweise durch Fluor ersetzt werden, und dann wird eine Wärmebehandlung bei 200–270°C durchgeführt.
Druckschriften des Stands der Technik
Patentdruckschrift

Patentdruckschrift 1: JP 2002-211918 A
Patentdruckschrift 2: JP 2011-084431 A
Patentdruckschrift 3: WO 2004/080897 A1
Patentdruckschrift 4: JP 2013-010665 A

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Jedoch erfordert das Verfahren der Patentdruckschrift 3 ein unter Druck setzen, so dass erforderlich war, die thermische Behandlung in einem teuren Druckbehälter durchzuführen.
Außerdem bestand, da eine schädliches Fluorgas oder Fluorionen enthaltende Lösung als Abfall in einem Verfahren von Patentdruckschrift 4 gebildet wird, ein Sicherheitsproblem, das Abfallbeseitigung erfordert.
Daher war es mit herkömmlichen Verfahren schwierig, wärmebeständiges Aluminiumhydroxid mit hoher Produktivität sicher herzustellen.
Maßnahmen zum Lösen des Problems
Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen des vorstehenden Problems gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines wärmebeständigen Aluminiumhydroxids mit hoher Produktivität ohne Erzeugen von schädlichem Abgas oder Abwasser herzustellen.
Das heißt, die vorliegende Erfindung schließt die folgenden bevorzugten Gesichtspunkte ein.

[1] Ein Verfahren zur Herstellung eines wärmebeständigen Aluminiumhydroxids, umfassend die Schritte: Mischen von 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ und 0,05 Gewichtsteilen oder mehr und 5 Gewichtsteilen oder weniger Aluminiumfluoridpulver mit einer BET spezifischen Oberfläche von 10 m²/g oder mehr und 300 m²/g oder weniger, um ein Gemisch zu erhalten; und Durchführen einer Wärmebehandlung des Gemisches unter einem Druck von Atmosphärendruck oder mehr und 0,3 MPa oder weniger und bei einer Temperatur von 180°C oder mehr und 300°C oder weniger.
[2] Das Verfahren nach [1], wobei die Wärmebehandlung unter einer Atmosphäre mit einem Molanteil von Wasserdampf von 0,03 oder mehr und 1 oder weniger durchgeführt wird.
[3] Das Verfahren nach [1] oder [2], wobei die Zeit, während der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, 1 Minute oder mehr und 360 Minuten oder weniger beträgt.
[4] Das Verfahren nach einem von [1] bis [3], wobei das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ mit dem Bayer-Verfahren hergestellt wird.
[5] Das Verfahren nach einem von [1] bis [4], wobei das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 μm oder mehr und 10 μm oder weniger aufweist.
[6] Das Verfahren nach einem von [1] bis [5], wobei 0,1 Gewichtsteile oder mehr und 5 Gewichtsteile oder weniger einer Siliciumverbindung in SiO₂ Äquivalenten zu einem gemischten Pulver von Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ und dem Aluminiumfluoridpulver gegeben wird, um die Wärmebehandlung durchzuführen.
[7] Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Siliciumverbindung ein Silicatmonomer, dargestellt durch die folgende Zusammensetzungsformel: Si(OR₄), wobei R einen Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen darstellt, oder ein Polymer davon oder ein Hydrolyseprodukt oder Kondensat davon ist.
[8] Wärmebeständiges Aluminiumhydroxid, hergestellt mit dem Verfahren gemäß einem von [1] bis [7].
[9] Wärmebeständiges Aluminiumhydroxid mit einer Bindungsenergie der Peakspitze von F1s, gemessen mit Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie von 684,0 eV oder mehr und 685,5 eV oder weniger und mit einem Böhmit-Gehalt von 3% oder mehr und 15% oder weniger.
[10] Das wärmebeständige Aluminiumhydroxid nach [9], wobei die Starttemperatur der Dehydratation 245°C oder mehr beträgt, und die Dehydratationsmenge 27% oder mehr und 30% oder weniger beträgt.
[11] Das wärmebeständige Aluminiumhydroxid gemäß [9] oder [10] mit einer BET spezifischen Oberfläche von 0,5 m²/g oder mehr und 8,0 m²/g oder weniger.
[12] Eine Harzzusammensetzung, umfassend das wärmebeständige Aluminiumhydroxid gemäß einem von [8] bis [11].

Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wärmebeständiges Aluminiumhydroxid herzustellen, das Harzverarbeitungstemperaturen sicher mit hoher Produktivität unter Verwendung eines Alumiumfluoridzusatzes widerstehen kann, der im Schritt des Durchführens der Wärmebehandlung bei 300°C oder weniger stabil existierten kann, ohne dass ein Fluorgas gebildet wird.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend im Einzelnen beschrieben.
Das Verfahren zur Herstellung eines wärmebeständigen Aluminiumhydroxids der vorliegenden Erfindung (nachstehend auch als „das Verfahren der vorliegenden Erfindung” bezeichnet) umfasst die Schritte:
Mischen von 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ und 0,05 Gewichtsteilen oder mehr und 5 Gewichtsteilen oder weniger Aluminiumfluoridpulver mit einer BET spezifischen Oberfläche von 10 m²/g oder mehr und 300 m²/g oder weniger, um ein Gemisch zu erhalten; und
Durchführen einer Wärmebehandlung des Gemisches unter einem Druck von Atmosphärendruck oder mehr und 0,3 MPa oder weniger und bei einer Temperatur von 180°C oder mehr und 300°C oder weniger.
Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Aluminiumfluoridpulver ist geeigneterweise ein Anhydrid, dargestellt durch AlF₃. Ein Hydrat kann verwendet werden, jedoch sollte in dem Fall, wenn die zuzugebende Menge als Anhydridäquivalent berechnet wird, der Äquivalentwert den vorstehenden Bereich erfüllen. Das Aluminiumfluoridpulver bildet unter Atmosphärendruck und bei mindestens 300°C oder weniger kein Fluorgas. Seine Löslichkeit in Wasser beträgt 0,6 g/100 ml oder weniger, und so weist es geringe Löslichkeit auf. Außerdem bildet Aluminiumfluorid, gelöst in Wasser, stabile Fluoraluminationen, die sich bei Normaltemperatur nicht zersetzen.
Obwohl das Aluminiumfluoridpulver im Allgemeinen Verunreinigungen, wie Alkalimetalle und Erdalkalimetalle, enthält, weist es vorzugsweise eine Reinheit von 90% oder mehr und stärker bevorzugt eine Reinheit von 99% oder mehr auf. Wenn es viele Verunreinigungen enthält, wird die Dehydratation des Aluminiumhydroxidpulvers durch die Verunreinigungen gefördert, so dass die Wärmebeständigkeit sich manchmal verschlechtern kann.
In der vorliegenden Erfindung wird das Aluminiumfluoridpulver vorzugsweise nach Mahlen verwendet. Die Aktivität des Aluminiumfluorids kann durch Mahlen verbessert werden, und die Wärmebeständigkeit des erhaltenen Aluminiumhydroxids kann weiter verbessert werden. Das Mahlverfahren ist nicht besonders beschränkt, und es kann mit jedem der Trocken- und Nassbehandlungsverfahren durchgeführt werden.
Bestimmte Beispiele des Mahlverfahrens schließen ein Verfahren, bei dem Zielteilchen gegen ein Mahlmedium unter Verwendung von zum Beispiel einer Kugelmühle, einer Perlenmühle und dgl. prallen, ein Verfahren, in dem Teilchen unter Verwendung einer Strahlmühle gegeneinander prallen, und dgl. ein. Jedoch ist das nicht besonders einschränkend.
Das Aluminiumfluoridpulver weist vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 μm oder mehr und 5 μm oder weniger, stärker bevorzugt 0,05 μm oder mehr und 1 μm oder weniger auf. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich der mittlere Teilchendurchmesser auf einen auf das Volumen basierenden Teilchendurchmesser, in dem 50% der Teilchen in der Teilchenverteilung, gemessen mit einem Laserstreuverfahren, liegen. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser zu gering ist, ist die Aggregation des Aluminiumfluoridpulvers stark, und eine Dispersion wird bei Mischen mit dem Gibbsit-Pulver schwierig. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser zu groß ist, wird der Oberflächenkontakt bei Mischen mit dem Gibbsit-Pulver geringer, so dass die Verbesserung der Wärmebeständigkeit schwierig wird.
Das Aluminiumfluoridpulver weist vorzugsweise eine BET spezifische Oberfläche von 10 m²/g oder mehr und 300 m²/g oder weniger, vorzugsweise 20 m²/g oder mehr und 200 m²/g oder weniger, stärker bevorzugt 30 m²/g oder mehr und 100 m²/g oder weniger und weiter bevorzugt 35 m²/g oder mehr und 70 m²/g oder weniger auf. Wenn die BET spezifische Oberfläche des Aluminiumfluorids zu klein ist, wird es manchmal erforderlich, eine große Menge des Aluminiumfluoridpulvers zu mischen, um die Kontaktfläche mit dem Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ sicherzustellen. Wenn die BET spezifische Oberfläche zu groß ist, nimmt die Menge des an der Oberfläche des Aluminiumfluorids adsorbierten Wassers zu, und Feuchtigkeit wird freigesetzt, wobei Blasen bei Mischen mit einer polymeren Substanz gebildet werden.
Die Mischmenge des Aluminiumfluoridpulvers beträgt 0,05 Gewichtsteile oder mehr und 5 Gewichtsteile oder weniger, vorzugsweise 0,1 Gewichtsteile oder mehr und 3 Gewichtsteile oder weniger und stärker bevorzugt 1 Gewichtsteil oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Aluminiumhydroxidpulvers vom Gibbsit-Typ. Wenn die Mischmenge zu klein ist, wird es manchmal schwierig, die Kontaktfläche zwischen dem Aluminiumhydroxid und der Oberfläche des Aluminiumfluorids sicherzustellen. Wenn die Mischmenge zu groß ist, wird das Verhältnis des Pulvers vom Gibbsit-Typ in dem gemischten Pulver verringert, so dass die Flammhemmung bei Vermischen mit einer polymeren Substanz sich manchmal verschlechtern kann.
