RU2530894C2 - Столбчатые частицы оксида цинка и способ их получения - Google Patents
Столбчатые частицы оксида цинка и способ их получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530894C2 RU2530894C2 RU2011147199/04A RU2011147199A RU2530894C2 RU 2530894 C2 RU2530894 C2 RU 2530894C2 RU 2011147199/04 A RU2011147199/04 A RU 2011147199/04A RU 2011147199 A RU2011147199 A RU 2011147199A RU 2530894 C2 RU2530894 C2 RU 2530894C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- zinc oxide
- resin
- calcined
- columnar
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 259
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 201
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 74
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 74
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 43
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 27
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 26
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 claims description 22
- -1 fatty acid esters Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 18
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 13
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 13
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 claims description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 description 97
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 40
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 39
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 35
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 34
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 27
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 21
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 19
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 18
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 17
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 12
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 12
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 10
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 9
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 8
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 4
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 4
- 101100436871 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) atp-3 gene Proteins 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical class OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 2
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229920001756 Polyvinyl chloride acetate Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241001455273 Tetrapoda Species 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- QNICMVJKCYAMIK-UHFFFAOYSA-L disodium octadecanoate Chemical compound [Na+].[Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O QNICMVJKCYAMIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 2
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N n-heptadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCO GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 2
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001558 organosilicon polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 2
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M sodium octadecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GQIUQDDJKHLHTB-UHFFFAOYSA-N trichloro(ethenyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)C=C GQIUQDDJKHLHTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000005050 vinyl trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 1-oleoylglycerol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(O)CO RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- IEKHISJGRIEHRE-UHFFFAOYSA-N 16-methylheptadecanoic acid;propan-2-ol;titanium Chemical compound [Ti].CC(C)O.CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O.CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O.CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IEKHISJGRIEHRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCCl OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropylurea Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNC(N)=O LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 description 1
- DPUOLQHDNGRHBS-UHFFFAOYSA-N Brassidinsaeure Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(O)=O DPUOLQHDNGRHBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical class [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000257465 Echinoidea Species 0.000 description 1
- URXZXNYJPAJJOQ-UHFFFAOYSA-N Erucic acid Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(O)=O URXZXNYJPAJJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035874 Excoriation Diseases 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003355 Novatec® Polymers 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMHKOAYRTRADAT-UHFFFAOYSA-N [hydroxy(octoxy)phosphoryl] octyl hydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCOP(O)(=O)OP(O)(=O)OCCCCCCCC UMHKOAYRTRADAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K diacetyloxyindiganyl acetate Chemical compound [In+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- DPUOLQHDNGRHBS-KTKRTIGZSA-N erucic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCC(O)=O DPUOLQHDNGRHBS-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOXXJEVNDJOOLV-UHFFFAOYSA-N ethenyl-tris(2-methoxyethoxy)silane Chemical compound COCCO[Si](OCCOC)(OCCOC)C=C WOXXJEVNDJOOLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N gallium nitrate Inorganic materials [Ga+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- YVFORYDECCQDAW-UHFFFAOYSA-N gallium;trinitrate;hydrate Chemical compound O.[Ga+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YVFORYDECCQDAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N glycerine monostearate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC(CO)CO YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZRNAYUHWVFMIP-HXUWFJFHSA-N glycerol monolinoleate Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@H](O)CO RZRNAYUHWVFMIP-HXUWFJFHSA-N 0.000 description 1
- SVUQHVRAGMNPLW-UHFFFAOYSA-N glycerol monostearate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO SVUQHVRAGMNPLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- RLAWWYSOJDYHDC-BZSNNMDCSA-N lisinopril Chemical compound C([C@H](N[C@@H](CCCCN)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(O)=O)C(O)=O)CC1=CC=CC=C1 RLAWWYSOJDYHDC-BZSNNMDCSA-N 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDUMBHAAKGUHAR-UHFFFAOYSA-J titanium(4+);disulfate Chemical compound [Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O HDUMBHAAKGUHAR-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G9/00—Compounds of zinc
- C01G9/02—Oxides; Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
- C01P2004/11—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like with a prismatic shape
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
- C01P2004/16—Nanowires or nanorods, i.e. solid nanofibres with two nearly equal dimensions between 1-100 nanometer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к повышающим теплопроводность или электропроводность частицам оксида цинка. Частицы представлены следующей формулой (1):
где Mn+ означает трехвалентный или четырехвалентный металл, x и a удовлетворяют соотношению 0,002<x<0,05 и 0≤a<0,5, соответственно, n означает валентность металла. Частицы характеризуются содержанием столбчатых частиц 80% или более. Также предложены способ получения частиц оксида цинка, обожженные частицы (А) и (В), смоляные композиции (А) и (В). Изобретение позволяет получить частицы оксида цинка, используемые для улучшения электропроводности или теплопроводности смол. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил., 5 табл., 3 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к новым частицам оксида цинка. Более конкретно, оно относится к столбчатым частицам оксида цинка, пригодным для использования в качестве добавки, улучшающей теплопроводность, или добавки, улучшающей электропроводность.
Уровень техники
Является обычной практикой вводить в смоляные композиции, содержащие резину или пластмассу, различные добавки, улучшающие физические свойства смоляных композиций.
Например, в качестве добавок, улучшающих теплопроводность, используют кристаллический оксид кремния, оксид магния, нитрид бора, нитрид алюминия, оксид алюминия, оксид бериллия и т.д. В качестве добавок, улучшающих электропроводность, используют оксид олова, оксид цинка, технический углерод, оксид титана с покрытием из оксида олова и т.д. Хорошо известно, что для придания композиции надлежащей проводимости необходимо ввести в эту композицию большое количество добавок, улучшающих электропроводность, чтобы эти добавки контактировали друг с другом, а дорогие добавки, улучшающие электропроводность, имеют ограничения в использовании. Технический углерод является недорогой добавкой, улучшающей электропроводность, однако, его использование ограничено вариантами, где допустим черный цвет, а на стадии формования он иногда просыпается и пачкает производственную площадку. В качестве улучшающей электропроводность добавки, которую смешивают со смоляной композицией, нужна улучшающая электропроводность добавка белого цвета, которая позволяет использовать любой необходимый цвет основного материала.
Поэтому оксид цинка, который относительно дешев, нетоксичен и химически стабилен, недавно стали широко использовать в качестве добавки, улучшающей теплопроводность, или добавки, улучшающей электропроводность.
За последние годы, поскольку функциональные композиционные материалы вызывают все больший интерес, улучшающие физические свойства добавки были усовершенствованы, были проведены различные исследования не только функциональных свойств добавок, улучшающих физические свойства материала, но также формы этих добавок.
Оксид цинка может иметь форму сфер, массива, пластинок, чешуек, иголок, тетраподов, морских ежей или ультратонких частиц. Из них оксид цинка в форме иголок или тетраподов, которые, как считается, легко образуют в смоляной композиции сетчатую структуру, даже когда их используют в небольшом количестве, предлагается в качестве добавки, улучшающей теплопроводность, или добавки, улучшающей электропроводность.
Например, в патентных документах 1, 2 и 3 предлагаются частицы оксида цинка, полученные путем смешивания игольчатого оксида цинка с присадкой, такой как Al, Ge, Ga, Sn и In, и последующего восстанавливающего обжига этой смеси. Однако эти частицы оксида цинка представляют собой тонкие иголки и легко ломаются в ходе перемешивания со смолой. Сломанные частицы хуже образуют сетчатую структуру в смоляной композиции, они не могут полностью реализовать свойство электропроводности или теплопроводности.
Кроме того, в патентном документе 4 раскрыт способ получения частиц оксида цинка в форме тонкого порошка, в соответствии с которым водный раствор, содержащий водорастворимую соль цинка и водорастворимую соль металла, которая может быть преобразована в оксид алюминия, оксид галлия или оксид индия, нейтрализуют щелочью или щелочным карбонатом с целью получения совместно осажденного продукта, этот продукт подвергают предварительному обжигу, затем обжигают при температуре от 600 до 1000°С в атмосфере азота. Однако, поскольку частицы, полученные этим способом, имеют форму тонкого порошка и слишком малое отношение размеров, их проводимость недостаточна.
В патентном документе 5 предлагается способ, в соответствии с которым частицы алюминия и частицы оксида цинка со средним диаметром от 0,1 до 5 мкм используют в сочетании в качестве добавок, улучшающих теплопроводность.
Как указано выше, в качестве добавок, улучшающих электропроводность, или добавок, улучшающих теплопроводность, предлагается использовать частицы оксида цинка в форме иголок или тонкого порошка. Однако, если принимать во внимание устойчивость к излому во время смешивания со смолой и способность к образованию в смоле сетчатой структуры, идеальной формой оксида цинка является столбчатая, а не игольчатая или порошкообразная.
(Патентный документ 1) JP-A 3-60429
(Патентный документ 2) JP-A 5-17298
(Патентный документ 3) JP-A 7-2519
(Патентный документ 4) JP-В 62-35970
(Патентный документ 5) JP-A 2005-64281
Сущность изобретения
Следовательно, задачей настоящего изобретения является обеспечение столбчатых частиц оксида цинка, устойчивых к излому во время введения в смесь и перемешивания со смолой и придающих ей достаточную теплопроводность или электропроводность. Кроме того, еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа получения указанных столбчатых частиц оксида цинка. Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение смоляной композиции, содержащей указанные столбчатые частицы оксида цинка и обладающей непревзойденной теплопроводностью или электропроводностью.
