JP5133532B2 - Method for producing alumina organic solvent dispersion - Google Patents

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Description

本発明は、分散安定性に優れるアルミナ有機溶媒分散液の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an alumina organic solvent dispersion having excellent dispersion stability.

アルミナ微粒子を水に分散させたアルミナ水分散液(アルミナヒドロゾル、水性アルミナゾル)は、アルミナ薄膜を形成できるため表面改質材料などとして使用されている。   An alumina aqueous dispersion (alumina hydrosol, aqueous alumina sol) in which alumina fine particles are dispersed in water is used as a surface modifying material because it can form an alumina thin film.

アルミナ水分散液は分散媒が水なので、プラスチックなど疎水性が強い基材に適用した場合、基材への濡れ性が悪いので塗布し難く、形成されたアルミナ薄膜と基材との密着性も不十分である。また、耐水性も劣るため、用途によっては問題となる。アルミナ水分散液単独では、目的とする基材の改質を達成できないことが多い。これらを改善するため、結合剤、界面活性剤などを併用することがある。   Since the aqueous dispersion of alumina is water, when applied to highly hydrophobic substrates such as plastic, it is difficult to apply because the wettability to the substrate is poor, and the adhesion between the formed alumina thin film and the substrate is also good. It is insufficient. Moreover, since water resistance is also inferior, it becomes a problem depending on a use. In many cases, the aqueous dispersion of alumina alone cannot achieve the target substrate modification. In order to improve these, a binder, a surfactant or the like may be used in combination.

しかし、アルミナ水分散液を塗布する場合、結合剤は水溶性であることが必要である。そのため、使用できる結合剤が限定され、改善が不十分に終わることが少なくない。   However, when applying an aqueous alumina dispersion, the binder must be water soluble. Therefore, the binders that can be used are limited, and improvement is often insufficient.

この問題を解決する手段のひとつとして、アルミナ微粒子を各種の有機溶媒に分散させたゾル(アルミナオルガノゾル)が検討されている。   As one means for solving this problem, a sol (alumina organosol) in which alumina fine particles are dispersed in various organic solvents has been studied.

特開昭63−185439号公報(特許文献1)には、無機酸化物微粒子のグリコール単分散体及びその製法が開示されている。同公報の表2例番号2−(6)に、アルミナ水和物微粒子グリコール懸濁体(6a2)が開示されている。しかし、このアルミナ水和物微粒子グリコール懸濁体(6a2)は、分散安定性が悪く、増粘、ゲル化し易いという問題があった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-185439 (Patent Document 1) discloses a glycol monodispersion of inorganic oxide fine particles and a production method thereof. Table 2 Example No. 2- (6) in the publication discloses an alumina hydrate fine particle glycol suspension (6a2). However, this alumina hydrate fine particle glycol suspension (6a2) has a problem that the dispersion stability is poor and the viscosity and the gelation easily occur.

特表2003−517418号公報(特許文献2)には、有機スルホン酸で改質することを特徴とする有機溶媒中で分散可能な金属酸化物の製造方法、及び該金属酸化物と分散媒として非プロトン性極性溶媒、プロトン性極性溶媒などを含有する分散体が開示されている。有機スルホン酸で改質する酸化アルミニウムなどの金属酸化物の物性、つまり製造方法によっては、目的とする分散安定性が得られないことがあった。
特開昭63−185439号公報 特表2003−517418号公報
In Japanese translations of PCT publication No. 2003-517418 (Patent Document 2), a method for producing a metal oxide dispersible in an organic solvent, which is modified with an organic sulfonic acid, and the metal oxide and dispersion medium Dispersions containing aprotic polar solvents, protic polar solvents and the like are disclosed. Depending on the physical properties of a metal oxide such as aluminum oxide modified with an organic sulfonic acid, that is, the production method, the desired dispersion stability may not be obtained.
JP-A 63-185439 Special table 2003-517418 gazette

本発明が解決しようとする課題は、各種有機溶媒、特に、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類における分散安定性に優れるアルミナ有機溶媒分散液の製造方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing an alumina organic solvent dispersion excellent in dispersion stability in various organic solvents, particularly alcohols, ethers, ketones and esters.