Das mit dem Aluminiumfluoridpulver zu mischende Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ in der vorliegenden Erfindung wird im Allgemeinen mit dem Bayer-Verfahren hergestellt. Das Bayer-Verfahren ist ein Verfahren, wobei eine übersättigte wässrige Lösung von Natriumaluminat hergestellt wird und Saatkristalle zur wässrigen Lösung gegeben werden, um einen in der wässrigen Lösung enthaltenen Aluminiumbestandteil auszufällen. Die erhaltene Aufschlämmung wird gewaschen und getrocknet, so dass ein Pulver des Niederschlags erhalten werden kann. Das erhaltene Pulver weist eine Kristallstruktur von Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ, gezeigt durch die Formel Al(OH)₃ oder Al₂O₃·3H₂O, auf. Das als Ausgangssubstanz verwendete Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ wird in eine Wärmebehandlungsvorrichtung nicht nur im pulverisierten Zustand, sondern auch im Zustand einer Feuchtigkeit enthaltenden Platte oder Wasseraufschlämmung eingebracht, so dass ein Trocknen und eine Wärmebehandlung auch nacheinander durchgeführt werden können.
Das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ weist vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 μm oder mehr und 10 μm oder weniger und stärker bevorzugt 1,0 μm oder und 7,0 μm oder weniger auf. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Aluminiumhydroxidpulvers vom Gibbsit-Typ größer als 10 μm ist, besteht die Neigung, dass die Flammhemmung nicht ausreichend verbessert wird, wenn es in das Harz als Füllstoff eingebracht wird, aber auch, dass seine Oberflächenglätte sich verschlechtern kann, wenn es für Abdeckmaterialien eines elektrischen Drahts oder bedruckte Leiterplatten verwendet wird. Im Gegensatz dazu, besteht, wenn er geringer als 0,5 μm ist, die Neigung, dass die Viskosität zunimmt, wenn es in einem Harz als Füllstoff verwendet wird, und dass die Herstellung einer Harzzusammensetzung schwierig wird. Außerdem nimmt, da seine Oberfläche zunimmt, die Menge an aus Luft adsorbierter Feuchtigkeit nach der Wärmebehandlung zu, es besteht die Möglichkeit, dass die Isolationseigenschaften einer Harzzusammensetzung bei Einbringen in das Harz als Füllstoff sich nicht nur verschlechtern, sondern auch eine geringe Menge an Feuchtigkeit bei einer Verarbeitungstemperatur, bei der es in das Harz als Füllstoff eingebracht wird, desorbiert wird, was Mängel im Aussehen bewirkt.
Das Mischverfahren des Aluminiumhydroxidpulvers vom Gibbsit-Typ und des Aluminiumfluoridpulvers ist nicht besonders beschränkt, und jedes Trocken- und Nassbehandlungsverfahren kann verwendet werden.
Beispiele des Trockenbehandlungsverfahrens schließen ein Verfahren des Mischens in einem Henschel-Mischer oder einem Lödige-Mischer, ein Verfahren, wobei ein Gemisch von Aluminiumhydroxidpulver und Aluminiumfluoridpulver in ein Mahlwerk gegeben wird, um das Gemisch zum gleichförmigeren Mischen zu mahlen, und dgl. ein.
Beispiele des Nassbehandlungsverfahrens schließen zum Beispiel ein Verfahren, wobei ein Aluminiumfluoridpulver in einer Flüssigkeit dispergiert wird, die erhaltene Aluminiumfluoridaufschlämmung auf das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ gesprüht wird, und die erhaltene nasse Platte getrocknet wird, und dgl. ein. Die Flüssigkeit, die als Dispersionsmedium dient, ist nicht besonders beschränkt, und Wasser, das durch Trocknen leicht entfernt werden kann, ist bevorzugt.
Der Druck, bei dem die Wärmebehandlung durchgeführt wird, ist Atmosphärendruck oder mehr und 0,3 MPa oder weniger. Wenn der Druck zum Zeitpunkt des Durchführens der Wärmebehandlung hoch ist, besteht die Möglichkeit, dass ein Übergang zu Böhmit vonstatten gehen kann, und so ist der Druck vorzugsweise so gering wie möglich. Daher beträgt der Druck vorzugsweise 0,3 MPa oder weniger, vorzugsweise 0,2 MPa oder weniger.
Die Temperatur, bei der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, beträgt 180°C oder mehr und 300°C oder weniger, vorzugsweise 200°C oder mehr und 280°C oder weniger und stärker bevorzugt 220°C oder mehr und 260°C oder weniger. Erwärmen unter diesen Temperaturbedingungen erhöht die Temperatur des Pulvers, das ein Gemisch ist, auf eine Temperatur in dem Bereich von 180°C oder mehr und 300°C oder weniger. Wenn die Temperatur der Wärmebehandlung geringer als 180°C ist, besteht eine Grenze in der Verbesserung der Wärmebeständigkeit, auch wenn die Wärmebehandlung für einen langen Zeitraum durchgeführt wird. Andererseits geht, wenn sie 300°C übersteigt, eine Dehydratation zu Aluminiumoxid vonstatten, was eine Erhöhung der BET spezifischen Oberfläche und Verschlechterung der Wärmebeständigkeit mit sich bringt. Gleichzeitig damit verschlechtert sich bei Vermischen mit dem Polymermaterial die Flammhemmung.
Die Atmosphäre, bei der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, ist nicht besonders beschränkt, vorzugsweise wird die Wärmebehandlung unter einem Inertgas durchgeführt. Beispiele des Inertgases schließen Luft, Stickstoff und dgl., insbesondere bevorzugt Luft, ein.
Indem die Atmosphäre, unter der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, eine Inertgasatmosphäre mit einem Molanteil an Wasserdampf von 0,03 oder mehr und 1 oder weniger, vorzugsweise 0,1 oder mehr und stärker bevorzugt 0,2 oder mehr ist, kann die Wärmebeständigkeit weiter verbessert werden. Wenn der Molanteil an Wasserdampf 1 ist, wird die Wärmebehandlung in 100% Wasserdampf durchgeführt. Einstellen des Molanteils an Wasserdampf auf 0,03 oder mehr kann entweder nachdem die Pulvertemperatur des Aluminiumhydroxids von Gibbsit-Typ 180°C oder mehr erreicht oder bevor es erwärmt wird, durchgeführt werden. Indem der Molanteil an Wasserdampf 0,03 oder mehr beträgt, wird eine Dehydratation der Aluminiumhydroxidteilchen vom Gibbsit-Typ zu Aluminiumoxid unterdrückt, und eine Erhöhung der BET spezifischen Oberfläche kann verhindert werden.
Der Molanteil an Wasserdampf kann aus den Volumina an Wasserdampf und eines Inertgases, die bei einer vorher festgelegten Wärmebehandlungstemperatur zugeführt werden, und den Molekulargewichten von Wasser und dem Inertgas unter Verwendung der Gleichung: (Molare Konzentration Wasserdampf)/(Molare Konzentration Wasserdampf) + (Molare Konzentration Inertgas)] berechnet werden. Wenn Luft als das Inertgas verwendet wird, beträgt ihr Molekulargewicht 29.