Автором настоящего изобретения проведены кропотливые исследования по отысканию способа получения столбчатых частиц оксида цинка. В результате было обнаружено, что когда водный раствор, содержащий соль цинка (а), и водный раствор соединения щелочного металла (с) вступают в реакцию друг с другом, 80% или более образующихся после гидротермической обработки частиц имеют столбчатую форму, если количество соединения щелочного металла (с) относительно количества цинка меньше, чем эквивалентный вес, и если рН реакции нейтральный. Также было обнаружено, что полученные таким образом столбчатые частицы устойчивы к излому и сохраняют свою форму, не разрушаясь во время введения в смесь и перемешивания со смолой; таким образом и состоялось настоящее изобретение.
То есть, настоящим изобретением обеспечиваются частицы оксида цинка, представленные следующей формулой (1):
ZnMn+ xO1+nx/2 · aH2O | (1) |
где Мn+ означает трехвалентный или четырехвалентный металл, х и а удовлетворяют соотношению 0,002<х<0,05 и 0≤а<0,5, соответственно, n означает валентность металла, и характеризующиеся содержанием столбчатых частиц 80% или более.
Кроме того, настоящим изобретением обеспечивается способ получения указанных частиц оксида цинка, который включает стадии:
(I) осуществления реакции водного раствора, содержащего соль цинка (а) и соль трехвалентного или четырехвалентного металла (b), с водным раствором, содержащим соединение щелочного металла (с), так, что рН реакционной смеси по окончании реакции составляет от 5,0 до 7,0,
(II) промывки полученных таким образом частиц,
(III) эмульгирования промытых частиц и их последующей гидротермической обработки, и
(IV) сушки прошедших гидротермическую обработку частиц.
Настоящим изобретением обеспечиваются обожженные частицы (А), полученные путем обжига описанных выше частиц оксида цинка при температуре от 300 до 1100°С в невосстанавливающей атмосфере. Кроме того, настоящее изобретение включает смоляную композицию (А), содержащую 100 вес. частей смолы и от 150 до 400 вес. частей указанных обожженных частиц (А).
Кроме того, настоящим изобретением обеспечиваются обожженные частицы (В), полученные путем обжига описанных выше частиц оксида цинка при температуре от 300 до 1100°С в восстанавливающей атмосфере. Кроме того, настоящее изобретение включает смоляную композицию (В), содержащую 100 вес. частей смолы и от 200 до 400 вес. частей указанных обожженных частиц (В).
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в примере синтеза 1 примера 1.
Фиг.2 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в примере синтеза 2 примера 1.
Фиг.3 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в примере синтеза 3 примера 1.
Фиг.4 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в примере синтеза 4 примера 1.
Фиг.5 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в примере синтеза 5 примера 1.
Фиг.6 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в примере синтеза 6 примера 1.
Фиг.7 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в примере синтеза 7 примера 1.
Фиг.8 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение кубических частиц оксида цинка, образовавшихся в сравнительном примере синтеза 1 примера 1.
Фиг.9 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение кубических и столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в сравнительном примере синтеза 2 примера 1.
Фиг.10 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение игольчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в сравнительном примере синтеза 3 примера 1.
Фиг.11 представляет собой полученное на сканирующем электронном микроскопе изображение кубических и столбчатых частиц оксида цинка, образовавшихся в сравнительном примере синтеза 4 примера 1.
Фиг.12 представляет собой дифракционную рентгенограмму столбчатых частиц оксида цинка, полученных в примере синтеза 1 примера 1.
Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Столбчатые частицы оксида цинка
Частицы оксида цинка настоящего изобретения обладают составом, представленным нижеследующей формулой (1):
ZnMn+ xO1+nx/2 · aH2O | (1) |
В формуле (1) Мn+ означает трехвалентный или четырехвалентный металл. Мn+ охватывает Al3+, Ga3+, In3+, Ge4+, Fe3+, Cr3+, Cr4+ и Ti4+. Предпочтительно, Al3+ или Fe3+.
При этом х удовлетворяет соотношению 0,002<х<0,05, предпочтительно, 0,004<х<0,02, более предпочтительно, 0,0065<х<0,01, и а удовлетворяет соотношению 0≤а<10, более предпочтительно, 0≤а<0,5.
Столбчатая форма
Каждая из частиц настоящего изобретения имеет столбчатую форму. В контексте настоящего изобретения «столбчатая форма» частиц означает, что по отношению, по меньшей мере, к 10 частицам в поле зрения, увеличенном посредством сканирующего электронного микроскопа до 5000 диаметров, число частиц, обладающих средним отношением размеров 10 или менее и средней степенью столбчатости в диапазоне от 0,5 до 1 (содержание столбчатых частиц) составляет 80% или более. Форма каждой частицы настоящего изобретения - это, предпочтительно, форма квадратной колонны (столба) или шестигранной колонны.
Среднее отношение размеров
В контексте настоящего изобретения среднее отношение размеров - это величина отношения (L/D) длины (L) столба к ширине (D) или диаметру средней части столба. Длина столба (L) и ширина столба (D) столбчатого кристалла могут быть измерены при помощи сканирующего электронного микроскопа. Когда длина столба (L) и ширина столба (D) большие, увеличение следует уменьшить так, чтобы в поле зрения находилось, по меньшей мере, 10 частиц, таким образом можно измерить отношение размеров.
Среднее отношение размеров определяют как среднее величин отношения размеров, полученных на основании измеренных длины столба (L) и ширины столба (D) для 10 или более частиц в поле зрения, увеличенном при помощи сканирующего электронного микроскопа до 1000 диаметров или более. Среднее отношение размеров частиц настоящего изобретения составляет, предпочтительно, от 1 до 10, более предпочтительно, от 2 до 6, еще более предпочтительно, от 5 до 6.
Средняя степень столбчатости
Отношение (D2/D1) ширины (диаметра) D2 одного конца частицы к ширине (диаметру) D1 другого конца частицы представляет собой степень столбчатости. В соответствии с этим определением, частица со степенью столбчатости, близкой к 1, является столбчатой, частица со степенью столбчатости, близкой к 0, является игольчатой. Ширина столба (D) столбчатого кристалла может быть измерена при помощи сканирующего электронного микроскопа. Когда ширина столба (D) большая, увеличение сканирующего электронного микроскопа следует уменьшить так, чтобы в поле зрения находилось, по меньшей мере, 10 частиц, таким образом можно измерить степень столбчатости.
Среднюю степень столбчатости определяют как среднее величин степени столбчатости, рассчитанных для ширины D1 одного конца и ширины D2 другого конца для 10 или более частиц в поле зрения, увеличенном при помощи сканирующего электронного микроскопа до 1000 диаметров или более. Средняя степень столбчатости частиц настоящего изобретения составляет, предпочтительно, от 0,5 до 1, более предпочтительно, от 0,7 до 1.
Средняя длина столба частиц настоящего изобретения составляет, предпочтительно, от 0,5 до 20 мкм, более предпочтительно, от 1 до 10 мкм. Средняя ширина столба частиц настоящего изобретения составляет, предпочтительно, от 0,25 до 1,5 мкм, более предпочтительно, от 0,5 до 1 мкм.
Частицы настоящего изобретения, предпочтительно, обладают средней длиной столба от 0,5 до 20 мкм, средней шириной столба от 0,25 до 1,5 мкм, средним отношением размеров от 1 до 10 и средней степенью столбчатости от 0,5 до 1. Более предпочтительно, частицы настоящего изобретения обладают средней длиной столба от 1 до 10 мкм, средней шириной столба от 0,5 до 1 мкм, средним отношением размеров от 2 до 6 и средней степенью столбчатости от 0,7 до 1.
Удельная площадь поверхности по БЭТ (Брунауэр-Эмметт-Теллер) частиц настоящего изобретения составляет, предпочтительно, от 1 до 10 м2/г, более предпочтительно, от 1 до 7 м2/г.
Способ получения частиц
Столбчатые частицы оксида цинка настоящего изобретения могут быть получены посредством следующих стадий (I)-(IV).
Стадия (I)
Стадия (I) представляет собой стадию, на которой водный раствор, содержащий соль цинка (а) и соль трехвалентного или четырехвалентного металла (b), вступает в реакцию с водным раствором, содержащим соединение щелочного металла (с), предназначенное для совместного осаждения, так, что рН реакционной смеси по окончании реакции составляет от 5,0 до 7,0, с образованием частиц основного соединения цинка нижеследующей формулы (2):
ZnMn+ x(OН)yАm- (2+nx-y)/m · aH2O | (2) |
В формуле (2) Mn+, x и а те же, что и в формуле (1).
y соответствует соотношению 1≤y≤1,6, предпочтительно, 1,1≤y≤1,5, более предпочтительно, 1,2≤y≤1,4. Am- означает анион, выбранный из группы, состоящей из Cl-, NO3 -, SO4 2- и CO3 2-, m означает валентность этого аниона.
Соль цинка (а)
Соль цинка (а), которую используют в качестве материала в данном изобретении, может представлять собой любую соль цинка при условии, что она растворима в воде. Например, она может быть выбрана из группы, в которую входит нитрат цинка, сульфат цинка, хлорид цинка и ацетат цинка.
Соль трехвалентного или четырехвалентного металла (b)
Соль трехвалентного или четырехвалентного металла (b), которую используют в качестве присадки, включает соли алюминия, галлия, индия, германия, железа (III), хрома, титана и т.д. То есть, могут быть использованы такие соли металлов, как хлориды, нитраты, сульфаты, карбонаты, ацетаты, формиаты и оксалаты этих металлов. Данную соль, предпочтительно, выбирают из группы, состоящей из сульфата алюминия, хлорида алюминия, нитрата алюминия, нитрата железа и нитрата хрома.
