JPH1036105A - 耐水性窒化ホウ素及びその製造方法 - Google Patents

耐水性窒化ホウ素及びその製造方法

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JPH1036105A
JPH1036105A JP8197251A JP19725196A JPH1036105A JP H1036105 A JPH1036105 A JP H1036105A JP 8197251 A JP8197251 A JP 8197251A JP 19725196 A JP19725196 A JP 19725196A JP H1036105 A JPH1036105 A JP H1036105A
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JP
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water
boron nitride
borate
resistant
barium
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JP8197251A
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English (en)
Inventor
Isao Harada
功 原田
Manabu Shimoda
学 下田
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐水性に優れた窒化ホウ素粉末を得
る。 【解決手段】 窒化ホウ素の表面にホウ酸カルシウム
及び/またはホウ酸バリウムを含有。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は耐水性のある窒化ホ
ウ素(以下、単にBNと記す)及びその製造方法に関す
る。更に詳しくは、窒化ホウ素の粒子表面を水に不溶な
ホウ素化合物で被覆されたBN及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】BNには、六方晶、立方晶があり、この
うち六方晶BN粉末は黒鉛と同様に層状構造をしてお
り、熱伝導性、電気絶縁性、化学安定性、潤滑性、耐熱
性等に優れている。また、BNの摩擦係数は900℃付
近で0.2以下で安定しており、他の固体潤滑剤(二硫
化モリブデン等)よりも空気中高温域で優れた潤滑性、
化学安定性、耐熱性を示すことから、高温域で使用可能
な固体潤滑剤としても注目されておりその用途は多様化
している。
【0003】しかし、一方ではこのBN粉末が、空気中
あるいは水中で加水分解することで、性能低下や使用範
囲が限られる場合もある。例えば、BNを水溶性樹脂に
分散させた耐熱絶縁塗布剤、BNスラリー(特願平6−
267358号公報)は、保存期間が数ヶ月で、それを
超過すると耐熱性に劣化が生じてしまう。また、化粧品
用の原料として用いられる六方晶BNの場合、温水中で
の溶出ホウ素が20ppm以下と定められており、特に
比表面積が5m/gを越える微粒子BNでは、この基
準をクリアーすることが困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐水性に優
れたBN粉末を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、水に不溶なホウ酸塩を、BNの粒子表面
に形成することによって、耐水性に優れたBN粉末を得
ることを知見し、本発明の完成させるに至った。
【0006】即ち、本発明は窒化ホウ素の表面にホウ酸
カルシウム及び/またはホウ酸バリウムを含有する耐水
性窒化ホウ素及び窒化ホウ素をカルシウム及び/または
バリウムの水酸化合物、炭酸塩、酢酸塩の化合物のうち
少なくとも一種以上で処理することを特徴とする耐水性
窒化ホウ素の製造方法に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明でいうBNとは、六方晶及び立方晶の結晶構造を
もつものであり、粒径や純度については特に制限はな
く、一般に市販されているものでも構わない。しかしな
がら、以下の方法によって合成されるものを用いてもよ
い。例えば、ホウ酸またはホウ酸塩をアンモニアと直接
反応させる還元窒化法、ホウ酸塩や無水ホウ酸等に尿
素、メラミン等の含窒素化合物を添加し、非酸化性雰囲
気下で加熱処理する含窒素化合物添加法等が知られてい
る。
【0008】これらは、800℃と比較的低温で合成さ
れる結晶成長が未発達な六方晶BN(粗製BN)、15
00〜2200℃で焼成し結晶化させた六方晶BN、更