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、金属アルミニウム又は加水分解性アルミニウム化合物を有機溶媒中で加水分解し、酸の存在下に解膠してアルミナ有機溶媒分散液を得る際に、金属アルミニウム又は加水分解性アルミニウム化合物に対して4〜10モルの水により加水分解してアルミナスラリーとし、金属アルミニウム又は加水分解性アルミニウム化合物に対して0.01〜0.2モル倍の有機スルホン酸の存在下に解膠して得たアルミナ有機溶媒分散液が各種有機溶媒における分散安定性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive research, the present inventors have hydrolyzed metallic aluminum or a hydrolyzable aluminum compound in an organic solvent and peptized in the presence of an acid to obtain an alumina organic solvent dispersion. Or it hydrolyzes with 4-10 mol water with respect to a hydrolysable aluminum compound, and it becomes an alumina slurry, 0.01-0.2 mol times presence of organic sulfonic acid with respect to metal aluminum or a hydrolyzable aluminum compound The present inventors have found that the alumina organic solvent dispersion obtained by peptization below is excellent in dispersion stability in various organic solvents, and have completed the present invention.

好ましくは、本発明のアルミナ有機溶媒分散液の製造方法は、前記加水分解性アルミニウム化合物がアルミニウムアルコキシドであることを特徴とする。   Preferably, the method for producing an alumina organic solvent dispersion of the present invention is characterized in that the hydrolyzable aluminum compound is an aluminum alkoxide.

好ましくは、本発明のアルミナ有機溶媒分散液の製造方法は、前記有機溶媒がプロトン性又は非プロトン性極性有機溶媒であることを特徴とするものである。   Preferably, the method for producing an alumina organic solvent dispersion of the present invention is characterized in that the organic solvent is a protic or aprotic polar organic solvent.

さらに好ましくは、本発明のアルミナ有機溶媒分散液の製造方法は、前記有機溶媒が炭素数2〜8のアルコール類、炭素数3〜8のケトン類、テトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン及びアミド類からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするものである。   More preferably, in the method for producing an alumina organic solvent dispersion of the present invention, the organic solvent is composed of alcohols having 2 to 8 carbon atoms, ketones having 3 to 8 carbon atoms, tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, and amides. It is at least 1 sort (s) chosen from these, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明のアルミナ有機溶媒分散液の製造方法は、前記方法で製造されたアルミナ有機溶媒分散液を、この有機溶媒とは異なる有機溶媒に置換する方法も包含する。   The method for producing an alumina organic solvent dispersion of the present invention also includes a method of replacing the alumina organic solvent dispersion produced by the above method with an organic solvent different from the organic solvent.

本発明のアルミナ有機溶媒分散液は分散安定性に優れているので増粘やゲル化し難く、かつ低粘度なので取扱い易い。   Since the alumina organic solvent dispersion of the present invention is excellent in dispersion stability, it is difficult to increase viscosity and gelation, and it is easy to handle because of its low viscosity.

以下に、本発明のアルミナ有機溶媒分散液の製造方法について説明する。   Below, the manufacturing method of the alumina organic solvent dispersion liquid of this invention is demonstrated.

本発明におけるアルミナには、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト、擬ベーマイト、ダイアスポア、無定形などの水酸化アルミニウム(アルミナ水和物)、及びγ、η、δ、ρ、κ、θ、χ、α形のアルミナ結晶が包含される。   The alumina in the present invention includes gibbsite, bayerite, boehmite, pseudoboehmite, diaspore, amorphous hydrated aluminum hydroxide (alumina hydrate), and γ, η, δ, ρ, κ, θ, χ, α forms. Of alumina crystals are included.