Соль трехвалентного или четырехвалентного металла (b), которую используют в качестве присадки, может быть добавлена в реакционную систему после образования основного соединения цинка приведенной выше формулы (2), несмотря на то, что количество присадки в этом случае достаточно низкое. Следовательно, желательно смешивать эту соль с водным раствором соли цинка (а) заранее.
При примешивании соли трехвалентного или четырехвалентного металла (b) или при разбавлении водного раствора соли цинка (а) может выпадать в осадок гидроксид цинка. Следовательно, в водный раствор соли цинка (а) заранее можно добавить небольшое количество неорганический кислоты. Добавляемую неорганическую кислоту выбирают из соляной кислоты, серной кислоты, азотной кислоты и т.д.
Количество соли трехвалентного или четырехвалентного металла (b), которую используют в качестве присадки, регулируют так, чтобы ее количество в форме ионов металла на моль металлического цинка составляло, предпочтительно, от 0,002 до 0,05 моль, более предпочтительно, от 0,005 до 0,01 моль. Когда количество соли металла (b) слишком мало, столбчатые кристаллы растут плохо, что нежелательно. Когда оно слишком велико, образуется большое количество соединения гидроталькита, что также нежелательно.
Соединение щелочного металла (с)
Соединение щелочного металла (с), которое используют в качестве материала, включает гидроксид натрия, гидроксид калия, аммиак, мочевину, карбонат натрия, бикарбонат натрия и т.д. Предпочтительно, это гидроксид натрия, гидроксид калия, карбонат натрия или бикарбонат натрия.
Реакция
В ходе данной реакции водный раствор, содержащий соединение щелочного металла (с), может быть добавлен к водному раствору, содержащему соль цинка (а) и соль трехвалентного или четырехвалентного металла (b), и наоборот. Либо эти два водных раствора могут быть одновременно добавлены в реакционный резервуар, содержащий воду.
Для совместного осаждения в ходе данной реакции необходимо регулировать рН реакции вблизи нейтрального значения. рН реакции составляет, предпочтительно, от 5,0 до 7,0, более предпочтительно, 5,0 или более, но менее 7,0, еще более предпочтительно, от 5,5 до 6,5. рН реакции зависит от количества добавляемой щелочи. Когда рН реакции выше 7,0, что нежелательно, содержание столбчатых частиц после гидротермической обработки становится 50% или менее. Когда рН реакции ниже 5,0, что нежелательно, снижается выход.
Когда эквивалентная весовая доля щелочи (молярное отношение [NaOH]/[ZnCl2]) в ходе реакции мала, имеется в наличии большое количество анионов, являющихся примесью в основном соединении цинка, и в ходе обжига образуется большое количество кислого газа. Когда добавляют 2 моля щелочи, которые составляют весовой эквивалент 1 молю цинка, рН реакции становится равным 12 или более, и цинк при таком высоком рН может растворяться повторно, так как он является амфотерным элементом. Для регулирования рН реакции вблизи нейтральной величины, количество щелочи на моль цинка, предпочтительно, должно быть равным от 1 до 1,6 моль, более предпочтительно, от 1,1 до 1,5 моль, наиболее предпочтительно, от 1,2 до 1,4 моль. Температура реакции, предпочтительно, соответствует диапазону от 10 до 60°С.
Стадия (II)
Стадия (II) представляет собой стадию промывки описанных выше частиц. В суспензии, получаемой в результате данной реакции, содержится большое количество солей, поэтому их удаляют путем промывки частиц водой.
Стадия (III)
Стадия (III) представляет собой стадию, на которой промытые частицы эмульгируют, после чего подвергают гидротермической обработке. В ходе эмульгирования промытые частицы суспендируют в деионизированной воде, затем суспензию подвергают гидротермической обработке. Температура гидротермической обработки составляет, предпочтительно, от 100 до 170°С, более предпочтительно, от 150 до 170°С. Гидротермическую обработку осуществляют, предпочтительно, от 2 до 24 часов, более предпочтительно, от 12 до 20 часов. Когда температура гидротермической обработки ниже 100°С, что нежелательно, отсутствует достаточный рост кристаллов, либо нельзя получить столбчатые кристаллы. Кроме того, даже когда температуру гидротермической обработки устанавливают равной 170°С или выше, изменения роста кристаллов не происходит. Путем такой гидротермической обработки получают столбчатые частицы оксида цинка. Полученные таким образом частицы частично содержат основное соединение цинка или соединение гидроталькита.
Стадия (IV)
Стадия (IV) представляет собой стадию сушки прошедших гидротермическую обработку частиц. Сушка может быть осуществлена в сушилке с естественной циркуляцией, сушилке с обогревом горячим воздухом и т.д. Достаточно сушить частицы при температуре от 105 до 120°С в течение от 10 до 20 часов.
Обожженные частицы (А)
Обожженные частицы (А) настоящего изобретения могут быть представлены нижеследующей формулой (3):
ZnMn+ xO1+nx/2 | (3) |
В формуле (3) Mn+ и x те же, что и в формуле (1). Форма обожженных частиц (А) такая же, как у столбчатых частиц оксида цинка формулы (1).
Обожженные частицы (А) настоящего изобретения могут быть получены путем обжига столбчатых частиц оксида цинка приведенной выше формулы (1) в присутствии невосстанавливающего газа при температуре от 300 до 1100°С, предпочтительно, от 600 до 900°С. Атмосферный воздух, гелий, кислород, азот и т.д. являются примерами невосстанавливающего газа. В качестве устройства для обжига может быть использовано любое предназначенное для обжига устройство при условии, что оно обеспечивает возможность нагревания и обжига при температуре от 300 до 1100°С. К конкретным примерам такого устройства относятся конвертер, мартеновская печь, вращающаяся печь, туннельная печь, муфельная печь и т.д.
Обожженные частицы (А) настоящего изобретения могут быть использованы в качестве добавки, улучшающей теплопроводность. Кроме того, обожженные частицы (А) настоящего изобретения могут быть использованы в качестве добавки, улучшающей теплопроводность, в сочетании с другими добавками, улучшающими теплопроводность, такими как оксид магния, нитрид бора, нитрид алюминия, оксид алюминия и кристаллический оксид кремния.
Смоляная композиция (А)
Смоляная композиция (А) настоящего изобретения содержит 100 вес. частей смолы и от 150 до 400 вес. частей обожженных частиц (А). Содержание обожженных частиц (А) на 100 вес. частей смолы составляет, предпочтительно, от 100 до 500 вес. частей, более предпочтительно, от 150 до 400 вес. частей.
Смола включает полиолефиновые смолы, такие как полиэтилен, полипропилен и полистирол, виниловые смолы, такие как поливинилхлорид и сополимер этилен-винилацетат, сложные полиэфирные смолы, такие как полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат, полиамидные смолы, такие как найлон 6 и найлон 6,6, простые полиэфирные смолы, такие как полифениленоксид, акриловые смолы, такие как полиметилметакрилат, синтетические каучуки, такие как стирол-бутадиеновый каучук и акрилонитрил-бутадиеновый каучук, фенольные смолы, такие как фенол-формальдегидная смола, эпоксидные смолы, такие как эпоксидная смола типа бисфенол А и эпоксидная смола типа новолак, силиконовый каучук, природный каучук (подходит любой молекулярный вес), полиимидные смолы, полифениленсульфид, АБС-пластик и т.д.
Смола и обожженные частицы (А) могут быть смешаны при помощи любого перемешивающего устройства, такого как пластикатор, универсальная мешалка, вращающийся цилиндр и т.д. Для смешивания, предпочтительно, применяют способ экструдирования смоляной композиции в форме нитей при помощи пластикатора непрерывного действия, которые затем нарезают, получая гранулы.
Смоляная композиция (А) настоящего изобретения имеет непревзойденную теплопроводность и может быть использована в качестве материала для изготовления охлаждающих ребер тепловыделяющих частей, таких как транзистор большой мощности, тиристор, выпрямитель, трансформатор, нагреватель и интегральная схема.
Настоящее изобретение включает способ повышения теплопроводности смоляной композиции (А), полученной путем добавления обожженных частиц (А) к этой смоле. Кроме того, настоящее изобретение охватывает использование обожженных частиц (А) в качестве улучшающей теплопроводность добавки к смоле.
Обожженные частицы (В)
Формула состава обожженных частиц (В) настоящего изобретения аналогична приведенной выше формуле (3).
Форма обожженных частиц (В) такая же, как и у столбчатых частиц оксида цинка формулы (1).
Обожженные частицы (В) настоящего изобретения могут быть получены путем обжига столбчатых частиц оксида цинка приведенной выше формулы (1) в присутствии восстанавливающего газа при температуре от 600 до 1000°С, предпочтительно, от 700 до 900°С. Водород, монооксид углерода и т.д. являются примерами восстанавливающего газа. В качестве устройства для обжига может быть использовано любое предназначенное для обжига устройство при условии, что оно обеспечивает возможность нагревания и обжига при температуре от 600 до 1000°С. К конкретным примерам такого устройства относятся конвертер, мартеновская печь, вращающаяся печь, туннельная печь, муфельная печь и т.д. Обожженные частицы (В) настоящего изобретения могут быть использованы в качестве повышающей электропроводность добавки в сочетании с другими улучшающими электропроводность добавками, такими как обычно используемый электропроводный оксид цинка.