Als das Verfahren zum Einstellen des Molanteils an Wasserdampf kann ein allgemein bekanntes Verfahren verwendet werden. Zum Beispiel werden ein Verfahren, wobei auf 100°C oder mehr erwärmter Wasserdampf mit heißer Luft gemischt wird und das Gemisch in eine Vorrichtung eingebracht wird, ein Verfahren, wobei Wasser in einem flüssigen Zustand kontinuierlich in eine Erwärmungsvorrichtung eingebracht wird und das Wasser mit heißer Luft in der Erwärmungsvorrichtung gemischt wird, während das Wasser in der Erwärmungsvorrichtung verdampft, und dgl. als Beispiele aufgeführt.
Die Zeit, während der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, beträgt üblicherweise 1 Minute oder mehr und 360 Minuten oder weniger, vorzugsweise 10 Minuten oder mehr und 240 Minuten oder weniger. Da die optimale Zeit, während der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, auch abhängig von der Temperatur des Erwärmens und dem Molanteil an Wasserdampf variiert, kann sie wie erforderlich angepasst werden.
Das Wärmebehandlungsverfahren ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann das Wärmebehandlungsverfahren unter Verwendung von zum Beispiel einem Heißlufttrockner oder einem elektrischen Ofen im Fall eines stationären Typs; eines Rotationsofens oder eines Paddeltrockners im Fall eines Fließtyps durchgeführt werden. Zusätzlich wird eine Platte oder eine Wasseraufschlämmung, erhalten durch Filtrieren und Waschen einer Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ als Ausgangssubstanz enthaltende Aufschlämmung in eine für die vorstehende Wärmebehandlung verwendete Vorrichtung eingebracht, so dass ein Trocknen und eine anschließende Wärmebehandlung auch kontinuierlich durchgeführt werden können.
Bei der Wärmebehandlung wandert Natrium manchmal an die Kornoberfläche aus der internen Kornoberfläche des Aluminiumhydroxids vom Gibbsit-Typ, so dass es lösbares Natrium ist. Durch das Vorhandensein von lösbarem Natrium an der Kornoberfläche kann es mit Aluminiumfluoridteilchen an der Oberfläche reagieren, wobei in hohem Maße lösliches Natriumfluorid gebildet wird. Wenn Natriumfluorid gebildet wird, kann die elektrische Leitfähigkeit des wärmebeständigen Aluminiumhydroxids zunehmen. Bei Verwendungen, die Isolationseigenschaften erfordern, wird die Bildung von Aluminiumfluorid vorzugsweise unterdrückt, um die elektrische Leitfähigkeit zu verringern. In diesem Fall wird eine Siliciumverbindung zum Durchführen einer Wärmebehandlung eines gemischten Pulvers des Aluminiumhydroxidpulvers vom Gibbsit-Typ und des Aluminiumfluoridpulvers durchgeführt, so dass die Siliciumverbindung das lösbare Natrium abfängt. Als Ergebnis wird die Bildung von Natriumfluorid unterdrückt und kann die elektrische Leitfähigkeit verringert werden.
Die zuzugebende Menge der Siliciumverbindung beträgt vorzugsweise 0,1 Gewichtsteile oder mehr und 5 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 3 Gewichtsteile oder weniger, in SiO₂ Äquivalenten, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Aluminiumhydroxids. Wenn sie weniger als 0,1 Gewichtsteile beträgt, kann die Wirkung der Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit beseitigt werden. Andererseits dient es, wenn sie mehr als 5 Gewichtsteile beträgt, bei Mischen als ein Bindemittel, was manchmal die Bildung von Aggregation ergibt.
Die zeitliche Einteilung der Zugabe der Siliciumverbindung ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel ein Verfahren, wobei sie zugegeben wird, bevor das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ und das Aluminiumfluoridpulver gemischt werden, ein Verfahren, wobei sie gleichzeitig mit dem Mischen des Aluminiumhydroxidpulvers vom Gibbsit-Typ und dem Aluminiumfluoridpulver zugegeben wird, werden als Beispiele aufgeführt. Insbesondere wird die Siliciumverbindung später zu dem Gemisch des Aluminiumhydroxidpulvers vom Gibbsit-Typ und des Aluminiumfluoridpulvers gegeben.
Beispiele der Siliciumverbindung schließen zum Beispiel pulverförmige Siliciumverbindungen, wie Siliciumdioxid, Natriumhexafluorsilicat und Kaliumhexafluorsilicat, und flüssige Siliciumverbindungen, wie ein Silicat, ein Silicon und ein Silankupplungsmittel, ein. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
Die Siliciumverbindung ist vorzugsweise flüssig, und insbesondere bevorzugt wird ein Silicat verwendet. Insbesondere ein Silicatmonomer, dargestellt durch die Zusammensetzungsformel: Si(OR)₄, wobei R ein Alkylrest mit einem bis zwei Kohlenstoffatomen oder ein Polymer davon ist. Beispiele des Monomers schließen Methylsilicat und Ethylsilicat ein, und Methylsilicat ist im Hinblick auf die hohe Reaktivität stärker bevorzugt. Beispiele des Polymers schließen ein Dimer bis Decamer von Methylsilicat oder Ethylsilicat, insbesondere bevorzugt ein Dimer bis Decamer von Methylsilicat ein. Wenn es größer als das Decamer ist, nimmt die Viskosität des Silicats zu und daher kann die Dispergierbarkeit verschlechtert werden.
Die flüssige Siliciumverbindung kann zu einem gemischten Pulver von Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ und dem Aluminiumfluoridpulver gegeben werden, und dann kann die Wärmebehandlung durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die flüssige Siliciumverbindung auch unter Erwärmen mit einem Verfahren, wie einem Verfahren des Mischens unter Erwärmen unter Verwendung eines Mischers vom Rührtyp, wie einem Henschel-Mischer, oder einem Verfahren, wobei die flüssige Siliciumverbindung zu einer nassen Platte des gemischten Pulvers des Aluminiumhydroxidpulvers vom Gibbsit-Typ und des zu mischenden Aluminiumfluoridpulvers, in einem Schritt des Trocknens der Platte unter Erwärmen gegeben werden. Wenn ein Silicat auf 100°C oder mehr erwärmt wird, geht eine Hydrolyse vonstatten, und weiter geht eine Kondensation eines Hydrolyseprodukts vonstatten, so dass eine feste Substanz auf der Oberfläche des Aluminiumhydroxids ausgefällt wird. Unter Verwendung des Hydrolyseprodukts und/oder Kondensationsprodukts der dabei als die Siliciumverbindung erhaltenen flüssigen Siliciumverbindung kann die Wärmebehandlung durchgeführt werden. Wenn das Mischen unter Erwärmen durchgeführt wird, um eine Lösungsmittelkomponente in der Siliciumverbindung zu entfernen, wird das Mischen vorzugsweise unter Erwärmen durchgeführt, so dass die Temperatur der Siliciumverbindung im Bereich von 100°C oder mehr und 140°C oder weniger liegt.
