耐熱氫氧化鋁的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及制造具有高耐熱性的氫氧化鋁的方法，具體而言，涉及包含在大氣壓 以上且0. 3MPa以下的壓力下、水蒸氣摩爾分率為0. 03以上且1以下的條件下對通過拜耳 法（bayer method)制造的水鋁礦型氫氧化鋁進行加熱處理的工序的方法。另外，本發(fā)明還 涉及具有高耐熱性的氫氧化鋁、及具有高耐熱性和高絕緣性的氫氧化鋁。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于水鋁礦型氫氧化鋁，結(jié)晶中所含的水會因加熱而脫水。利用該機理，水鋁礦型 氫氧化鋁作為用于賦予樹脂阻燃性的阻燃劑而被使用。將水鋁礦型氫氧化鋁配合到樹脂中 而獲得的樹脂組合物被用于印刷線路基板等電子部件、電線包覆材料、絕緣材料等。另一方 面，水鋁礦型氫氧化鋁在230°C左右開始脫水。該脫水范圍有時相當于加工樹脂的溫度范 圍。因此，有時難以將水鋁礦型氫氧化鋁作為阻燃劑使用。
[0003] 作為在大氣氣氛下被逐漸加熱時發(fā)生的水鋁礦型氫氧化鋁的脫水，已知有以下2 種脫水。
[0006] (1)是從水鋁礦變成一水合物的勃姆石的脫水，（2)是變成氧化鋁的脫水。一般而 言（1)的脫水容易從低溫側(cè)（220°c左右）開始發(fā)生，（2)與（1)同時發(fā)生，或者從高溫側(cè) (230°C左右）開始。因此，為了提高氫氧化鋁的耐熱性，一直以來進行如下操作：預(yù)先在各 種條件下對氫氧化鋁進行加熱處理，使從低溫側(cè)開始發(fā)生的脫水預(yù)先進行。
[0007] 例如，在專利文獻1中，公開了將氫氧化鋁與使勃姆石化延遲的反應(yīng)延遲劑混合， 在壓力容器內(nèi)進行水熱處理或者在水蒸氣環(huán)境下進行加壓及加熱的方法。在該文獻中公開 了，根據(jù)該方法，在本來會完全相轉(zhuǎn)變?yōu)椴肥沫h(huán)境中可以在僅抑制一部分勃姆石化的 同時施加熱歷史，因此氫氧化鋁的耐熱性提高。
[0008] 另外，在專利文獻2中公開了，通過對平均粒徑為0. 3~4. 5 μ m的氫氧化鋁進行 加熱處理來使其預(yù)先部分脫水，從而可以獲得Al2O3 · ηΗ20 (η為1. 8~2. 7)所表示的耐熱 性優(yōu)異的氫氧化鋁。
[0009] 在專利文獻3中公開了，通過在大氣氣氛下、230~270°C下對氫氧化鋁粒子進行 加熱處理，生成X氧化鋁，從而獲得耐熱性優(yōu)異的氫氧化鋁的方法。此外，在專利文獻3的 實施例中公開了，使用盤式干燥機在260°C下、停留時間30分鐘、大氣氣氛的條件下對住友 化學(xué)制CL-303進行加熱處理的方法。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻I:國際公開第2004/080897號小冊子
[0013] 專利文獻2:日本特開2002-211918號公報
[0014] 專利文獻3:日本特開2011-84431號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明要解決的課題
[0016] 然而，由于在專利文獻1的方法中需要加壓，所以需要在昂貴的壓力容器內(nèi)進行 熱處理。另外，由于需要添加其他化合物作為反應(yīng)延遲劑，所以會發(fā)生由添加該化合物導(dǎo)致 的高成本化。此外，由于氫氧化鋁的表面被反應(yīng)延遲劑包覆，所以會引起粉體物性的變化、 與樹脂的相容性的變化。
[0017] 在專利文獻2及專利文獻3的方法中，已知如果通過在大氣氣氛下進行加熱處理 來進行脫水，則由于從表面開始進行脫水，所以在最外表面產(chǎn)生原子水平的缺陷，由于脫水 進一步進行，從而成為表面積大的X-氧化鋁。如果表面積增加，則會吸附大氣中的水分，少 量的脫水可能會在低溫側(cè)發(fā)生。另外，水分的吸附也可能對配合到樹脂中后的絕緣性降低 方面產(chǎn)生影響。相反地，即使在200°C左右的溫度下進行加熱處理，為了使粉末的熱歷史充 分，也需要長時間的加熱處理，結(jié)果是表面缺陷會增加。在該方法中，難以在抑制氫氧化鋁 的表面缺陷的同時施加高的熱歷史。因此，在該方法中，在通過加熱處理提高耐熱性方面存 在極限。
[0018] 像這樣，在現(xiàn)有方法中，雖然通過加熱處理進行部分地脫水，但是并不能獲得最外 表面的缺陷部分少、且耐熱性高的氫氧化鋁。
[0019] 用于解決課題的手段
[0020] 本發(fā)明的目的在于，通過在抑制表面的缺陷及脫水的同時施加高的熱歷史，提供 可耐受樹脂加工溫度的氫氧化鋁的制造方法。
[0021] gp，本發(fā)明包含以下的構(gòu)成要素。