Смоляная композиция (В)
Смоляная композиция (В) настоящего изобретения содержит 100 вес. частей смолы и от 200 до 400 вес. частей обожженных частиц (В). Содержание обожженных частиц (В) на 100 вес. частей смолы составляет, предпочтительно, от 100 до 500 вес. частей, более предпочтительно, от 200 до 300 вес. частей.
Смола включает полиолефиновые смолы, такие как полиэтилен, полипропилен и полистирол, виниловые смолы, такие как поливинилхлорид и сополимер этилен-винилацетат, сложные полиэфирные смолы, такие как полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат, полиамидные смолы, такие как найлон 6 и найлон 6,6, простые полиэфирные смолы, такие как полифениленоксид, акриловые смолы, такие как полиметилметакрилат, синтетические каучуки, такие как стирол-бутадиеновый каучук и акрилонитрил-бутадиеновый каучук, фенольные смолы, такие как фенол-формальдегидная смола, эпоксидные смолы, такие как эпоксидная смола типа бисфенол А и эпоксидная смола типа новолак, силиконовый каучук, природный каучук (подходит любой молекулярный вес), полиимидные смолы, полифениленсульфид, АБС-пластик и т.д.
Смола и обожженные частицы (В) могут быть смешаны при помощи любого перемешивающего устройства, такого как пластикатор, универсальная мешалка и вращающийся цилиндр. Для смешивания, предпочтительно, применяют способ экструдирования смоляной композиции в форме нитей при помощи пластикатора непрерывного действия, которые затем нарезают, получая гранулы.
Смоляная композиция (В) настоящего изобретения имеет непревзойденную электропроводность и может быть использована в качестве добавки, предотвращающей накопление статического электричества на электрических частях, или в качестве добавки, улучшающей электропроводность, в композициях электропроводных покрытий для пола.
Настоящее изобретение включает способ повышения электропроводности смоляной композиции (В), полученной путем добавления обожженных частиц (В) к этой смоле. Кроме того, настоящее изобретение охватывает использование обожженных частиц (В) в качестве улучшающей электропроводность добавки к смоле.
Обработка поверхности
Столбчатые частицы оксида цинка формулы (1), обожженные частицы (А) и обожженные частицы (В), обеспечиваемые настоящим изобретением, предпочтительно, имеют на каждой своей поверхности, по меньшей мере, одно покрытие, выбранное из группы, включающей высшие жирные кислоты, эфиры фосфорной кислоты, эфиры жирных кислот и многоатомных спиртов, анионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) и связующие вещества на основе силана, титаната и алюминия. Благодаря наличию такого покрытия улучшается их способность к смешиванию со смолой или каучуком.
Например, применяют, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, состоящей из высших жирных кислот, анионогенных ПАВ, эфиров фосфорной кислоты, связующих веществ (на основе силана, титаната и алюминия) и эфиров многоатомных спиртов и жирных кислот.
К высшим жирным кислотам относятся высшие жирные кислоты, включающие 10 или более атомов углерода, такие как стеариновая кислота, эруковая кислота, пальмитиновая кислота, лауриновая кислота, бегеновая кислота и соли этих кислот и щелочных металлов.
К анионогенным ПАВ относятся соли сложных эфиров серной кислоты и высших спиртов, таких как стеариловый спирт и олеиловый спирт, соль сложного эфира серной кислоты и полиэтиленгликолевого простого эфира, соли сложных эфиров серной кислоты с амидными связями, соли сложных эфиров серной кислоты со сложноэфирными связями, сульфонаты со сложноэфирными связями, соли сульфоновой кислоты с амидными связями, соли сульфоновой кислоты с простыми эфирными связями, соли алкиларилсульфоновой кислоты с простыми эфирными связями, соли алкиларилсульфоновой кислоты с амидными связями и т.д.; к эфирам фосфорной кислоты относятся моно- и диэфиры ортофосфорной кислоты и олеилового спирта, стеарилового спирта и т.д., их смеси или их соли кислого или щелочного типа или их аминные соли.
К связующим веществам на основе силана относятся γ-хлорпропилтриметоксисилан, винилтрихлорсилан, винилтриэтоксисилан, винилтриметоксисилан, винил-трис(β-метоксиэтокси)силан, γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан, β-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, γ-меркаптопропилтриметоксисилан, γ-аминопропилтриметоксисилан, N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан, γ-уреидопропилтриэтоксисилан и т.д.
К связующим веществам на основе титаната относятся изопропилтриизостеароил титанат, изопропил-трис(диоктилпирофосфат) титанат, изопропилтри(N-аминоэтил-аминоэтил) титанат, изопропилтридецилбензолсульфонил титанат и т.д.
К связующим веществам на основе алюминия относятся диизопропилат ацетоалкоксиалюминия и т.д.
Эфиры многоатомных спиртов и жирных кислот включают глицеринмоностеарат, глицеринмоноолеат и т.д.
Количество агента для обработки поверхности может быть подобрано по мере необходимости, однако, в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно ограничивать указанное количество относительно веса столбчатых частиц оксида цинка формулы (1), обожженных частиц (А) или обожженных частиц (В), приблизительно, 10% вес. или менее. Описанные выше частицы с обработанной поверхностью могут быть преобразованы в форму конечного продукта путем осуществления, например, промывки водой, дегидратации, гранулирования, сушки, пульверизации или классификации, по мере необходимости.
Способ обработки поверхности указанным выше агентом для обработки поверхности может быть осуществлен как сухой способ или влажный способ, по существу, известный. Например, сухой способ может быть осуществлен путем добавления агента для обработки поверхности в форме жидкости, эмульсии или твердого материала, в то время как столбчатые частицы оксида цинка или порошок столбчатых частиц оксида цинка тщательно перемешивают при помощи перемешивающего устройства, такого как мешалка Хенкеля, и затем тщательно перемешивают при нагревании или без нагревания. Влажный способ может быть осуществлен путем добавления указанного выше агента для обработки поверхности в форме жидкости или эмульсии к столбчатым частицам оксида цинка или суспензии столбчатых частиц оксида цинка в спирте и т.д. и механического тщательного их перемешивания при температуре до, приблизительно, 100°С. Количество агента для обработки поверхности относительно веса столбчатых частиц оксида цинка составляет, предпочтительно, от 0,1 до 10% вес., более предпочтительно, от 0,1 до 5% вес.
Примеры
Далее настоящее изобретение конкретно пояснено со ссылкой на приводимые ниже примеры. В примерах использовались высококачественные реагенты, поставляемые Wako Pure Chemical Industries, Ltd., если не указано иное. Свойства измеряли следующими способами.
Измерительные приборы и способы измерения
(1) Измерение удельной площади поверхности по БЭТ
Способ: в соответствии со способом трех точек
Прибор: высокоскоростной прибор для измерения удельной площади поверхности/распределения пор NOVA2000 (Yuasa Ionics, Inc.)
(2) Наблюдение частиц на изображении, полученном на сканирующем электронном микроскопе
Прибор: сканирующий электронный микроскоп S-3000N (Hitachi)
Способ: ускоряющее напряжение 15 кВ, рабочее расстояние 10 мм
(i) Содержание столбчатых частиц
Для, по меньшей мере, 10 частиц в поле зрения, увеличенном до 5000 диаметров при помощи сканирующего электронного микроскопа, измеряли долю частиц со средним отношением размеров (%) 10 или менее и средней степенью столбчатости в диапазоне от 0,5 до 1.
(ii) Средняя длина столба
Для, по меньшей мере, 10 частиц в поле зрения, увеличенном до 1000 диаметров или более при помощи сканирующего электронного микроскопа, измеряли длины столба (L), для которых рассчитывали среднее значение.
(iii) Средняя ширина столба
Для, по меньшей мере, 10 частиц в поле зрения, увеличенном до 1000 диаметров или более при помощи сканирующего электронного микроскопа, измеряли величины ширины столба (D), для которых рассчитывали среднее значение.
(iv) Среднее отношение размеров
Для, по меньшей мере, 10 частиц в поле зрения, увеличенном до 1000 диаметров или более при помощи сканирующего электронного микроскопа, измеряли величины длины столба (L) и ширины столба (D), рассчитывали отношение размеров (L/D), величины которого затем усредняли.
(v) Средняя степень столбчатости
Для, по меньшей мере, 10 частиц в поле зрения, увеличенном до 1000 диаметров или более при помощи сканирующего электронного микроскопа, для каждой частицы измеряли ширину (диаметр) D1 одного конца и ширину (диаметр) D2 другого конца, рассчитывали степень столбчатости (D2/D1), полученные величины усредняли.
(3) Рентгеноструктурный анализ
Прибор: рентгеновский спектрометр RINT2200N (производства Rigaku Corporation)
Способ: CU-Кα, угол (2θ): 5-65°, шаг: 0,02°, скорость сканирования: 4°/мин, рабочее напряжение: 40 кВ, рабочий ток: 20 мВ
(4) Измерение теплопроводности
Способ: в соответствии со способом «горячего стола» по ISO/CD22007-2
Прибор: прибор для измерения физических свойств горячих материалов ТРА-501 (Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.): датчик Φ7 мм RTK-7.
(5) Измерение сопротивления порошка
Способ: порошок спрессовали в гранулы под нагрузкой 200 кН при помощи BRIQUETTING PRESS BRE-30 (MAEKAWA), измерения проводили путем присоединения измерительных наконечников пробника цепей (L-22/Yokokawa) к двум точкам, находящимся на расстоянии 1 см друг от друга.