には2000℃以上で高圧焼成し結晶化させた立方晶B
N等がある。また、合成方法や焼成温度によって粒径が
異なるが、いずれも本発明には使用可能である。これら
BNは、僅かに加水分解性を有しており、大気中で取り
扱う場合、幾分加水分解しBN表面にホウ酸となって存
在しているが、このようなものであっても特に問題はな
い。
【0009】本発明に於いて、BN表面に形成されるホ
ウ酸カルシウムあるいはホウ酸バリウムは一般式(1)
に於いてMがCaおよびBaであるホウ酸塩をいう。 一般式(1) xMO・yB・zHO (z:0を含む) ホウ酸塩と称するもののうち、アルカリ金属の塩は水に
よく溶け、その他の金属は一般的に難溶である。中でも
アルカリ土類金属の塩は、比較的溶けにくい部類に属
し、更にそのうちのCaおよびBaのホウ酸塩は水に対
してほとんど溶けない。よって本発明が、BNの表面に
ホウ酸カルシウムあるいはホウ酸バリウムを形成せしめ
る理由がここにある。
【0010】ホウ酸カルシウムあるいはホウ酸バリウム
を例示すると、2CaO・B、CaO・B
、CaO・2B、2BaO・B、B
aO・B、BaO・2B等が挙げられ、ま
た結晶水を含む塩であっても良い。
【0011】但し、本発明でこれらホウ酸塩の重量%
は、CaO・B、あるいはBaO・Bとし
て換算した値をいう。BNに対してホウ酸カルシウム及
び/またはホウ酸バリウムの含有量は0.01〜1重量
%、好ましくは0.05〜0.7重量%、更に好ましく
は0.1〜0.5重量%が好適である。
【0012】ホウ酸カルシウム及び/またはホウ酸バリ
ウムの含有量が0.01重量%未満では、十分な耐水効
果が得られず、また1重量%を越えると、BN本来の潤
滑性能が損なわれるので好ましくない。
【0013】次に処理方法について説明する。本発明で
は窒化ホウ素の表面にホウ酸カルシウム及び/またはホ
ウ酸バリウムを形成せしめる方法として、カルシウム及
び/またはバリウムの水酸化合物、炭酸塩、酢酸塩の化
合物のうち少なくとも一種以上を使用する。またこれら
を具体的に例示すると、カルシウム化合物は、Ca(O
H)、Ca(CHCO 、CaCO等、バリ
ウム化合物は、Ba(OH)、Ba(CHCO
、BaCO等が好ましい。
【0014】これらの化合物の量は、特に限定するもの
ではないが通常BNに対し0.01〜5重量%で処理さ
れる。これらの化合物は、一旦、水に溶解あるいは懸濁
した後、BNとスラリー混合し、処理される。スラリー
の濃度は、攪拌可能な濃度であれば特に限定されるもの
ではない。
【0015】また、処理温度は、常圧に於いて0℃〜1
00℃、好ましくは25℃〜80℃で処理される。処理
温度が0℃未満では反応の進行が遅く、また100℃を
越えると、加圧装置を必要とし、コストアップとなるの
で好ましくない。処理時間は、上記のカルシウム/バリ
ウム化合物の種類、添加量、あるいは処理温度によって
異なるが、通常1〜1000分程度で行われる。
【0016】処理したBNは、濾過、洗浄後、乾燥す
る。添加した化合物が未反応で残存すると、製品純度の
低下となり、耐熱性、潤滑性の悪化を招くことになるの
で、十分洗浄し除去する必要がある。以上の方法によっ
て、BNの表面にホウ酸と上記のカルシウム/バリウム
化合物の反応によってホウ酸カルシウムあるいはホウ酸
バリウムが形成される。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例をもって説明する。%
は特記しない限り重量%を表す。 実施例1 1Lのテフロンビーカーに0.03%のCa(OH)
水溶液500mlを入れ、30℃に加温した後、比表面
積7m/gの六方晶BN25gを入れて、30℃を維
持したまま2時間攪拌した。その後、ヌッチェを用い吸
引濾過し、更にヌッチェ上のケーキに純水500mlを
注ぎ、濾過洗浄し120℃で乾燥した。このBNの処理
前後のサンプルを、NaOHを用いアルカリ溶融し、C
a分を滴定法にて測定し、その差値よりホウ酸塩(Ca
O・Bとして)の量を算出した。また下記の方法
により耐水性テストを行い、溶出ホウ素を測定した。こ
れらの結果は、表1に示す。
【0018】[以下の方法によってBNの耐水性能につ
いて評価した。]還流器付きの150mlナス型ビーカ
ーに純水90mlとメタノール10mlの溶液に2.5
gの窒化ホウ素を加えスラリーとし、これを75℃の温
度で維持し、1時間後の溶出するホウ素量をICPまた
は比色法により測定する。
【0019】実施例2 1Lのテフロンビーカーに0.1%のCa(CHCO
水溶液500mlを入れ、80℃に加温した後、
比表面積7m/gの六方晶BN25gを入れて、80
℃を維持したまま3時間攪拌した。その後、ヌッチェを
用い吸引濾過し、更にヌッチェ上のケーキに純水500