In der vorliegenden Erfindung kann das wärmebeständige Aluminiumhydroxid einer Oberflächenbehandlung durch ein Oberflächenbehandlungsmittel, zum Beispiel einem Kupplungsmittel, wie einem Silankupplungsmittel und einem Titanatkupplungsmittel; einer aliphatischen Carbonsäure, wie Ölsäure und Stearinsäure; einer aromatischen Carbonsäure, wie Benzoesäure, und ihren Fettsäureestern; einer Siliciumverbindung, wie kolloidalen Siliciumdioxidteilchen, Methylsilicat und Ethylsilicat, zum Verbessern der Affinität mit dem Harz, sowie zum Verbessern der Fülleigenschaften, unterzogen werden. Die Oberflächenbehandlung kann mit jedem trockenen und nassen Oberflächenbehandlungsverfahren durchgeführt werden.
Beispiele des trockenen Oberflächenbehandlungsverfahrens schließen ein Verfahren, wobei das wärmebeständige Aluminiumhydroxidpulver und das Oberflächenbehandlungsmittel zum Beispiel in einem Henschel-Mischer oder einem Lödige-Mischer gemischt werden, ein Verfahren, wobei ein Gemisch des wärmebeständigen Aluminiumhydroxidpulvers und des Oberflächenbehandlungsmittels in ein Mahlwerk gegeben wird, um das Gemisch für eine gleichförmigere Beschichtung mit dem Oberflächenbehandlungsmittel zu mahlen, und dgl. ein.
Beispiele des nassen Oberflächenbehandlungsverfahrens schließen zum Beispiel ein Verfahren, wobei ein Oberflächenbehandlungsmittel in einem Lösungsmittel dispergiert oder gelöst wird, das wärmebeständige Aluminiumhydroxid in der erhaltenen Lösung dispergiert wird und die erhaltene Dispersion getrocknet wird, und dgl. ein.
In der vorliegenden Erfindung weist das wärmebeständige Aluminiumhydroxid vorzugsweise eine Bindungsenergie der Peakspitze F1s, gemessen mit Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie, von 680,0 eV oder mehr und 685,5 eV oder weniger auf. Der Peak wird durch Übereinanderlegen der drei Bestandteile gebildet: ein Bestandteil von 686,4 eV, Aluminiumfluorid zugeordnet, ein Bestandteil von 683,8 eV, Natriumfluorid als eine Verunreinigung zugeordnet, und ein Bestandteil mit 684,0 eV oder mehr und 685,5 eV oder weniger, der diesen Bestandteilen nicht zugeordnet werden kann, oder Übereinanderlegen von zwei Bestandteilen, gebildet durch Beseitigen des Bestandteils mit 683,8 eV, Natriumfluorid als die Verunreinigung zugeordnet. Außerdem beträgt der Bestandteil mit 684,0 eV oder mehr und 685,5 eV oder weniger vorzugsweise 50% oder mehr der gesamten Peakfläche.
In der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt des Böhmits des wärmebeständigen Aluminiumhydroxids, das höhere Wärmebeständigkeit als das Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ aufweist, geeigneterweise 3% oder mehr und 15% oder weniger, vorzugsweise 5% oder mehr und 13% oder weniger. Wenn er geringer als 3% ist, kann die Wärmebeständigkeit verschlechtert sein. Wenn er mehr als 15% beträgt, kann, da die Menge des Kristallwassers in dem Böhmit geringer als in dem Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ ist, sich die Flammhemmung bei Vermischen mit dem Polymermaterial verschlechtern.
In der vorliegenden Erfindung weist das wärmebeständige Aluminiumhydroxid vorzugsweise eine Dehydratation auf, die bei einer Temperatur von 250°C oder mehr beginnt. Die Starttemperatur der Dehydratation ist eine Temperatur, bei der das Gewicht um 0,5% abnahm, basierend auf der Zeit nach Halten bei 100°C für 10 Minuten. Wenn die Starttemperatur der Dehydratation geringer als 245°C ist, kann bei Verwendung in einer Harzzusammensetzung, bei der geringe Dehydratation während Verarbeitung und Verwendung davon nicht hinnehmbar ist, Schäumen auftreten. Die Starttemperatur der Dehydratation beträgt üblicherweise 255°C oder weniger.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Dehydratationsmenge des wärmebeständigen Aluminiumhydroxids vorzugsweise 27% oder mehr und 30% oder weniger und stärker bevorzugt 28% oder mehr und 29% oder weniger. Die Dehydratationsmenge ist die Verringerung des Gewichts während die Temperatur auf 400°C erhöht wurde, bezogen auf die Zeit vom Ende des Haltens bei 100°C für 10 Minuten. Im Allgemeinen beginnt Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ eine schnelle Dehydratation bei etwa 230°C und wird in ein Gemisch von Aluminiumoxid und Böhmit bei 400°C umgewandelt. Danach wird Böhmit durch allmähliche Dehydratation bei 600°C in Aluminiumoxid umgewandelt. Um Flammbeständigkeit zu verleihen, wenn das wärmebeständige Aluminiumhydroxid und Aluminiumfluorid vermischt werden, wird eine schnelle Dehydratation bei 400°C wichtig. Wenn die Dehydratationsmenge geringer als 27% ist, verschlechtert sich die Flammhemmung. Andererseits verschlechtert sich, wenn die Dehydratationsmenge mehr als 30% beträgt, die Wärmebeständigkeit, obwohl die Flammhemmung hoch ist, und Schäumen tritt manchmal während Verarbeitung und Verwendung davon auf.