(6) Измерение удельного объемного сопротивления
Способ: в соответствии со способом двухкольцевого электрода (при 23°С и 50% относительной влажности)
Прибор: R8340 (производства ADVANTEST CORPORATION)
Пример 1. Синтез столбчатых частиц оксида цинка
Пример синтеза 1
Реакция
К жидкой смеси водного раствора хлорида цинка и водного раствора сульфата алюминия с концентрацией хлорида цинка 1,011 моль/л и концентрацией сульфата алюминия 0,00505 моль/л при перемешивании добавили гидроксид натрия в количестве, соответствующем эквивалентной весовой доле щелочи 1,2, то есть, 1,2 моля гидроксида натрия на моль хлорида цинка, реакцию в полученной смеси проводили при 25°С в течение 30 минут. рН реакционной суспензии составил 5,91.
Промывка
Полученную таким образом реакционную суспензию промыли водой.
Гидротермическая обработка
Промытую суспензию повторно суспендировали в деионизированной воде и подвергли гидротермической обработке при температуре 120°С в течение 15 часов.
Сушка
Полученный таким образом продукт дегидратировали, очистили и высушили, получив частицы. В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что каждая частица является столбчатым кристаллом. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Пример синтеза 2
Частицы получили так же, как в примере синтеза 1, за исключением того, что эквивалентную весовую долю щелочи изменили на 1,4, сульфат алюминия заменили на сульфат титана (IV), а условия гидротермической обработки были 170°С и 20 часов. В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что каждая частица является столбчатым кристаллом. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Пример синтеза 3
Частицы получили так же, как в примере синтеза 1, за исключением того, что эквивалентную весовую долю щелочи изменили на 1,6, сульфат алюминия заменили на ацетат индия (III). В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что каждая частица является столбчатым кристаллом. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Пример синтеза 4
Реакция
К жидкой смеси водного раствора хлорида цинка, водного раствора сульфата алюминия и соляной кислоты с концентрацией хлорида цинка 1,458 моль/л, концентрацией сульфата алюминия 0,00417 моль/л и концентрацией соляной кислоты 0,025 моль/л при перемешивании добавили гидроксид натрия в количестве 1,2 моля на моль хлорида цинка, реакцию в полученной смеси проводили при 25°С в течение 30 минут. рН реакционной суспензии составил 5,97.
Очистка
Полученную реакционную суспензию очистили путем промывки водой.
Гидротермическая обработка
Промытую суспензию повторно суспендировали в деионизированной воде и подвергли гидротермической обработке при температуре 170°С в течение 13 часов. Полученный таким образом продукт дегидратировали, очистили и высушили, получив частицы. Посредством рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что каждая частица является столбчатым кристаллом. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Пример синтеза 5
Частицы получили так же, как в примере синтеза 4, за исключением того, что концентрацию сульфата алюминия изменили на 0,0073 моль/л и заменили сульфат алюминия на нитрат галлия (III). В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что каждая частица является столбчатым кристаллом. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Пример синтеза 6
Реакция
К жидкой смеси водного раствора хлорида цинка, водного раствора хлорида алюминия и соляной кислоты с концентрацией хлорида цинка 1,458 моль/л, концентрацией хлорида алюминия 0,0146 моль/л и концентрацией соляной кислоты 0,025 моль/л при перемешивании добавили гидроксид натрия в количестве 1,4 моля на моль хлорида цинка, реакцию в полученной смеси проводили при 40єС в течение 30 минут. рН реакционной суспензии составил 6,03.
Очистка
Полученную реакционную суспензию очистили путем промывки водой.
Гидротермическая обработка
Промытую суспензию повторно суспендировали в деионизированной воде и подвергли гидротермической обработке при температуре 170°С в течение 13 часов.
Сушка
Полученный таким образом продукт дегидратировали, очистили и высушили. В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, также было зафиксировано, что их удельная площадь поверхности по БЭТ составляет 3,1 м2/г, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что частица является столбчатым кристаллом с длиной столба от 0,6 до 3,8 мкм, шириной столба от 0,25 до 0,35 мкм, отношением размеров от 2 до 10,86 и степенью столбчатости от 0,73 до 0,89.
Пример синтеза 7
Реакция
К жидкой смеси водного раствора хлорида цинка, водного раствора нитрата железа и соляной кислоты с концентрацией хлорида цинка 1,458 моль/л, концентрацией нитрата железа 0,0073 моль/л и концентрацией соляной кислоты 0,025 моль/л при перемешивании добавили гидроксид натрия в количестве 1,4 моля на моль хлорида цинка, реакцию в полученной смеси проводили при 25°С в течение 1 час. рН реакционной суспензии составил 6,02.
Очистка
Полученную реакционную суспензию очистили путем промывки водой.
Гидротермическая обработка
Промытую суспензию повторно суспендировали в деионизированной воде и подвергли гидротермической обработке при температуре 170°С в течение 13 часов.
Сушка
Полученный таким образом продукт дегидратировали, очистили и высушили. В результате анализа полученных частиц, посредством рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, также было зафиксировано, что их удельная площадь поверхности по БЭТ составляет 7,0 м2/г, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что частица является столбчатым кристаллом с длиной столба от 0,76 до 3,95 мкм, шириной столба от 0,25 до 0,5 мкм, отношением размеров от 3,03 до 9,88 и степенью столбчатости от 0,83 до 0,96.
Сравнительный пример синтеза 1
Частицы получили так же, как в примере синтеза 1, за исключением того, что эквивалентную весовую долю щелочи изменили на 1,65. В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные таким образом частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что каждая частица является столбчатым кристаллом. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Сравнительный пример синтеза 2
Частицы получили так же, как в примере синтеза 1, за исключением того, что эквивалентную весовую долю щелочи изменили на 1,70. В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные таким образом частицы представляли собой смесь кристаллов столбчатой формы и кристаллов кубической формы. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Сравнительный пример синтеза 3
Реакция
К жидкой смеси водного раствора хлорида цинка и водного раствора сульфата алюминия с концентрацией хлорида цинка 1,05 моль/л и концентрацией сульфата алюминия 0,00525 моль/л при перемешивании добавили одновременно водный раствор карбоната натрия с концентрацией 0,746 моль/л и 1,096 Н гидроксид натрия таким образом, что количество карбоната натрия на моль хлорида цинка составило 0,005 моль, а количество гидроксида натрия на моль хлорида цинка составило 2 моля, реакцию в полученной смеси проводили при 40°С в течение 30 минут. рН реакционной суспензии составил 8,63.
Очистка
Полученную реакционную суспензию очистили путем промывки водой.
Гидротермическая обработка
Промытую суспензию повторно суспендировали в деионизированной воде и подвергли гидротермической обработке при температуре 170°С в течение 13 часов.
Сушка
Полученный таким образом продукт дегидратировали, очистили и высушили, получив частицы. Посредством рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные таким образом частицы представляли собой смесь оксида цинка с основным соединением гидроксида цинка, при помощи изображения, полученного на сканирующем электронном микроскопе, обнаружили, что каждая частица является игольчатым кристаллом. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Сравнительный пример синтеза 4
Частицы получили так же, как в примере синтеза 4, за исключением того, что сульфат алюминия не добавляли. В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено, что полученные частицы представляли собой смесь столбчатых кристаллов и кубических кристаллов оксида цинка. Свойства частиц приведены в таблице 1.
Таблица 1 | |||||||
ПС 1 | ПС 2 | ПС 3 | ПС 4 | ПС 5 | ПС 6 | ПС 7 | |
[ZnO/[Al2O3] | 200 | 200 | 200 | 350 | 200 | 200 | 200 |
Соль - присадка | Al2(SO4)3 | Ti(SO4)2 | In(CH3COO)3 | Al2(SO4)3 | Ga(NO3)3 | AlCl3 | Fe(NO3)3 |
х в формуле (1) | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,0057 | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
Эквивалентная весовая доля щелочи | 1,2 | 1,2 | 1,6 | 1,2 | 1,2 | 1,4 | 1,4 |
рН по окончании реакции | 5,91 | 6,12 | 6,92 | 5,97 | 5,81 | 6,03 | 6,02 |
Условия гидротермической обработки | 120°С 12 ч | 170°С 20 ч | 120°С 12 ч | 170°С 13 ч | 170°С 13 ч | 170°С 13 ч | 170°С 13 ч |
Удельная площадь поверхности по БЭТ, м2/г | 3,1 | 3,4 | 4,1 | 1,6 | 1,3 | 3,1 | 7,0 |
Форма частиц | Столбчатая | Столбчатая | Столбчатая | Столбчатая Кубическая | Столбчатая | Столбчатая | Столбчатая |
Содержание столбчатых частиц, % | 80,0 | 85,0 | 85,0 | 82,0 | 85,0 | 80,0 | 80,0 |
Средняя длина столба, мкм | 4,60 | 7,38 | 3,65 | 2,33 | 4,90 | 2,20 | 2,36 |
Средняя ширина столба, мкм | 0,75 | 0,75 | 0,65 | 0,38 | 0,75 | 0,30 | 0,38 |
Среднее отношение размеров | 5,70 | 10,13 | 5,71 | 2,13 | 5,95 | 6,43 | 6,46 |
Средняя степень столбчатости | 0,81 | 0,88 | 0,84 | 0,82 | 0,81 | 0,81 | 0,90 |
ПС - пример синтеза |
Таблица 1 (продолжение) | ||||
СПС 1 | СПС 2 | СПС 3 | СПС 4 | |
[ZnO/[Al2O3] | 200 | 200 | 200 | - |
Соль - присадка | Al2(SO4)3 | Al2(SO4)3 | Al2(SO4)3 | - |
х в формуле (1) | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0 |
Эквивалентная весовая доля щелочи | 1,65 | 1,7 | 2,025 | 1,2 |
рН по окончании реакции | 8,16 | 10,21 | 8,63 | 5,947 |
Условия гидротермической обработки | 120°С 12 ч | 120°С 12 ч | 170°С 13 ч | 170°С 13 ч |
Удельная площадь поверхности по БЭТ, м2/г | 6,2 | 4,8 | 2,3 | 3,1 |
Форма частиц | Столбчатая | Столбчатая Кубическая | Игольчатая | Столбчатая Кубическая |
Содержание столбчатых частиц, % | 5,0 | 50,0 | 0,0 | 25,0 |
Средняя длина столба, мкм | 0,34 | 0,74 | 2,33 | 0,83 |
Средняя ширина столба, мкм | 0,24 | 0,24 | 0,12 | 0,25 |
Среднее отношение размеров | 1,09 | 2,64 | 30,00 | 1,59 |
Средняя степень столбчатости | 0,80 | 0,92 | 0,20 | 0,92 |
СПС - сравнительный пример синтеза |
Пример 2. Получение обожженных частиц (А)
Частицы, полученные в примере 1, подвергли обжигу в условиях, приведенных в таблице 2, с целью получения обожженных частиц (А)-1-(А)-4, пригодных для использования в качестве добавок, улучшающих теплопроводность. Кроме того, были получены сравнительные обожженные частицы (А)-5 и (А)-6. Эти частицы затем были подвергнуты обработке поверхности с использованием агентов для обработки поверхности, указанных в таблице 2.