ccを注ぎ、濾過洗浄し、120℃で乾燥した。このB
Nを実施例1と同様の方法で行なった。結果を表1に示
す。
【0020】実施例3 1Lのテフロンビーカーに0.01%のCaCO懸濁
液500mlを入れ、100℃に加温した後、比表面積
7m/gの六方晶BN12.5gを入れて、100℃
を維持したまま5時間攪拌した。その後、ヌッチェを用
い吸引濾過し、濾過ケーキを20℃の純水1Lに投入
し、30分攪拌し再度濾過し、120℃で乾燥した。こ
のBNを実施例1と同様の方法で行なった。結果を表1
に示す。
【0021】実施例4 BNを比表面積150m/gのやや結晶成長が未発達
な六方晶BN(粗製BN)に替えた以外は、実施例1と
同様の方法で行なった。結果を表1に示す。
【0022】実施例5 BNを比表面積3m/gの立方晶BNに替えた以外
は、実施例1と同様の方法で行なった。結果を表1に示
す。
【0023】実施例6 Ca(OH)をBa(OH)に替えた以外は、実施
例3と同様の方法で行なった。結果を表1に示す。
【0024】実施例7 Ca(CHCOをBa(CHCOに替
えた以外は、実施例2と同様の方法で行なった。結果を
表1に示す。
【0025】実施例8 CaCOをBaCOに替えた以外は、実施例3と同
様の方法で行なった。結果を表1に示す。
【0026】比較例1〜3 実施例1、4、5で用いたBNの耐水性能を測定した。
結果を表1に示す。
【0027】比較例4 Ca(OH)をKOHに替えた以外は、実施例1と同
様の方法で行った。結果を表1に示す。
【0028】比較例5 Ca(OH)をSr(OH)に替えた以外は、実施
例1と同様の方法で行った。結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明は、BNの粒子表面に、水に不溶
なホウ酸塩を形成することによって、耐水性に優れたB
N粉末を提供できるに至った。その結果、このBN粉末
が、空気中あるいは水中で加水分解することなく、安定
的に供給できるようになり、耐熱及び絶縁性能が要求さ
れる構造材料や樹脂フィラーの用途に適している。ま
た、水溶性樹脂に分散させた耐熱絶縁塗布剤(BNスラ
リー)用に使用すれば、劣化を防止し保存期間を大幅に
改善できる。更に、化粧品用の原料として用いられる六
方晶BNの場合も、温水中での溶出ホウ素を低減でき、
この基準をクリアーすることが可能となった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒化ホウ素の表面にホウ酸カルシウム
    及び/またはホウ酸バリウムを含有する耐水性窒化ホウ
    素。
  2. 【請求項2】 窒化ホウ素の表面に含まれるホウ酸カ
    ルシウム及び/またはホウ酸バリウムが、窒化ホウ素に
    対して0.01〜1重量%である請求項1記載の耐水性
    窒化ホウ素。
  3. 【請求項3】 窒化ホウ素のうち、六方晶の窒化ホウ
    素を純水/メタノール=9/1(容量比)の溶液を用
    い、2.5重量%のスラリーとし、該スラリーを75℃
    に維持し、1時間後に溶出するホウ素量が35ppm以
    下である請求項1記載の耐水性窒化ホウ素。
  4. 【請求項4】 窒化ホウ素をカルシウム及び/または
    バリウムの水酸化合物、炭酸塩、酢酸塩の化合物のうち
    少なくとも一種以上で処理することを特徴とする耐水性
    窒化ホウ素の製造方法。
JP8197251A 1996-07-26 1996-07-26 耐水性窒化ホウ素及びその製造方法 Pending JPH1036105A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000169137A (ja) * 1998-12-11 2000-06-20 Denki Kagaku Kogyo Kk ホウ酸塩粒子、その粒子を含む無機粉末の製法及び用途
JP2000294698A (ja) * 1999-04-02 2000-10-20 Denki Kagaku Kogyo Kk 熱伝導性スペーサー
JP2001122615A (ja) * 1999-10-27 2001-05-08 Denki Kagaku Kogyo Kk 窒化ホウ素被覆球状ホウ酸塩粒子とそれを含む混合粉末、及びそれらの製造方法
KR101285424B1 (ko) * 2004-12-28 2013-07-12 제너럴 일렉트릭 캄파니 질화붕소의 제조방법
JP2020079198A (ja) * 2020-02-12 2020-05-28 デンカ株式会社 六方晶窒化ホウ素の保管方法

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