In der vorliegenden Erfindung weist das wärmebeständige Aluminiumhydroxid eine BET spezifische Oberfläche von 0,5 m²/g oder mehr und 8,0 m²/g oder weniger, vorzugsweise 0,7 m²/g oder mehr und 3,0 m²/g oder weniger, stärker bevorzugt 1,8 m²/g oder, weniger auf. Wenn sie größer als 8,0 m²/g ist, nimmt die Menge des an der Oberfläche des wärmebeständigen Aluminiumhydroxids adsorbierten Wassers zu, ein Schäumen durch die Dehydratation kann manchmal während der Verarbeitung und Verwendung davon auftreten. Andererseits kann sich, wenn sie geringer als 0,5 m²/g ist, manchmal die Flammhemmung verschlechtern.
In der vorliegenden Erfindung ist das wärmebeständige Aluminiumhydroxid durch hohe Wärmebeständigkeit und geringe Menge an adsorbiertem Wasser gekennzeichnet, zur Verwendung als Füllstoff für verschiedene Harze geeignet. Beispiele der Harze schließen zum Beispiel thermoplastische Harze, wie Kautschuke, Polypropylene oder Polyethylene; wärmehärtende Harze, wie Epoxyharze und dgl. ein.
Eine Harzzusammensetzung kann durch Mischen des wärmebeständigen Aluminiumhydroxids mit einem Harz unter Verwendung eines gewöhnlich verwendeten allgemeinen Verfahrens erhalten werden.
Bestimmte Beispiele der Verwendungen der Harzzusammensetzung, in der das wärmebeständige Aluminiumhydroxid mit verschiedenen Harzen vermischt ist, schließen zum Beispiel Baumaterialien, wie Abdeckmaterialien für elektrischen Draht, Polyolefinformmaterialien, Reifen und Kunstmarmor, zusätzlich zu Bauteilen, wie elektronische Komponenten von elektronischen Vorrichtungen, wie bedruckte Leiterplatten und diese bildende Prepregs, ein. Insbesondere bevorzugte Verwendungen sind Komponenten von elektronischen Vorrichtungen, wie bedruckte Leiterplatten und Dichtmittel, und Abdeckmaterialien von elektrischem Draht, die während Verarbeitung und Verwendung hohe Wärmebeständigkeit erfordern.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird weiter im Einzelnen durch Aufführen von Beispielen und Vergleichsbeispielen wie folgt beschrieben.
Die Messung der jeweiligen physikalischen Eigenschaften der wärmebeständigen Aluminiumhydroxide in den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde mit den folgenden Verfahren durchgeführt.
(1) Mittlerer Teilchendurchmesser
Eine Messvorrichtung der Verteilung des Teilchendurchmessers vom Laserstreutyp („Microtrac MT-3300EX II”, hergestellt von NIKKISO CO., LTD.) wurde als eine Messvorrichtung verwendet. Aluminiumhydroxidpulver wurde zu einer herzustellenden 0,2 gew.-%igen wässrigen Lösung von Natriumhexametaphosphat gegeben, um eine messbare Konzentration zu bilden. Danach wurden Ultraschallwellen mit einer Leistung von 25 W 120 Sekunden an die Lösung angelegt, und dann wurde die Messung durchgeführt, wobei die Zahl der Proben 2 betrug. Der Teilchendurchmesser und die Verteilungskurve des Teilchendurchmessers wurden aus den Mittelwerten der zwei Proben bestimmt. Der mittlere Teilchendurchmesser wurde als der Teilchendurchmesser zu dem 50 Gew.-% entsprechenden (D50 (μm)) bestimmt. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser, bestimmt mit dem vorstehenden Verfahren, 2 μm oder weniger betrug, wurden die Messbedingungen geändert, und der Wert wurde verwendet, der nach Anwenden von Ultraschallwellen mit einer Leistung von 40 W für 300 Sekunden gemessen wurde.
(2) BET Spezifische Oberfläche
Die BET spezifische Oberfläche wurde unter Verwendung eines Stickstoffadsorptionsverfahrens und einer vollautomatisierten Messvorrichtung der spezifischen Oberfläche [„Macsorb HM-1201”], hergestellt von Mountech Co., Ltd.], gemäß einem in JIS-Z-8830 definierten Verfahren bestimmt.
(3) Wärmebeständigkeit und Dehydratationsmenge des Aluminiumhydroxidpulvers
Etwa 10 mg einer Probe wurde unter Verwendung eines thermogravimetrischen Differentialanalysators [„Thermo Plus TG8120”, hergestellt von Rigaku Corporation] gemessen. Luft, deren Taupunkttemperatur –20°C oder weniger war, ließ man mit einer Fließgeschwindigkeit von 100 ml/min strömen. Die Temperatur der Probe wurde von Normaltemperatur mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10°C/min auf 100°C erhöht, und die Probe wurde 10 Minuten bei 100°C gehalten. Dann wurde die Temperatur der Probe mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10°C/min auf 400°C erhöht. Die Wärmebeständigkeit wurde durch Messen der Temperatur, bei der ihr Gewicht um 0,5% abnahm („Starttemperatur der Dehydratation (°C)” in nachstehender Tabelle 1), basierend auf Beenden des Haltens der Probe bei 100°C für 10 Minuten, beurteilt. Die Dehydratationsmenge der Probe wurde als die Abnahme im Gewicht während der Zeit, wenn das Halten der Probe bei 100°C für 10 Minuten beendet war, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Temperatur auf 400°C erhöht war, beurteilt.
(4) Böhmit-Gehalt
Der Böhmit-Gehalt wurde unter den folgenden Bedingungen unter Verwendung einer Röntgenpulver-Streumessvorrichtung [„RINT-2000”, hergestellt von Rigaku Corporation] und Cu als die Röntgenquelle gemessen.
Stufenbreite: 0,02 Grad
Scangeschwindigkeit: 0,04 Grad/s
Beschleunigungsspannung: 40 kV
Beschleunigungsstrom: 30 mA
Die Peakfläche S(002), die der (002) Ebene des Aluminiumhydroxids vom Gibbsit-Typ entspricht, wurde durch Vergleichen der JCPDS Karte 70-2038 (entspricht dem Aluminiumhydroxid vom Gibbsit-Typ) mit dem durch Messen unter den vorstehenden Messbedingungen erhaltenem Ergebnis bestimmt. Ähnlich wurde die Peakfläche S(020), entsprechend der (020) Ebene des Böhmits durch Vergleichen der JCPDS Karte 83-1505 (entspricht dem Böhmit) mit dem Messergebnis erhalten. Der Böhmit-Gehalt wurde unter Verwendung der zwei Peakflächen und gemäß der folgenden Gleichung berechnet: Böhmit-Gehalt (Massen-%) = {S(020)/[S(020) + S(002)]} × 100
Bindungsenergie von F1s
Unter Verwendung eines Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopieanalysators („AXIS-ULTRA”, hergestellt von Kratos Ltd.) wurde die Messung durchgeführt. Die Messbedingungen und analytischen Bedingungen davon sind wie folgt:
1) Messbedingungen