有機溶媒中で、金属アルミニウム又は加水分解性アルミニウム化合物を、特定量の水により加水分解してアルミナスラリーとし、続いて特定量の有機スルホン酸の存在下に解膠し、所定のアルミナ濃度になるまで濃縮する。   In an organic solvent, metal aluminum or a hydrolyzable aluminum compound is hydrolyzed with a specific amount of water to form an alumina slurry, and then peptized in the presence of a specific amount of organic sulfonic acid to obtain a predetermined alumina concentration. Concentrate to

加水分解性アルミニウム化合物には、各種の無機アルミニウム化合物及び有機性の基を有するアルミニウム化合物が包含される。無機アルミニウム化合物としては、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの無機酸の塩、アルミン酸ナトリウムなどのアルミン酸塩、水酸化アルミニウムなどが例示できる。有機性の基を有するアルミニウム化合物としては、酢酸アルミニウムなどのカルボン酸塩、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニウムsec−ブトキシドなどのアルミニウムアルコキシド、環状アルミニウムオリゴマー、ジイソプロポキシ(エチルアセトアセタト)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセタト)アルミニウムなどのアルミニウムキレート、アルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物などが例示できる。適度な加水分解性を有し、副生成物の除去が容易であることなどからアルミニウムアルコキシドが好ましく、炭素数2〜5のアルコキシル基を有するものが特に好ましい。   The hydrolyzable aluminum compound includes various inorganic aluminum compounds and aluminum compounds having an organic group. Examples of inorganic aluminum compounds include salts of inorganic acids such as aluminum chloride and aluminum sulfate, aluminates such as sodium aluminate, and aluminum hydroxide. Examples of the aluminum compound having an organic group include carboxylates such as aluminum acetate, aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum n-butoxide, aluminum sec-butoxide, and other aluminum alkoxides, cyclic aluminum oligomers, diisopropoxy ( Examples thereof include aluminum chelates such as ethylacetoacetate) aluminum and tris (ethylacetoacetate) aluminum, and organic aluminum compounds such as alkylaluminum. Aluminum alkoxides are preferable because they have moderate hydrolyzability and easy removal of by-products, and those having an alkoxyl group having 2 to 5 carbon atoms are particularly preferable.

加水分解における水の量は、アルミニウムアルコキシドに対して4〜10モル倍が好ましい。さらに好ましくは、5〜7モル倍である。水の量が4モル倍未満の場合は加水分解が十分進行しないため好ましくない。10モル倍を超える場合は粘度が高くなるため好ましくない。   The amount of water in the hydrolysis is preferably 4 to 10 moles relative to the aluminum alkoxide. More preferably, it is 5-7 mole times. When the amount of water is less than 4 mole times, hydrolysis does not proceed sufficiently, which is not preferable. When exceeding 10 mol times, since a viscosity becomes high, it is unpreferable.

加水分解時に共存させる有機溶媒は特に限定されないが、アルミニウムアルコキシドと前記所定量の水を添加し終えた時に混和する水溶性を有するプロトン性、非プロトン性極性有機溶媒が好ましい。プロトン性有機溶媒には、アルコール類、少なくとも1個以上のヒドロキシル基を有するエーテル類、ケトン類若しくはエステル類などが包含される。非プロトン性極性有機溶媒には、ケトン類、エステル類、エーテル類などが包含される。さらに好ましくは、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどの炭素数2〜8のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどの炭素数3〜8のケトン類、テトラヒドロフラン(THF)、γ−ブチロラクトン、アミド類である。アミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミド、ホルミルピペリジン、アセチルピペリジン、N−メチルピペリドン、尿素、テトラメチル尿素、エチレン尿素、1,3−ジメチルエチレン尿素などが例示できる。   The organic solvent coexisting at the time of hydrolysis is not particularly limited, but is preferably a protic or aprotic polar organic solvent having water solubility that is mixed when the aluminum alkoxide and the predetermined amount of water are added. The protic organic solvent includes alcohols, ethers having at least one hydroxyl group, ketones or esters. Aprotic polar organic solvents include ketones, esters, ethers and the like. More preferably, alcohols having 2 to 8 carbon atoms such as ethanol, 2-propanol, 1-butanol, ethylene glycol and diethylene glycol, ketones having 3 to 8 carbon atoms such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, tetrahydrofuran (THF), γ-butyrolactone and amides. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide, formylpiperidine, acetylpiperidine, N-methylpiperidone, urea, tetramethylurea, ethyleneurea, 1,3-dimethylethyleneurea and the like.

また、複数の有機溶媒を併用してもよい。   A plurality of organic solvents may be used in combination.