Таблица 2 | ||||||
Обожженные частицы (А)-1 | Обожженные частицы (А)-2 | Обожженные частицы (А)-3 | Обожженные частицы (А)-4 | Обожженные частицы (А)-5 | Обожженные частицы (А)-6 | |
Оксид цинка | ПС 2 | ПС 3 | ПС 4 | ПС 7 | СПС 2 | СПС 3 |
Условия обжига | окружающая атмосфера 400°С 4 ч |
окружающая атмосфера 800°С 2 ч |
окружающая атмосфера 700°С 2 ч |
окружающая атмосфера 1100°С 2 ч |
окружающая атмосфера 800°С 2 ч |
окружающая атмосфера 800°С 2 ч |
Агент для обработки поверхности | Nil | Олеат натрия | Винилтрихлорсилан | Стеарат натрия | Nil | Стеарат натрия |
Количество агента для обработки поверхности, % вес. относительно оксида цинка | - | 5,0 | 5,0 | 0,1 | - | 0,1 |
ПС - пример синтеза; СПС - сравнительный пример синтеза |
Пример 3. Получение композиции теплопроводной смолы
Обожженные частицы одного из типов (А)-1-(А)-6, отраженные в таблице 2, и выпускаемый серийно оксид цинка (для сравнения) в количествах, представленных в таблице 3, смешали с 100 вес. частями промышленного кремнийорганического полимера (название продукта: TSE201/GE Toshiba Silicones), затем все перемешивали в пластикаторе в течение 1 час (23 об/мин, начальная температура 25°С). После этого добавили отверждающий агент (название продукта: TC-8/GE Toshiba Silicones), смесь перемешивали аналогичным образом в течение 20 минут. В качестве выпускаемого серийно оксида цинка использовали оксид цинка А (название продукта: 23-K/Hakusui Tech Co., Ltd.) и оксид цинка В (название продукта: #1/Seido Chemical Industry Co., Ltd.).
Полученные таким образом смоляные композиции подвергли прессованию при 160°С для придания формы листа диаметром 30 мм и толщиной 8 мм и последующему отверждению в печи при 200єС с целью получения образцов для испытаний. Измерили теплопроводность каждого образца при 300°С способом «горячего диска». Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3 | |||||||
ТП смола 1 | ТП смола 2 | ТП смола 3 | ТП смола 4 | ТП смола 5 | ТП смола 6 | ||
Состав, % (частей на 100 частей смолы) | Кремнийорганический полимер | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Обожженные частицы (А)-1 | 350 | 150 | - | - | - | 200 | |
Обожженные частицы (А)-2 | - | - | 350 | - | - | - | |
Обожженные частицы (А)-3 | - | - | - | 400 | - | - | |
Обожженные частицы (А)-4 | - | - | - | - | 350 | - | |
Обожженные частицы (А)-5 (для сравнения) | - | - | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (А)-6 (для сравнения) | - | - | - | - | - | - | |
Оксид цинка А (для сравнения) | - | - | - | - | - | 200 | |
Оксид цинка В (для сравнения) | - | - | - | - | - | - | |
Отверждающий агент (для сравнения) | 1,8 | 1,8 | 1,0 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | |
Теплопроводность, В/м·K | 1,16 | 1,11 | 1,10 | 1,13 | 1,03 | 1,24 | |
Цвет листа | бледно-желтый | белый | бледно-желтый | бледно-желтый | бледно-желтый | бледно-желтый | |
ТП смола - теплопроводная смола |
Таблица 3 (продолжение) | |||||||
ТП смола 7 | ТП смола 8 | ТП смола 9* | ТП смола 10* | ТП смола 11* | ТП смола 12* | ||
Состав, % | Кремнийорганический полимер | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Обожженные частицы (А)-1 | - | 200 | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (А)-2 | - | - | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (А)-3 | 200 | - | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (А)-4 | - | 100 | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (А)-5 (для сравнения) | - | - | 400 | - | - | - | |
Обожженные частицы (А)-6 (для сравнения) | 100 | - | - | 400 | - | - | |
Оксид цинка А (для сравнения) | 100 | - | - | - | 350 | - | |
Оксид цинка В (для сравнения) | - | 100 | - | - | - | 350 | |
Отверждающий агент (для сравнения) | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | |
Теплопроводность, В/м·K | 1,26 | 1,18 | 0,97 | 0,80 | 0,97 | 0,87 | |
Цвет листа | бледно-серый | бледно-серый | бледно-желтый | серый | серый | серый | |
ТП смола - теплопроводная смола; * для сравнения |
В таблице 3, при сравнении теплопроводных смол 1-5 с теплопроводными смолами 10-12, можно видеть, что смолы, содержащие обожженные частицы (А) настоящего изобретения, обладают более высокой теплопроводностью, чем смолы, содержащие обычный игольчатый оксид цинка или оксид цинка, выпускаемый серийно.
Кроме того, при использовании обожженных частиц (А) настоящего изобретения совместно с оксидом цинка, выпускаемым серийно, как в теплопроводных смолах 6-8, эффект повышения теплопроводности не уменьшается.
Считается, что такое влияние является следствием того, что обожженные частицы (А) настоящего изобретения с трудом ломаются при замешивании, поэтому обожженные частицы (А) с большой вероятностью будут находиться в контакте друг с другом в составе смолы.
Пример 4 Получение обожженных частиц (В)
Соединения, полученные в примере 1, подвергли восстанавливающему обжигу в условиях, приведенных в таблице 4, с целью получения обожженных частиц (В), пригодных для использования в качестве добавок, улучшающих электропроводность.
Таблица 4 | ||||
Обожженные частицы (В)-1 | Обожженные частицы (В)-2 | Обожженные частицы (В)-3 | Обожженные частицы (В)-4 | |
Оксид цинка | ПС 1 | ПС 2 | ПС 4 | ПС 5 |
Условия обжига | атмосфера Н2 700°С 2 ч |
атмосфера Н2 900°С 2 ч |
атмосфера Н2 900°С 2 ч |
атмосфера Н2 700°С 2 ч |
Величина сопротивления порошка, Ω | 3,2×104 | 1,2×104 | 5,3×104 | 1,6×104 |
Агент для обработки поверхности | Nil | Стеарат натрия | Олеат натрия | Винилтрихлорсилан |
Количество агента для обработки поверхности, % вес. (относительно оксида цинка) | - | 0,1 | 1,0 | 5,0 |
ПС - пример синтеза |
Таблица 4 (продолжение) | ||||
Обожженные частицы (В)-5 | Обожженные частицы (В)-6 | Обожженные частицы (В)-7 | Обожженные частицы (В)-8 | |
Оксид цинка | ПС 6 | СПС 1 | СПС 3 | СПС 4 |
Условия обжига | атмосфера Н2 1000°С 2 ч | атмосфера Н2 800°С 2 ч | атмосфера Н2 800°С 2 ч | атмосфера Н2 800°С 2 ч |
Величина сопротивления порошка, Ω | 1,4×104 | 4,2×104 | 1,4×104 | 6,2×104 |
Агент для обработки поверхности | Стеарат натрия | Nil | Стеарат натрия | Стеарат натрия |
Количество агента для обработки поверхности, % вес. (относительно оксида цинка) | 0,1 | - | 0,1 | 0,1 |
ПС - пример синтеза; СПС - сравнительный пример синтеза |
Пример 5 Композиция электропроводной смолы
Обожженные частицы одного (В)-1-(В)-8, отраженные в таблице 4, и выпускаемый серийно оксид цинка (для сравнения) в количествах, представленных в таблице 5, смешали с 100 вес. частями линейного полиэтилена низкой плотности, полученного газофазным способом (название продукта: NOVATEC LL UF240/производства Japan Polyethylene Corporation), и измерили собственное удельное объемное сопротивление каждой полученной таким образом композиции. Результаты представлены в таблице 5. Оксид цинка А и оксид цинка В - те же, что и оксид цинка А и оксид цинка В, использованные в примере 3.