Röntgenstrahle: A1Kα (monochrom) 15 kV, 15 mA
Linsenmodus: LowMag
Durchgangsenergie: 20 eV
Öffnung: Schlitz
Neutralisierender Pistolenladungsausgleich: 3,5 V
Schritt: 0,1 eV
Haltezeit: 500 ms
Messelement: F1s
Ladungskorrektur: Korrigiert mit C1s = 284,6 eV
Probennehmen: Eine Unterlegscheibe wurde an einen Probenstab unter Verwendung eines Streifens von doppelseitigem Kohlenstoffband fixiert und die Unterlegscheibe wurde mit der Probe gefüllt.

2) Analytische Bedingungen

Analysesoftware: Casa XPS
Analyseverfahren: Die Energiestellung, die die maximale Intensität der F1s Bindungsenergie, beobachtet im Bereich von 680–690 eV zeigt, wurde als die Peakspitze bestimmt.

(6) Elektrische Leitfähigkeit
Zehn Gramm des Aluminiumhydroxidpulvers und 50 g reines Wasser, dessen elektrische Leitfähigkeit geringer als 1 μS/cm war, wurden miteinander gemischt, und eine Ultraschallwelle wurde 10 Minuten an das Gemisch angelegt, um eine Aufschlämmung zu erhalten. Unter Verwendung einer Messvorrichtung der elektrischen Leitfähigkeit [„CM-60S”, hergestellt von DKK-TOA CORPORATION] wurde eine Elektrode bei 25°C in die Aufschlämmung getaucht und 10 Sekunden stehen gelassen. Der danach bestimmte Wert wurde als die elektrische Leitfähigkeit verwendet.
Beispiel 1
Einhundert Gewichtsteile Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 5 μm, einer BET spezifischen Oberfläche von 1 m²/g, einem Na₂O Gehalt von 0,04 Gew.-% [„CL-303”, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.] und 0,5 Gewichtsteile Feinpulver mit einer BET spezifischen Oberfläche von 36 m²/g, das durch Mahlen von Aluminiumfluoridpulver [hergestellt von MORITA CHEMICAL INDUSTRIES] erhalten worden war, wurden unter Schütteln in einem Kunststoffbeutel trocken gemischt, um ein gemischtes Pulver zu erhalten. Einhundert Gramm des gemischten Pulvers wurden in einen Heißlufttrockner mit einem Innenvolumen von 216 l bei einer Atmosphärentemperatur von 230°C eingebracht. Es wurde keine Luft zugeführt, nur reines Wasser wurde mit einer Fließgeschwindigkeit von 15 g/min unter Verwendung einer Rohrpumpe zugeführt, und eine Wärmebehandlung wurde 2 Stunden unter Atmosphärendruck durchgeführt. Der Molanteil an Wasserdampf in dem Heißlufttrockner bei 230°C betrug 1. Nach Durchführen der Wärmebehandlung wurde das erhaltene Pulver aus dem Trockner genommen, um Aluminiumhydroxidpulver zu erhalten.
Beispiel 2
Aluminiunihydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass 100 Gewichtsteile Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 5 μm, einer BET spezifischen Oberfläche von 1 m²/g, einem Na₂O Gehalt von 0,04 Gew.-% [„CL-303”, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.], und 5 Gewichtsteile einer 10 gew.-%igen Wasseraufschlämmung von Feinpulver mit einer BET spezifischen Oberfläche von 36 m²/g, das durch Mahlen von Aluminiumfluoridpulver [hergestellt von MORITA CHEMICAL INDUSTRIES] erhalten worden war, unter Schütteln in einem Kunststoffbeutel nass gemischt und bei 120°C getrocknet wurden, wobei ein gemischtes Pulver erhalten wurde.
Beispiel 3
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 erhalten, außer dass die Menge der 10 gew.-%igen Wasseraufschlämmung des Feinpulvers mit einer BET spezifischen Oberfläche von 36 m²/g, das durch Mahlen von Aluminiumfluoridpulver [hergestellt von MORITA CHEMICAL INDUSTRIES] erhalten worden war, von 5 Gewichtsteile auf 10 Gewichtsteile geändert wurde, gefolgt von Nassmischen unter Schütteln.
Beispiel 4
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 3 erhalten, außer dass bei Nassmischen unter Schütteln 0,7 Gewichtsteile Methylsilicat [„MS-51 ”, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, Siliciumgehalt in SiO₂ Äquivalenten: 51 Gew.-%, Gewichtsmittel des Molekulargewichts: 500–700] zugegeben wurden.
Beispiel 5
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 erhalten, außer dass 100 g des erhaltenen gemischten Pulvers in einen Heißlufttrockner mit einem Innenvolumen von 216 l bei einer Atmosphärentemperatur von 200°C ohne Zufuhr von Luft oder reinem Wasser eingebracht wurden und dass die Wärmebehandlung unter einem Atmosphärendruck 4 Stunden durchgeführt wurde.
Beispiel 6
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 erhalten, außer dass Feinpulver mit einer BET spezifischen Oberfläche von 58 m²/g, das durch Mahlen von Aluminiumfluoridpulver [hergestellt von MORITA CHEMICAL INDUSTRIES] erhalten wurde, statt des Feinpulvers mit einer BET spezifischen Oberfläche von 36 m²/g verwendet wurde.
Beispiel 7
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass 100 Gewichtsteile Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1,2 μm, einer BET spezifischen Oberfläche von 4,3 m²/g, einem Na₂O Gehalt von 0,2 Gew.-% [„C-301N”, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.] und 20 Gewichtsteile einer 10 gew.-%igen Wasseraufschlämmung des Feinpulvers mit einer BET spezifischen Oberfläche von 36 m²/g, das durch Mahlen von Aluminiumfluoridpulver [hergestellt von MORITA CHEMICAL INDUSTRIES] erhalten wurden war, unter Schütteln in einem Kunststoffbeutel nass gemischt und bei 120°C getrocknet wurden, um ein gemischtes Pulver zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 1
Das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ [„CL-303”, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.], das als Ausgangssubstanz in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde als solches beurteilt.
Vergleichsbeispiel 2
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass das Aluminiumfluoridpulver nicht gemischt wurde.
Vergleichsbeispiel 3
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 erhalten, außer dass die Wärmebehandlung nicht durchgeführt wurde.
Vergleichsbeispiel 4
Das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ [„C-301N”, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.], das als Ausgangssubstanz in Beispiel 7 verwendet wurde, wurde als solches beurteilt.
Vergleichsbeispiel 5
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 7 erhalten, außer dass die Aufschlämmung des Feinpulvers, erhalten durch Mahlen des Aluminiumfluoridpulvers, nicht gemischt wurde.
Vergleichsbeispiel 6
Aluminiumhydroxidpulver wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 7 erhalten, außer dass die Wärmebehandlung nicht durchgeführt wurde.
[BET Spezifische Oberfläche, Wärmebeständigkeit und F1s Bindungsenergie des Pulvers]
Die Beurteilungsergebnisse der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Aluminiumhydroxidpulver sind in den Tabellen 1, 2 und 3 gezeigt.
[Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Pulveraufschlämmung]
Bezugsbeispiel 1
Aluminiumhydroxidpulver, erhalten in Beispiel 3, wurde zu einer Aufschlämmung geformt, und die elektrische Leitfähigkeit wurde gemessen.
Bezugsbeispiel 2
Die elektrische Leitfähigkeit wurde auf gleiche Weise wie in Bezugsbeispiel 1 gemessen, außer dass das in Beispiel 4 erhaltene Aluminiumhydroxidpulver verwendet wurde.
Bezugsbeispiel 3
Die elektrische Leitfähigkeit wurde auf gleiche Weise wie in Bezugsbeispiel 1 gemessen, außer dass das in Vergleichsbeispiel 2 erhaltene Aluminiumhydroxidpulver verwendet wurde.