有機溶媒の使用量はアルミニウムアルコキシドに対して1〜5重量倍が好ましい。有機溶媒の使用量が1重量倍未満の場合は加水分解時の撹拌が困難になるため好ましくない。5重量倍を超えて使用しても後工程の所定濃度への濃縮に時間を要するだけで利点がないので好ましくない。   The amount of the organic solvent used is preferably 1 to 5 times by weight with respect to the aluminum alkoxide. When the amount of the organic solvent used is less than 1 times by weight, stirring during hydrolysis becomes difficult, which is not preferable. Even if it is used in excess of 5 times by weight, it is not preferable because it only takes time to concentrate to a predetermined concentration in the subsequent step and there is no advantage.

所定量の有機溶媒、水及び金属アルミニウムあるいは加水分解性アルミニウム化合物を添加後、85〜170℃で0.5〜10時間加熱し、好ましくは105〜150℃で1〜5時間、水熱処理する。85℃未満の場合は加水分解に長時間を必要とし、170℃を超える温度で実施しても加水分解速度の増大は僅かであり、高耐圧容器等を必要とし経済的に不利なので好ましくない。0.5時間未満の場合は温度調節が難しく、10時間を超えて加熱しても、工程時間が長くなるだけなので好ましくない。   After adding a predetermined amount of an organic solvent, water and metallic aluminum or a hydrolyzable aluminum compound, the mixture is heated at 85 to 170 ° C. for 0.5 to 10 hours, preferably hydrothermally treated at 105 to 150 ° C. for 1 to 5 hours. If it is less than 85 ° C., it takes a long time for hydrolysis, and even if it is carried out at a temperature exceeding 170 ° C., the increase in hydrolysis rate is slight, and it is not preferable because it requires a high pressure vessel and is economically disadvantageous. If the time is less than 0.5 hours, it is difficult to control the temperature, and heating for more than 10 hours is not preferable because it only increases the process time.

次に、加水分解により得られたアルミナスラリーを、特定量の有機スルホン酸の存在下、加熱することにより解膠する。   Next, the alumina slurry obtained by hydrolysis is peptized by heating in the presence of a specific amount of organic sulfonic acid.

有機スルホン酸には、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸などの芳香族スルホン酸、ヘキサンスルホンなどの脂肪族スルホン酸などが包含される。   The organic sulfonic acid includes aromatic sulfonic acid such as benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and dodecylbenzenesulfonic acid, and aliphatic sulfonic acid such as hexanesulfone.

有機スルホン酸の共存量は金属アルミニウム、又は加水分解性アルミニウム化合物に対して0.01〜0.2モル倍であり、好ましくは0.6〜0.15モル倍である。0.01モル倍未満の場合は解膠が十分進行せず、目的とするアルミナ有機溶媒分散液を得ることができない。0.2モル倍を超える場合は、経時安定性が低下するので好ましくない。   The coexistence amount of the organic sulfonic acid is 0.01 to 0.2 mol times, preferably 0.6 to 0.15 mol times with respect to the metal aluminum or the hydrolyzable aluminum compound. When it is less than 0.01 mol times, peptization does not proceed sufficiently, and the intended alumina organic solvent dispersion cannot be obtained. If it exceeds 0.2 mol times, the stability over time is lowered, which is not preferable.

40〜120℃で0.5〜10時間、好ましくは60〜100℃で1〜6時間加熱する。40℃未満の場合は解膠に長時間を要し、120℃を超える温度で実施しても解膠速度の増大は僅かであり、高耐圧容器等を必要とし経済的に不利なので好ましくない。0.5時間未満の場合は解膠が不十分であり、10時間を超えて加熱しても工程時間が長くなるだけなので好ましくない。   Heat at 40 to 120 ° C. for 0.5 to 10 hours, preferably 60 to 100 ° C. for 1 to 6 hours. When the temperature is lower than 40 ° C., it takes a long time for peptization, and even if it is carried out at a temperature exceeding 120 ° C., the increase in the peptization rate is slight. When the time is less than 0.5 hours, peptization is insufficient, and heating for more than 10 hours only increases the process time, which is not preferable.