В частности, гранулы указанного полиэтилена низкой плотности поместили в шестеренчатую печь и предварительно подогрели при 130єС в течение 30 минут, расплавленные гранулы при перемешивании при помощи вальцов соединили с обожженными частицами (В). Затем пластицированный продукт подвергли прессованию при 190°С для придания формы листа толщиной 2 мм с целью получения образца для испытаний.
Таблица 5 | |||||||
ЭП смола 1 | ЭП смола 2 | ЭП смола 3 | ЭП смола 4 | ЭП смола 5 | ЭП смола 6 | ||
Состав, % | LLDPE | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Обожженные частицы (В)-1 | 300 | 200 | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (В)-2 | - | - | 300 | - | - | - | |
Обожженные частицы (В)-3 | - | - | - | 300 | - | - | |
Обожженные частицы (В)-4 | - | - | - | - | 300 | - | |
Обожженные частицы (В)-5 | - | - | - | - | - | 300 | |
Обожженные частицы (В)-6 (для сравнения) | - | - | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (В)-7 (для сравнения) | - | - | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (В)-8 (для сравнения) | - | - | - | - | - | - | |
Оксид цинка А (для сравнения) | - | - | - | - | - | - | |
Оксид цинка В (для сравнения) | - | - | - | - | - | - | |
Собственное удельное объемное сопротивление, Ω/см | 1,16 | 6,79×106 | 2,32×105 | 8,21×106 | 1,16×106 | 4,54×105 | |
Цвет листа | бледно-желтый | белый | бледно-желтый | бледно-желтый | бледно-желтый | бледно-желтый | |
ЭП смола - электропроводная смола; LLDPE - линейный полиэтилен низкой плотности |
Таблица 5 (продолжение) | ||||||||
ЭП смола 7* | ЭП смола 8* | ЭП смола 9* | ЭП смола 10* | ЭП смола 11* | ЭП смола 12 | ЭП смола 13 | ||
Состав, % | LLDPE | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Обожженные частицы (В)-1 | - | - | - | - | 200 | 200 | - | |
Обожженные частицы (В)-2 | - | - | - | - | - | - | 200 | |
Обожженные частицы (В)-3 | - | - | - | - | 100 | - | ||
Обожженные частицы (В)-4 | - | - | - | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (В)-5 | - | - | - | - | - | - | ||
Обожженные частицы (В)-6* | 300 | - | - | - | - | - | - | |
Обожженные частицы (В)-7* | - | 300 | - | 200 | - | - | - | |
Обожженные частицы (В)-8* | - | - | 300 | - | - | - | - | |
Оксид цинка А* | - | - | - | 100 | 100 | - | - | |
Оксид цинка В* | - | - | - | - | - | - | 100 | |
Собственное удельное объемное сопротивление, Ω/см | 1,50×1015 | 3,33×1012 | 7,45×1015 | 2,60×1012 | 2,00×106 | 1,20×105 | 4,60×105 | |
Цвет листа | бледно-желтый | бледно-желтый | бледно-желтый | серый | серый | бледно-желтый | серый | |
ЭП смола - электропроводная смола; LLDPE - линейный полиэтилен низкой плотности; *для сравнения |
Как видно из таблицы 5, электропроводная смола 7 или 9, содержащая оксид цинка со средним отношением размеров менее 2, и электропроводные смолы 8 и 10, содержащие игольчатые оксиды цинка, характеризуются собственным удельным объемным сопротивлением в диапазоне от 1×1012 до 1×1016 Ω, тогда как электропроводные смолы 1-6, 12 и 13, содержащие обожженные частицы (В) настоящего изобретения, характеризуются собственным удельным объемным сопротивлением в диапазоне от 1×105 до 1×107 Ω.
Если принять во внимание, что имеется небольшое различие величины сопротивления порошка для первых и вторых, как видно из таблицы 4, можно утверждать, что обожженные частицы (В) настоящего изобретения с трудом ломаются при замешивании, поэтому обожженные частицы (В) с большой вероятностью будут находиться в контакте друг с другом в составе смолы, придавая ей соответствующее собственное удельное объемное сопротивление.
Значение изобретения
Форма частиц оксида цинка настоящего изобретения, в отличие от обычной, столбчатая, поэтому частицы не ломаются при замешивании со смолой, как игольчатые частицы, и легко образуют в смоле сетчатую структуру. Следовательно, частицы оксида цинка настоящего изобретения пригодны для использования в качестве добавок, улучшающих теплопроводность, или добавок, улучшающих электропроводность. Частицы оксида цинка настоящего изобретения могут присутствовать в смоле в значительном количестве. Столбчатые частицы оксида цинка настоящего изобретения обладают более низкой твердостью, чем оксид магния или оксид алюминия, поэтому оборудование и т.д. не подвергается риску абразивного износа. Кроме того, столбчатые частицы оксида цинка настоящего изобретения безопасны для здоровья людей и недороги, поэтому они имеют широкий спектр вариантов применения.
Указанные частицы оксида цинка могут быть произведены в соответствии со способом получения частиц настоящего изобретения. Композиция смолы настоящего изобретения обладает непревзойденной теплопроводностью или электропроводностью.
Промышленная применимость
Частицы оксида цинка настоящего изобретения пригодны для использования в качестве добавок, улучшающих свойства смоляных композиций, применяемых для изготовления охлаждающих ребер тепловыделяющих частей, таких как транзистор большой мощности, тиристор, выпрямитель, трансформатор, нагреватель и интегральная схема. Они также пригодны для использования в качестве добавки, предотвращающей накопление статического электричества на электрических частях, или в качестве добавки, улучшающей электропроводность, в композициях электропроводных покрытий для пола.
Claims (13)
1. Повышающие теплопроводность или электропроводность частицы оксида цинка, представленные следующей формулой (1):
ZnMn+ xO1+nx/2 · aH2O (1)
где Mn+ означает трехвалентный или четырехвалентный металл, x и a удовлетворяют соотношению 0,002<x<0,05 и 0≤a<0,5, соответственно, n означает валентность металла, и характеризующиеся содержанием столбчатых частиц 80% или более.
где Mn+ означает трехвалентный или четырехвалентный металл, x и a удовлетворяют соотношению 0,002<x<0,05 и 0≤a<0,5, соответственно, n означает валентность металла, и характеризующиеся содержанием столбчатых частиц 80% или более.
2. Частицы по п.1, которые имеют форму квадратного столба или шестигранного столба.
3. Частицы по п.1, которые имеют среднюю длину столба от 0,5 до 20 мкм, среднюю ширину столба от 0,25 до 1,5 мкм, среднее отношение размеров от 1 до 10 и среднюю степень столбчатости от 0,5 до 1.
4. Частицы по п.1, которые имеют среднюю длину столба от 1 до 10 мкм, среднюю ширину столба от 0,5 до 1 мкм, среднее отношение размеров от 2 до 6 и среднюю степень столбчатости от 0,7 до 1.
5. Частицы по п.1, обладающие удельной площадью поверхности по БЭТ от 1 до 10 м2/г.
6. Частицы по п.1, которые имеют на своей поверхности, по меньшей мере, одно покрытие, выбранное из группы, включающей высшие жирные кислоты, эфиры фосфорной кислоты, эфиры жирных кислот и многоатомных спиртов, анионогенные поверхностно-активные вещества и связующие вещества на основе силана, титаната и алюминия.
7. Способ получения частиц оксида цинка по п.1, который включает стадии:
(I) осуществления реакции водного раствора, содержащего соль цинка (а) и соль трехвалентного или четырехвалентного металла (b), с водным раствором, содержащим соединение щелочного металла (c), так, что рН реакционной смеси по окончании реакции составляет от 5,0 до 7,0,
(II) промывки полученных таким образом частиц,
(III) эмульгирования промытых частиц и их последующей гидротермической обработки, и
(IV) сушки прошедших гидротермическую обработку частиц.
(I) осуществления реакции водного раствора, содержащего соль цинка (а) и соль трехвалентного или четырехвалентного металла (b), с водным раствором, содержащим соединение щелочного металла (c), так, что рН реакционной смеси по окончании реакции составляет от 5,0 до 7,0,
(II) промывки полученных таким образом частиц,
(III) эмульгирования промытых частиц и их последующей гидротермической обработки, и
(IV) сушки прошедших гидротермическую обработку частиц.
8. Повышающие теплопроводность обожженные частицы (А), полученные путем обжига частиц оксида цинка по п.1 при температуре от 300 до 1100°C в невосстанавливающей атмосфере.
9. Обожженные частицы (А) по п.8, которые имеют на своей поверхности, по меньшей мере, одно покрытие, выбранное из группы, включающей высшие жирные кислоты, эфиры фосфорной кислоты, эфиры жирных кислот и многоатомных спиртов, анионогенные поверхностно-активные вещества и связующие вещества на основе силана, титаната и алюминия.
10. Теплопроводная смоляная композиция (А), содержащая 100 вес. частей смолы и от 150 до 400 вес. частей обожженных частиц (А) по п.8.
11. Повышающие электропроводность обожженные частицы (В), полученные путем обжига частиц оксида цинка по п.1 при температуре от 300 до 1100°C в восстанавливающей атмосфере.
12. Обожженные частицы (В) по п.11, которые имеют на своей поверхности, по меньшей мере, одно покрытие, выбранное из группы, включающей высшие жирные кислоты, эфиры фосфорной кислоты, эфиры жирных кислот и многоатомных спиртов, анионогенные поверхностно-активные вещества и связующие вещества на основе силана, титаната и алюминия.