Die Ergebnisse der Messung der elektrischen Leitfähigkeit in den Bezugsbeispielen 1–3 sind in Tabelle 4 gezeigt. [Tabelle 1]

		Beispiel
		1	2	3	4	5	6	7
BET Spezifische Oberfläche	m²/g	1,7	1,8	1,7	2,0	1,3	1,7	6,1
Starttemperatur der Dehydratation	°C	250	248	250	250	245	249	245
Dehydratationsmenge	%	28	29	29	28	29	28	29
BöhmitGehalt	%	9	9	9	10	7	12	6

[Tabelle 2]

		Vergleichsbeispiel
		1	2	3	4	5	6
BET Spezifische Oberfläche	m²/g	1,0	3,1	1,1	4,3	8,0	4,9
Starttemperatur der Dehydratation	^°C	237	242	239	230	236	232
Dehydratationsmenge	%	30	28	29	31	28	31
BöhmitGehalt	%	0	11	0	0	6	0

[Tabelle 3]

		Beispiel		Vergleichsbeispiel
		2	7	2	5	6
Eindungsenergie der Peakspitze von F1s	eV	684,7	684,6	Peak nicht nachgewiesen	Peak nicht nachgewiesen	685,7

In den Vergleichsbeispielen 2 und 5 wurde im Bereich von 680–690 eV kein Peak beobachtet. [Tabelle 4]

Bezugsbeispiel

1 2 3

Elektrische Leitfähigkeit μS/cm 70 41 59
Aus den vorstehenden Ergebnissen wurde gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass Aluminiumhydroxidpulver mit hoher Wärmebeständigkeit ohne Bilden von schädlichem Gas oder Abwasser hergestellt werden kann. Außerdem wurde festgestellt, dass die elektrische Leitfähigkeit des Aluminiumhydroxidpulvers unter Durchführen der Wärmebehandlung zusammen mit einer Siliciumverbindung verringert werden kann.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung eines wärmebeständigen Aluminiumhydroxids, umfassend die Schritte: Mischen von 100 Gewichtsteilen Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ und 0,05 Gewichtsteilen oder mehr und 5 Gewichtsteilen oder weniger Aluminiumfluoridpulver mit einer BET spezifischen Oberfläche von 10 m²/g oder mehr und 300 m²/g oder weniger, um ein Gemisch zu erhalten; und Durchführen einer Wärmebehandlung des Gemisches unter einem Druck von Atmosphärendruck oder mehr und 0,3 MPa oder weniger und bei einer Temperatur von 180°C oder mehr und 300°C oder weniger.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wärmebehandlung unter einer Atmosphäre mit einem Molanteil von Wasserdampf von 0,03 oder mehr und 1 oder weniger durchgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zeit während der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, 1 Minute oder mehr und 360 Minuten oder weniger beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ mit dem Bayer-Verfahren hergestellt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 μm oder mehr und 10 μm oder weniger aufweist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei 0,1 Gewichtsteile oder mehr und 5 Gewichtsteile oder weniger einer Siliciumverbindung in SiO₂ Äquivalenten zu einem gemischten Pulver von Aluminiumhydroxidpulver vom Gibbsit-Typ und dem Aluminiumfluoridpulver gegeben wird, um die Wärmebehandlung durchzuführen.
Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Siliciumverbindung ein Silicatmonomer, dargestellt durch die folgende Zusammensetzungsformel: Si(OR₄), wobei R einen Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen darstellt, oder ein Polymer davon oder ein Hydrolyseprodukt oder Kondensat davon ist.
Wärmebeständiges Aluminiumhydroxid, hergestellt mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
Wärmebeständiges Aluminiumhydroxid mit einer Bindungsenergie der Peakspitze von F1s, gemessen mit Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie von 684,0 eV oder mehr und 685,5 eV oder weniger und mit einem Böhmit-Gehalt von 3% oder mehr und 15% oder weniger.
Das wärmebeständige Aluminiumhydroxid nach Anspruch 9, wobei die Starttemperatur der Dehydratation 245°C oder mehr beträgt, und die Dehydratationsmenge 27% oder mehr und 30% oder weniger beträgt.
Das wärmebeständige Aluminiumhydroxid gemäß Anspruch 9 oder 10 mit einer BET spezifischen Oberfläche von 0,5 m²/g oder mehr und 8,0 m²/g oder weniger.
Eine Harzzusammensetzung, umfassend das wärmebeständige Aluminiumhydroxid gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11.