次に、所定のアルミナ濃度になるまで、加熱による過剰溶媒の留去など一般的な方法で濃縮することにより、アルミナ有機溶媒分散液を得ることができる。
更に、加水分解時に共存させた有機溶媒とは異なる有機溶媒に置換することもできる(溶媒交換)。アルミナがトルエンなどの非極性有機溶媒に安定に分散した液を得るためには、溶媒交換が必要である。
Next, an alumina organic solvent dispersion liquid can be obtained by concentrating by a general method such as distillation of excess solvent by heating until a predetermined alumina concentration is reached.
Furthermore, it can be substituted with an organic solvent different from the organic solvent coexisted during the hydrolysis (solvent exchange). In order to obtain a liquid in which alumina is stably dispersed in a nonpolar organic solvent such as toluene, solvent exchange is required.

本発明の製造方法により得られるアルミナ有機溶媒分散液の諸物性は以下の通りである。
・アルミナ濃度:5.0〜15.0重量%
・水分:5%以下(カールフィッシャー法)
・初期粘度:600mPa・s以下
・30日後の粘度:600mPa・s以下
コーン・プレート型回転粘度計(東機産業社製、RE115R型、コーン角度:1゜34’、プレート直径:24mm)により、以下の条件で測定した。
Various physical properties of the alumina organic solvent dispersion obtained by the production method of the present invention are as follows.
Alumina concentration: 5.0 to 15.0% by weight
・ Moisture: 5% or less (Karl Fischer method)
・ Initial viscosity: 600 mPa · s or less ・ Viscosity after 30 days: 600 mPa · s or less Cone plate type rotational viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., RE115R type, cone angle: 1 ° 34 ′, plate diameter: 24 mm) Measurement was performed under the following conditions.

プレート温度:25℃、回転数:30rpm
・透過率:10〜80%
・30日後の透過率:10〜80%
540nmにおける透過率を分光光度計(日立製作所社製、V-3000)で測定した。
・分散しているアルミナ微粒子
・種類:ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト、擬ベーマイト、ダイアスポア、無定形などの水酸化アルミニウム(アルミナ水和物)、及びγ、η、δ、ρ、κ、θ、χ、α形のアルミナ
エバポレーターにて溶媒を除去し粉末化した試料を、X線回折装置(リガク社製、RINT2000型式)にて測定した。
・平均粒子径:0.01〜1μm
動的光散乱法粒径測定装置(日機装社製、マイクロトラック超微粒子粒度分析計(W)型式:9340−UPA150)で測定した。
Plate temperature: 25 ° C, rotation speed: 30rpm
-Transmittance: 10-80%
-Transmittance after 30 days: 10-80%
The transmittance at 540 nm was measured with a spectrophotometer (Hitachi, Ltd., V-3000).
・ Dispersed alumina fine particles ・ Type: Gibbsite, bayerite, boehmite, pseudoboehmite, diaspore, amorphous aluminum hydroxide (alumina hydrate), and γ, η, δ, ρ, κ, θ, χ The sample obtained by removing the solvent with an α-form alumina evaporator and pulverizing was measured with an X-ray diffractometer (RINT2000 model, manufactured by Rigaku Corporation).
・ Average particle size: 0.01-1 μm
The particle size was measured with a dynamic light scattering particle size measuring apparatus (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Microtrac Ultrafine Particle Size Analyzer (W) model: 9340-UPA150).

次に、実施例を示し、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Next, examples will be shown and described in more detail, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
0.5Lオートクレーブに1−ブタノール160g、イオン交換水46.8g(2.6mol)を仕込み、撹拌しながら70℃に昇温した。アルミニウムn−ブトキサイド98.4g(0.4mol)を1時間かけて滴下し、120℃で2時間撹拌した。p−トルエンスルホン酸一水和物6.9g(0.04mol)を添加し90℃で1時間撹拌後、反応液を固形分15%になるまで濃縮し、アルミナ1−ブタノール分散液を得た。結晶形:ベーマイト、アルミナ濃度:15重量%、粘度:33mPa・s、水分:0.6%、透過率:70%(540nm)、平均粒子径は0.055μmであった。
Example 1
A 0.5 L autoclave was charged with 160 g of 1-butanol and 46.8 g (2.6 mol) of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring. Aluminum n-butoxide 98.4g (0.4mol) was dripped over 1 hour, and it stirred at 120 degreeC for 2 hours. After adding 6.9 g (0.04 mol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate and stirring at 90 ° C. for 1 hour, the reaction solution was concentrated to a solid content of 15% to obtain an alumina 1-butanol dispersion. Crystal form: boehmite, alumina concentration: 15% by weight, viscosity: 33 mPa · s, moisture: 0.6%, transmittance: 70% (540 nm), and average particle size was 0.055 μm.