13. Электропроводная смоляная композиция (В), содержащая 100 вес. частей смолы и от 200 до 400 вес. частей обожженных частиц (В) по п.11.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009103691 | 2009-04-22 | ||
JP2009-103691 | 2009-04-22 | ||
PCT/JP2010/057519 WO2010123142A1 (ja) | 2009-04-22 | 2010-04-21 | 柱状酸化亜鉛粒子およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011147199A RU2011147199A (ru) | 2013-05-27 |
RU2530894C2 true RU2530894C2 (ru) | 2014-10-20 |
Family
ID=43011253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011147199/04A RU2530894C2 (ru) | 2009-04-22 | 2010-04-21 | Столбчатые частицы оксида цинка и способ их получения |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120097888A1 (ru) |
EP (1) | EP2423166B1 (ru) |
JP (1) | JP5570077B2 (ru) |
KR (1) | KR101645056B1 (ru) |
CN (1) | CN102395532B (ru) |
BR (1) | BRPI1015321A2 (ru) |
ES (1) | ES2488265T3 (ru) |
RU (1) | RU2530894C2 (ru) |
WO (1) | WO2010123142A1 (ru) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8546476B2 (en) | 2009-07-14 | 2013-10-01 | Sakai Chemical Industry Co., Ltd. | Exoergic filler composition, resin composition, exoergic grease and exoergic coating composition |
JP2011021069A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Sakai Chem Ind Co Ltd | 放熱性フィラー組成物、樹脂組成物、放熱性グリース及び放熱性塗料組成物 |
WO2012147887A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | 堺化学工業株式会社 | 六角柱状酸化亜鉛粒子、その製造方法、並びに、それを配合した化粧料、放熱性フィラー、放熱性樹脂組成物、放熱性グリース及び放熱性塗料組成物 |
TWI453164B (zh) * | 2012-01-13 | 2014-09-21 | Nat Univ Chung Cheng | Preparation method of copper oxide material with sea urchin shape |
JP2013209362A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-10-10 | Nippon Valqua Ind Ltd | 酸化亜鉛を含む抗菌材料 |
JP6118568B2 (ja) * | 2013-01-31 | 2017-04-19 | 石原産業株式会社 | 放熱性組成物 |
US20150303461A1 (en) * | 2013-10-23 | 2015-10-22 | Lin-Feng Li | Composite materials for rechargeable zinc electrodes |
CN104177537B (zh) * | 2014-08-04 | 2016-05-18 | 陕西科技大学 | 一种皮革用聚丙烯酸酯/柱状中空氧化锌复合乳液的制备方法 |
US20190218370A1 (en) * | 2016-06-15 | 2019-07-18 | Quarzwerke Gmbh | Filled plastic material |
JP6451913B1 (ja) * | 2017-06-12 | 2019-01-16 | 堺化学工業株式会社 | 3価金属ドープ六角板状酸化亜鉛及びその製造方法 |
JP7256578B2 (ja) * | 2018-05-16 | 2023-04-12 | 三井化学株式会社 | 定温保持性組成物 |
BE1027472B1 (fr) * | 2019-07-31 | 2021-03-03 | Soc Ind Liegeoise Des Oxydes Sa | Procédé de préparation de microsphérules d'un composé oxygéné de zinc |
CN110684378B (zh) * | 2019-10-28 | 2021-06-15 | 济源职业技术学院 | 一种疏水性纳米氧化锌粉体及其制备方法和应用 |
EP4071206A1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-12 | Societe Industrielle Liegeoise des Oxydes SA | Coated particles of an oxygenated zinc compound |
WO2023190356A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 柱状酸化亜鉛の製造方法および柱状酸化亜鉛 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005064281A (ja) * | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱軟化性熱伝導性部材 |
JP2008222490A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Toyota Central R&D Labs Inc | ロッド状酸化亜鉛の製造方法、ロッド状酸化亜鉛及び樹脂複合材 |
RU2007135180A (ru) * | 2005-02-24 | 2009-03-27 | Секисуй Кемикал Ко., Лтд. (Jp) | Оксид цинка, содержащий галлий |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5669266A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-10 | Nippon Kagaku Sangyo Kk | Manufacture of finely particulate electroconductive zinc oxide |
JPS6235970A (ja) | 1985-08-09 | 1987-02-16 | Tokyo Keiki Co Ltd | グラフイツクデイスプレイ装置 |
US5132104A (en) * | 1989-07-21 | 1992-07-21 | Lion Corporation | Needle shaped monoamine complex of zinc carbonate and process for producing it |
JPH0360429A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Lion Corp | 酸化亜鉛系導電性粉末 |
JPH0517298A (ja) * | 1991-05-08 | 1993-01-26 | Lion Corp | 針状酸化亜鉛の製造方法、針状酸化亜鉛及びその針状酸化亜鉛を含有する組成物 |
JPH072519A (ja) * | 1991-05-28 | 1995-01-06 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 導電性針状酸化亜鉛の製造方法 |
JP3242468B2 (ja) * | 1992-11-09 | 2001-12-25 | 三井金属鉱業株式会社 | 導電性針状酸化亜鉛の製造方法 |
DE4327620A1 (de) * | 1993-08-17 | 1995-02-23 | Merck Patent Gmbh | Stabilisiertes, leitfähiges Pigment |
JPH07328421A (ja) * | 1994-06-06 | 1995-12-19 | Nippon Shokubai Co Ltd | 無機化合物微粒子、その製造方法およびその用途 |
JPH09188517A (ja) * | 1996-01-04 | 1997-07-22 | Sakai Chem Ind Co Ltd | 鉄含有超微細酸化亜鉛、並びにその製造方法及び用途 |
AU3053501A (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-14 | Otsuka Chemical Co. Ltd. | Hexagonal lamellar compound based on indium-zinc oxide and process for producing the same |
CN1111138C (zh) * | 2000-12-29 | 2003-06-11 | 山东大学 | 一种制备氧化锌纳米粉体的方法 |
CN101952372B (zh) * | 2007-12-21 | 2013-06-12 | 3M创新有限公司 | 纳米颗粒的制备方法 |
-
2010
- 2010-04-21 US US13/265,231 patent/US20120097888A1/en not_active Abandoned
- 2010-04-21 BR BRPI1015321A patent/BRPI1015321A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-04-21 JP JP2011510395A patent/JP5570077B2/ja active Active
- 2010-04-21 CN CN201080016518.4A patent/CN102395532B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-21 EP EP10767194.3A patent/EP2423166B1/en not_active Not-in-force
- 2010-04-21 RU RU2011147199/04A patent/RU2530894C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-04-21 WO PCT/JP2010/057519 patent/WO2010123142A1/ja active Application Filing
- 2010-04-21 KR KR1020117024591A patent/KR101645056B1/ko active IP Right Grant
- 2010-04-21 ES ES10767194.3T patent/ES2488265T3/es active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005064281A (ja) * | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱軟化性熱伝導性部材 |
RU2007135180A (ru) * | 2005-02-24 | 2009-03-27 | Секисуй Кемикал Ко., Лтд. (Jp) | Оксид цинка, содержащий галлий |
JP2008222490A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Toyota Central R&D Labs Inc | ロッド状酸化亜鉛の製造方法、ロッド状酸化亜鉛及び樹脂複合材 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
& US 5132104 A. * |
& US 5171364 A. * |
& US 6200680 B1. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BRPI1015321A2 (pt) | 2016-04-26 |
JPWO2010123142A1 (ja) | 2012-10-25 |
CN102395532B (zh) | 2014-03-26 |
ES2488265T3 (es) | 2014-08-26 |
US20120097888A1 (en) | 2012-04-26 |
RU2011147199A (ru) | 2013-05-27 |
EP2423166B1 (en) | 2014-07-02 |
WO2010123142A1 (ja) | 2010-10-28 |
KR101645056B1 (ko) | 2016-08-02 |
EP2423166A4 (en) | 2012-04-25 |
EP2423166A1 (en) | 2012-02-29 |
KR20120022786A (ko) | 2012-03-12 |
JP5570077B2 (ja) | 2014-08-13 |
CN102395532A (zh) | 2012-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2530894C2 (ru) | Столбчатые частицы оксида цинка и способ их получения | |
JP6474457B2 (ja) | 熱伝導性複合酸化物、その製造方法、及び熱伝導性複合酸化物含有組成物 | |
JP4201792B2 (ja) | 難燃剤、難燃性樹脂組成物及び成形体 | |
JP6038049B2 (ja) | 熱伝導改良剤 | |
TW201702182A (zh) | 氫氧化鎂粒子及其製造方法 | |
ES2751278T3 (es) | Nueva solución sólida a base de hidróxido de magnesio y composición de resina y precursor para óxido de magnesio altamente activo que incluye los mismos | |
Jha et al. | Synthesis of bismuth oxide nanoparticles using bismuth nitrate and urea | |
CN113544089B (zh) | 改质磷酸钨酸锆、负热膨胀填料和高分子组合物 | |
KR102262069B1 (ko) | 미립자 복합 금속 수산화물, 그 소성물, 그 제조 방법 및 그 수지 조성물 | |
JP6982435B2 (ja) | 針状無水炭酸マグネシウム及びその製造方法、並びに樹脂組成物 | |
WO2020095837A1 (ja) | 改質リン酸タングステン酸ジルコニウム、負熱膨張フィラー及び高分子組成物 | |
Gao et al. | Synthesis and Characterization of BaTiO3 Nanopowders and BaTiO3/CoFe2O4 Nanocomposites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170422 |