針狀碳酸鍶微粒及其分散液的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供由微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒構(gòu)成的針狀碳酸鍶粉末、以及微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒以一次顆?；蚪埔淮晤w粒的微粒狀態(tài)分散在有機(jī)溶劑中的分散液。由一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5～50nm的范圍、且長(zhǎng)徑比的平均值處于2.2～5.0的范圍的針狀碳酸鍶顆粒構(gòu)成的針狀碳酸鍶粉末、以及該針狀碳酸鍶顆粒的大部分以一次顆粒的形式分散在有機(jī)溶劑中的分散液，其中，優(yōu)選在針狀碳酸鍶顆粒的表面附著有表面活性劑，所述表面活性劑包含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
針狀碳酸鍶微粒及其分散液
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及針狀碳酸鍶微粒及其分散液。本發(fā)明特別是涉及:針狀碳酸鍶微粒的 大部分以一次顆粒的形式分散在有機(jī)溶劑中的針狀碳酸鍶微粒分散液、以及可有利地用于 制備該針狀碳酸鍶微粒分散液的針狀碳酸鍶粉末。本發(fā)明還涉及由以高度分散的狀態(tài)含有 針狀碳酸鍶微粒的高分子樹(shù)脂構(gòu)成的高分子樹(shù)脂組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知在對(duì)高分子樹(shù)脂成型體施行特定方向的拉伸處理的情況下、或者在熔融狀態(tài) 的高分子樹(shù)脂的成型時(shí)進(jìn)行伴有賦予特定方向的壓力的成型處理的情況下，所得的高分子 樹(shù)脂成型體顯示出雙折射性。例如，通過(guò)拉伸流延膜的方法制造的光學(xué)薄膜、或者通過(guò)射出 成型制造的光學(xué)透鏡所代表的光學(xué)材料用高分子樹(shù)脂成型體通常顯示出雙折射性。
[0003] 在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，作為抑制高分子樹(shù)脂成型體所體現(xiàn)的雙折射性的方法，記載著下 述方法:將針狀碳酸鍶顆粒分散在高分子樹(shù)脂中，利用因針狀碳酸鍶顆粒的取向而產(chǎn)生的 雙折射性來(lái)抵消因高分子樹(shù)脂的結(jié)合鏈的取向而產(chǎn)生的雙折射性。但是，在使針狀碳酸鍶 顆粒這樣的固體顆粒分散在高分子樹(shù)脂成型體中的方法中，由于該固體顆粒的存在，成型 體的透明性有可能降低。在該文獻(xiàn)中記載著以下內(nèi)容:為了維持高分子樹(shù)脂的透明性，使針 狀碳酸鍶顆粒的平均長(zhǎng)度達(dá)到500nm以下是有利的，特別是平均長(zhǎng)度為200nm以下時(shí)，幾乎 不會(huì)損及高分子樹(shù)脂的透明性。
[0004] 需要說(shuō)明的是，在上述文獻(xiàn)的實(shí)施例中，作為分散有針狀碳酸鍶顆粒的薄膜的制 造方法，記載著下述方法:將針狀碳酸鍶顆粒(平均粒徑為400nm)分散在四氫呋喃中，在所 得的分散液中加入高分子樹(shù)脂使其溶解，將由此調(diào)制的高分子樹(shù)脂溶液涂布在玻璃板上形 成層狀，再使該高分子樹(shù)脂溶液層的溶劑蒸發(fā)而形成薄膜，之后拉伸該薄膜。為了利用該方 法制造分散有針狀碳酸鍶顆粒的薄膜，需要將針狀碳酸鍶顆粒均勻分散在高分子樹(shù)脂的溶 劑中。
[0005] 在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，作為在二氯甲烷這樣的有機(jī)溶劑中的分散性高的碳酸鍶粉末，記 載著預(yù)先用表面活性劑對(duì)碳酸鍶微粒表面進(jìn)行處理的方法，所述表面活性劑包含親水性基 團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。在該文獻(xiàn)的實(shí)施例中，記載著由電子顯 微鏡圖像測(cè)定的、平均長(zhǎng)徑比為2.70且長(zhǎng)徑的平均長(zhǎng)度為llOnm的針狀碳酸鍶粉末。而且還 記載著將該針狀碳酸鍶粉末分散在二氯甲烷中而獲得的分散液的平均粒徑為170nm。