(実施例2)
0.5Lオートクレーブに2−プロパノール160g、イオン交換水39.6g(2mol)を仕込み、撹拌しながら70℃に昇温した。アルミニウムイソプロポキシド81.8g(0.4mol)を1時間かけて滴下し、120℃で1時間撹拌した。p−トルエンスルホン酸一水和物6.9g(0.04mol)を添加し90℃で1時間撹拌後、反応液を固形分10%になるまで濃縮し、アルミナ2−プロパノール分散液を得た。結晶形:ベーマイト、アルミナ濃度:10重量%、粘度:30mPa・s、水分:3.0%、透過率:10%(540nm)、平均粒子径は0.062μmであった。
(Example 2)
A 0.5 L autoclave was charged with 160 g of 2-propanol and 39.6 g (2 mol) of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring. 81.8 g (0.4 mol) of aluminum isopropoxide was added dropwise over 1 hour, and the mixture was stirred at 120 ° C. for 1 hour. After adding 6.9 g (0.04 mol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate and stirring at 90 ° C. for 1 hour, the reaction solution was concentrated to a solid content of 10% to obtain an alumina 2-propanol dispersion. Crystal form: boehmite, alumina concentration: 10% by weight, viscosity: 30 mPa · s, moisture: 3.0%, transmittance: 10% (540 nm), and average particle size was 0.062 μm.

(実施例3)
1.0Lオートクレーブにシクロヘキサノン:200g、イオン交換水50.4g(2.8mol)を仕込み、撹拌しながら70℃に昇温した。アルミニウムイソプロポキシド81.8g(0.4mol)を1時間かけて滴下し、120℃で2時間撹拌した。p−トルエンスルホン酸一水和物6.0g(0.034mol)を添加し90℃で1時間撹拌後、反応液を固形分10%になるまで濃縮し、アルミナシクロヘキサノン分散液を得た。結晶形:ベーマイト、アルミナ濃度:10重量%、粘度:120mPa・s、水分:0.8%、透過率:40%(540nm)、平均粒子径は0.060μmであった。
(Example 3)
A 1.0 L autoclave was charged with 200 g of cyclohexanone and 50.4 g (2.8 mol) of ion exchange water, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring. 81.8 g (0.4 mol) of aluminum isopropoxide was added dropwise over 1 hour, and the mixture was stirred at 120 ° C. for 2 hours. After adding 6.0 g (0.034 mol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate and stirring at 90 ° C. for 1 hour, the reaction solution was concentrated to a solid content of 10% to obtain an alumina cyclohexanone dispersion. Crystal form: boehmite, alumina concentration: 10% by weight, viscosity: 120 mPa · s, moisture: 0.8%, transmittance: 40% (540 nm), and average particle size was 0.060 μm.

(実施例4)
1.0Lのナスフラスコに実施例1で得られたアルミナブタノールゾル200gとγ-ブチロラクトン270gを仕込み、エバポレータにてブタノールを留去し、アルミナγ-ブチロラクトン分散液300gを得た。結晶形:ベーマイト、アルミナ濃度:10重量%、粘度:20mPa・s、水分:0.8%、透過率:60%(540nm)、平均粒子径は0.040μmであった。
Example 4
A 1.0 L eggplant flask was charged with 200 g of the alumina butanol sol obtained in Example 1 and 270 g of γ-butyrolactone, and butanol was distilled off with an evaporator to obtain 300 g of an alumina γ-butyrolactone dispersion. Crystal form: boehmite, alumina concentration: 10% by weight, viscosity: 20 mPa · s, moisture: 0.8%, transmittance: 60% (540 nm), and average particle size was 0.040 μm.