[0022] (1) -種耐熱氫氧化鋁的制造方法，包含在大氣壓以上且0· 3MPa以下的壓力下、 水蒸氣摩爾分率為〇. 03以上且1以下的氣氛下、180°C以上且300°C以下的溫度下對水鋁礦 型氫氧化鋁進行加熱處理的工序。
[0023] (2)根據(jù)前述（1)所述的方法，水鋁礦型氫氧化鋁是通過拜耳法制造的。
[0024] (3)根據(jù)前述⑴或⑵所述的方法，進行熱處理的時間為1分鐘以上且360分鐘 以下。
[0025] (4)根據(jù)前述（1)~（3)所述的方法，相對于水鋁礦型氫氧化鋁100重量份，與以 SiO2換算計〇. 1重量份以上且5重量份以下的娃化合物一起進行加熱處理。
[0026] (5)根據(jù)前述⑷所述的方法，硅化合物為通式Si (OR)4所示的硅酸酯的單體或其 聚合物、或者其水解?縮合產(chǎn)物，式中，R為碳原子數(shù)1~2的烷基。
[0027] (6) -種耐熱氫氧化鋁，BET比表面積為I. 5m2/g以上且8m2/g以下，使用X射線光 電子能譜法測定的氧與鋁的面積強度比（〇ls/A12p)為2. 55以上且2. 85以下。
[0028] (7)根據(jù)前述（6)所述的耐熱氫氧化錯，勃姆石含量為3%以上且13%以下。
[0029] (8) -種耐熱氫氧化鋁，BET比表面積為I. 5m2/g以上且8m2/g以下，勃姆石含量 為3%以上且13%以下，通過X射線光電子能譜測定的表面的Nals結(jié)合能在1071. OeV以 上1072. OeV以下的范圍具有極大值。
[0030] (9)根據(jù)前述（8)所述的耐熱氫氧化鋁，總鈉含量以Na2O換算計為0. 01重量％以 上且0.05重量％以下。
[0031] (10) -種樹脂組合物，含有前述（6)~（9)的耐熱氫氧化鋁。
[0032] 發(fā)明效果
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的方法，通過在抑制氫氧化鋁的表面缺陷及脫水的同時施加高的熱歷 史，可以制造能夠耐受樹脂的加工溫度的高耐熱性氫氧化鋁。
【具體實施方式】
[0034] 下面，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。
[0035] 本發(fā)明的耐熱氫氧化鋁的制造方法（以下也稱為"本發(fā)明的方法"。），包含在大氣 壓以上且0. 3MPa以下的壓力下、水蒸氣摩爾分率為0. 03以上且1以下的氣氛下對水鋁礦 型氫氧化鋁進行加熱處理的工序。
[0036] 通過在大氣壓以上且0. 3MPa以下壓力下、水蒸氣摩爾分率為0. 03以上且1以下 的氣氛中對水錯礦型氣氧化錯進彳丁加熱處理，可以大幅抑制生成氧化錯的脫水和由其引起 的BET比表面積上升。因此，可以得到最外表面的缺陷部分少、耐熱性高的氫氧化鋁。
[0037] 進行加熱處理時的壓力為大氣壓以上且0· 3MPa以下。加熱時如果壓力高，則可能 進行向勃姆石的轉(zhuǎn)變，因此，壓力優(yōu)選盡量低。
[0038] 因此，壓力為0· 3MPa以下，優(yōu)選為0· 2MPa以下。具體而言，壓力為在將水蒸氣導(dǎo) 入加熱裝置內(nèi)時產(chǎn)生的壓力差的程度。
[0039] 加熱處理在包含水蒸氣摩爾分率為0. 03以上且1以下的水分的氣氛下進行。氣 氛優(yōu)選為惰性氣體氣氛。需要說明的是，在水蒸氣摩爾分率為1的情況下，在100%水蒸氣 中進行加熱處理。如果水蒸氣摩爾分率小于0. 03,則在熱歷史被施加到粒子內(nèi)部之前，在最 外表面會進行過度的脫水，不能充分提高耐熱性。使水蒸氣摩爾分率為0.03以上的操作可 以在水鋁礦型氫氧化鋁的粉體溫度達到180°C以上之后，或者也可以在加熱前。另外，由于 在加熱處理的過程中水蒸氣摩爾分率暫時變得小于0.03的情況下，會立刻發(fā)生來自最外 表面的脫水，所以優(yōu)選在到回收粉體為止的期間保持0. 03以上的水蒸氣摩爾分率。
[0040] 水蒸氣摩爾分率可以根據(jù)公式（水蒸氣的摩爾濃度）/[(水蒸氣的摩爾濃 度）+(惰性氣體的摩爾濃度）]在規(guī)定的熱處理溫度下，由所供給的水蒸氣及惰性氣體的體 積以及水和惰性氣體的分子量計算出。作為惰性氣體，可以舉出空氣、氮氣等。優(yōu)選為空氣。 在本說明書中，將空氣的分子量設(shè)為29。
[0041] 進行加熱處理的溫度為180°C以上且300°C以下，優(yōu)選為200°C以上且280°C以下， 更優(yōu)選為220°C以上且260°C以下。通過在該溫度條件下加熱，使粉體的溫度升高至180°C 以上且300°C以下。在加熱處理溫度小于180°C的情況下，即使進行長時間的加熱處理，在 耐熱性的提高方面也存在極限。另一方面，在超過300°C的情況下，即使在存在水蒸氣的條 件下，也變得難以抑制生成氧化鋁的脫水，導(dǎo)致BET比表面積的增大及耐熱性的降低。
[0042] 進行加熱處理的時間優(yōu)選為1分鐘以上且360分鐘以下，更優(yōu)選為10分