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載著碳酸鍶微粉，但該碳酸鍶微粉是由平均長(zhǎng)徑比為2.0以下的球 形顆粒構(gòu)成的微粉。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004-35347號(hào)公報(bào)； 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開(kāi)第2012/111692號(hào)； 專(zhuān)利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開(kāi)第2011/052680號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明所要解決的課題 以分散狀態(tài)含有針狀碳酸鍶顆粒的光學(xué)材料用高分子樹(shù)脂組合物的成型體(光學(xué)部 件)要求顯示出高的透明性。為了提高高分子樹(shù)脂組合物的透明性，需要使用微細(xì)的針狀碳 酸鍶顆粒作為分散在高分子樹(shù)脂中的針狀碳酸鍶顆粒。但迄今為止尚未知曉在分散于高分 子樹(shù)脂中成型時(shí)可以給予顯示出充分的透明性的成型體的微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒，另外， 特別是還未知在分散于高分子樹(shù)脂中成型時(shí)可以給予顯示出充分的透明性的成型體的微 細(xì)且分散性高的針狀碳酸鍶顆粒。
[0009] 因此，本發(fā)明的目的在于：提供一種在分散于高分子樹(shù)脂中成型時(shí)可以給予顯示 出充分的透明性的成型體的微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒，特別是，目的還在于提供一種在分散 于高分子樹(shù)脂中成型時(shí)可以給予顯示出充分的透明性的成型體的微細(xì)且分散性高的針狀 碳酸鍶顆粒。
[0010] 本發(fā)明還提供一種微細(xì)的針狀碳酸鍶粉末，所述微細(xì)的針狀碳酸鍶粉末在將高分 子樹(shù)脂以溶液狀態(tài)成型時(shí)使用的有機(jī)溶劑、特別是疏水性有機(jī)溶劑中可以以高分散性穩(wěn)定 分散，還提供一種針狀碳酸鍶顆粒分散液，其中微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒的大部分以一次顆 粒的狀態(tài)分散在有機(jī)溶劑中。
[0011] 用于解決課題的手段 本發(fā)明的發(fā)明人(本發(fā)明人)發(fā)現(xiàn)了 ：通過(guò)變更專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載的在球形碳酸鍶微粒 的制備步驟中采用的在水溶液中將氫氧化鍶經(jīng)二氧化碳進(jìn)行碳酸化的條件而生成針狀碳 酸鍶微粒、然后使已生成的針狀碳酸鍶微粒經(jīng)歷高溫下的熟化步驟，可以制備一次顆粒的 平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、且長(zhǎng)徑比的平均值(7只<外比(7)平均)處于2.2~5.0的范 圍的針狀碳酸鍶微粒。
[0012] 本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)了：將上述的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、且長(zhǎng)徑比 的平均值處于2.2~5.0的范圍的針狀碳酸鍶微粒分散在水性介質(zhì)中，使所得分散液在包含 親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)、還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)的表面活性劑的存在下與以圓 周速度(周速)為1 〇~60m/秒范圍的速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體接觸，對(duì)該分散液賦予剪切力，從而 調(diào)制表面附著有該表面活性劑的針狀碳酸鍶顆粒的分散液，將該分散液干燥來(lái)制備微細(xì)的 針狀碳酸鍶粉末時(shí)，通過(guò)這樣的處理方法使表面活性劑附著在顆粒表面的微細(xì)的針狀碳酸 鍶粉末在有機(jī)溶劑、特別是疏水性有機(jī)溶劑中的分散性高，因此對(duì)調(diào)制以高度分散狀態(tài)分 散有針狀碳酸鍶的有機(jī)溶劑分散液非常有效。
[0013] 上述針狀碳酸鍶有機(jī)溶劑分散液的高度的分散狀態(tài)可以利用下述的任一種或兩 種方法來(lái)容易地確認(rèn)。
[0014] (1)通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定的分散液中的針狀碳酸鍶顆粒的D5Q處于5~50nm的范 圍，并且Dgo不會(huì)超過(guò)100nm 〇
[0015] ⑵針狀碳酸鍶顆粒以〇·5~8.0質(zhì)量%范圍的濃度分散在有機(jī)溶劑中，波長(zhǎng)600nm 的透光率為60%以上。