(実施例5)
1.0Lオートクレーブに2−プロパノール160g、イオン交換水43.2g(2.4mol)を仕込み、撹拌しながら70℃に昇温した。アルミニウムイソプロポキシド81.8g(0.4mol)を1時間かけて滴下し、120℃で2時間撹拌した。トルエン120g、p−トルエンスルホン酸一水和物6.8g(0.04mol)を添加し90℃で1時間撹拌後、反応液を固形分15%になるまで濃縮し、アルミナ2−プロパノール-トルエン分散液を得た。結晶形:ベーマイト、アルミナ濃度:15重量%、粘度:30mPa・s、水分:3.0 %、透過率:55%(540nm)、平均粒子径は0.055μmであった。
(Example 5)
A 1.0 L autoclave was charged with 160 g of 2-propanol and 43.2 g (2.4 mol) of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 70 ° C. with stirring. 81.8 g (0.4 mol) of aluminum isopropoxide was added dropwise over 1 hour, and the mixture was stirred at 120 ° C. for 2 hours. After adding 120 g of toluene and 6.8 g (0.04 mol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate and stirring at 90 ° C. for 1 hour, the reaction solution is concentrated to a solid content of 15%, and an alumina 2-propanol-toluene dispersion Got. Crystal form: boehmite, alumina concentration: 15% by weight, viscosity: 30 mPa · s, moisture: 3.0%, transmittance: 55% (540 nm), and average particle size was 0.055 μm.

(比較例1)
0.5Lオートクレーブに1−ブタノール99g、イオン交換水108g(6mol)を仕込み、撹拌しながら70℃に昇温した。アルミニウムn−ブトキサイド98.4g(0.4mol)を1時間かけて滴下し、120℃で2時間撹拌した。p−トルエンスルホン酸一水和物6.9g(0.04mol)を添加し90℃で1時間撹拌後、反応液を固形分15%になるまで濃縮し、アルミナ1−ブタノール分散液を得た。結晶形:ベーマイト、アルミナ濃度:15重量%、粘度:1500mPa・s、水分:0.8%、透過率:72%(540nm)、平均粒子径は0.006μmであった。
(Comparative Example 1)
A 0.5 L autoclave was charged with 99 g of 1-butanol and 108 g (6 mol) of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring. Aluminum n-butoxide 98.4g (0.4mol) was dripped over 1 hour, and it stirred at 120 degreeC for 2 hours. After adding 6.9 g (0.04 mol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate and stirring at 90 ° C. for 1 hour, the reaction solution was concentrated to a solid content of 15% to obtain an alumina 1-butanol dispersion. Crystal form: boehmite, alumina concentration: 15% by weight, viscosity: 1500 mPa · s, moisture: 0.8%, transmittance: 72% (540 nm), and average particle size was 0.006 μm.

(比較例2)
0.5Lオートクレーブに1−ブタノール99g、イオン交換水21.6g(1.2mol)を仕込み、撹拌しながら70℃に昇温した。アルミニウムn−ブトキサイド98.4g(0.4mol)を1時間かけて滴下し、120℃で2時間撹拌した。p−トルエンスルホン酸一水和物6.9g(0.04mol)を添加し90℃で1時間撹拌した。得られた反応液は白色スラリー状で、沈降物が認められた。
(Comparative Example 2)
A 0.5 L autoclave was charged with 99 g of 1-butanol and 21.6 g (1.2 mol) of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring. Aluminum n-butoxide 98.4g (0.4mol) was dripped over 1 hour, and it stirred at 120 degreeC for 2 hours. 6.9 g (0.04 mol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate was added and stirred at 90 ° C. for 1 hour. The obtained reaction liquid was in the form of a white slurry, and sediment was observed.

(比較例3)1−ブタノール,水6.5モル倍,硝酸
0.5Lオートクレーブに1−ブタノール160g、イオン交換水46.8g(2.6mol)を仕込み、撹拌しながら70℃に昇温した。アルミニウムn−ブトキサイド98.4g(0.4mol)を1時間かけて滴下し、120℃で2時間撹拌した。61%硝酸4.1g(0.04mol)を添加し90℃で1時間撹拌した。得られた反応液は白色スラリー状で、沈降物が認められた。
(Comparative Example 3) 1-butanol, water 6.5 mol times, nitric acid
A 0.5 L autoclave was charged with 160 g of 1-butanol and 46.8 g (2.6 mol) of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring. Aluminum n-butoxide 98.4g (0.4mol) was dripped over 1 hour, and it stirred at 120 degreeC for 2 hours. To this, 4.1 g (0.04 mol) of 61% nitric acid was added and stirred at 90 ° C. for 1 hour. The obtained reaction liquid was in the form of a white slurry, and sediment was observed.

粘度、透過率の経時変化を〔表1〕に示した。   Changes in viscosity and transmittance over time are shown in [Table 1].

注1):アルミニウムアルコキシドに対する水の添加モル倍率
注2):アルミニウムアルコキシドに対する添加モル倍率
透過率:日立分光光度計 V-3000 測定波長:540nm
粘度:東機産業社製 コーン・プレート型回転粘度計:RE115R
Note 1): Addition molar ratio of water to aluminum alkoxide Note 2): Addition molar ratio of aluminum alkoxide Transmission: Hitachi Spectrophotometer V-3000 Measurement wavelength: 540 nm
Viscosity: Toki Sangyo Co., Ltd. Cone / Plate Rotational Viscometer: RE115R

本発明の製造方法により得られるアルミナ有機溶媒分散液は経時安定性が優れているので、ポリエステルなどプラスチックの表面処理剤として有用であり、印刷記録材料、ガスバリアー性を要求される医薬品、食品、その他産業資材用包装材料、難燃性を要求されるプラスチック製電気・電子部品、自動車部品材料、更に、透明性、防曇性、耐水性が要求される農業用ハウスやトンネルのプラスチック製被覆材料として有用である。   Since the alumina organic solvent dispersion obtained by the production method of the present invention is excellent in stability over time, it is useful as a surface treatment agent for plastics such as polyester, printing recording materials, pharmaceuticals that require gas barrier properties, foods, Other packaging materials for industrial materials, plastic electrical and electronic parts that require flame resistance, automotive parts materials, and plastic covering materials for agricultural houses and tunnels that require transparency, anti-fogging properties, and water resistance Useful as.

Claims (4)

有機溶媒中で金属アルミニウム又は加水分解性アルミニウム化合物を加水分解し、酸の存在下に解膠してアルミナ有機溶媒分散液を得る際に、金属アルミニウム又は加水分解性アルミニウム化合物に対して4〜10モル倍の水により85〜170℃で0.5〜10時間加熱して加水分解してアルミナスラリーとし、金属アルミニウム又は加水分解性アルミニウム化合物に対して0.01〜0.2モル倍の有機スルホン酸の存在下に解膠することを特徴とする、水分量が5%以下であるアルミナ有機溶媒分散液の製造方法。 When hydrolyzing metal aluminum or a hydrolyzable aluminum compound in an organic solvent and peptizing in the presence of an acid to obtain an alumina organic solvent dispersion, 4 to 10 with respect to the metal aluminum or hydrolyzable aluminum compound. It is hydrolyzed by heating at 85-170 ° C. for 0.5 to 10 hours with mol-fold water to obtain an alumina slurry, and 0.01 to 0.2 mol-fold organic sulfone with respect to metal aluminum or hydrolyzable aluminum compound. A method for producing an alumina organic solvent dispersion having a water content of 5% or less, characterized by peptization in the presence of an acid. 加水分解性アルミニウム化合物がアルミニウムアルコキシドであることを特徴とする請求項1に記載のアルミナ有機溶媒分散液の製造方法。   The method for producing an alumina organic solvent dispersion according to claim 1, wherein the hydrolyzable aluminum compound is an aluminum alkoxide. 有機溶媒がプロトン性又は非プロトン性極性有機溶媒であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアルミナ有機溶媒分散液の製造方法。   3. The method for producing an alumina organic solvent dispersion according to claim 1, wherein the organic solvent is a protic or aprotic polar organic solvent. 有機溶媒が炭素数2〜8のアルコール類、炭素数3〜8のケトン類、テトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン及びアミド類からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3に記載のアルミナ有機溶媒分散液の製造方法。
The organic solvent is at least one selected from the group consisting of alcohols having 2 to 8 carbon atoms, ketones having 3 to 8 carbon atoms, tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, and amides. The manufacturing method of the alumina organic solvent dispersion liquid of description.
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