[0016] 本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)了：將上述微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒分散在有機(jī)溶劑中得到分散 液，在由添加有該分散液的高分子樹(shù)脂組合物成型的成型體中，該針狀碳酸鍶顆粒以高度 分散的狀態(tài)良好地取向。
[0017] 因此，本發(fā)明涉及針狀碳酸鎖粉末，該針狀碳酸鎖粉末是針狀碳酸鎖顆粒的集合 體，構(gòu)成該集合體的針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍，而且長(zhǎng)徑 比的平均值處于2.2~5.0的范圍。
[0018] 本發(fā)明還涉及針狀碳酸鍶粉末的制造方法，所述針狀碳酸鍶粉末是針狀碳酸鍶顆 粒的集合體，該集合體中的針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、而 長(zhǎng)徑比的平均值處于2.2~5.0的范圍，在針狀碳酸鍶顆粒的表面附著有表面活性劑，所述 表面活性劑包含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)、還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)，該制備方法 包括下述步驟:調(diào)制分散液的步驟，將碳酸鍶粉末分散在水性介質(zhì)中，使所得的分散液在包 含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)、還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)的表面活性劑的存在下與以 圓周速度為1 〇~60m/秒范圍的速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體接觸，對(duì)該分散液賦予剪切力，從而調(diào)制 表面附著有該表面活性劑的針狀碳酸鍶顆粒的分散液，所述碳酸鍶粉末是針狀碳酸鍶顆粒 集合體，構(gòu)成該集合體的針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、且長(zhǎng) 徑比的平均值處于2.2~5.0的范圍；以及將通過(guò)上述步驟獲得的分散液干燥的步驟。
[0019] 本發(fā)明還涉及針狀碳酸鍶顆粒分散液，其是一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的 范圍、而且長(zhǎng)徑比的平均值處于2.2~5.0的范圍的針狀碳酸鍶粉末分散在有機(jī)溶劑中的針 狀碳酸鍶顆粒分散液，其中，通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定的該分散液中的針狀碳酸鍶顆粒的D 50 處于5~50nm的范圍，并且Dgo不會(huì)超過(guò)100nm。
[0020] 本發(fā)明還涉及針狀碳酸鍶顆粒分散液，其是一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的 范圍、而且長(zhǎng)徑比的平均值處于2.2~5.0的范圍的針狀碳酸鍶粉末以0.5~8.0質(zhì)量%范圍 的濃度分散在有機(jī)溶劑中的針狀碳酸鍶顆粒分散液，其中，波長(zhǎng)600nm的透光率為60%以上。
[0021] 本發(fā)明還涉及高分子樹(shù)脂組合物，該高分子樹(shù)脂組合物是針狀碳酸鍶顆粒的集合 體，是構(gòu)成該集合體的針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、且長(zhǎng)徑 比的平均值處于2.2~5.0的范圍的針狀碳酸鍶顆粒分散在高分子樹(shù)脂中而形成的。
[0022] 本發(fā)明的針狀碳酸鍶粉末的優(yōu)選方案如下。
[0023] 1)在針狀碳酸鍶顆粒的表面附著有表面活性劑，所述表面活性劑包含親水性基 團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。
[0024] 2)上述表面活性劑所包含的親水性基團(tuán)為聚氧化亞烷基，疏水性基團(tuán)為烷基或 芳基，而且在水中形成陰離子的基團(tuán)為選自羧酸基(羧酸根）、硫酸基(硫酸根)和磷酸基(磷 酸根)的酸基(酸根)。
[0025] 3)滿(mǎn)足下述(1)和(2)中的任一個(gè)或兩個(gè)條件： (1) 將lg針狀碳酸鍶粉末和99g二氯甲烷的混合物進(jìn)行超聲波分散處理，之后使用孔 徑為l#m的薄膜濾器進(jìn)行過(guò)濾，以由此得到的針狀碳酸鍶粉末分散液作為測(cè)定樣品，通過(guò) 動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定的針狀碳酸鍶顆粒的D 5Q處于5~50nm的范圍，并且D9Q不會(huì)超過(guò)100nm; (2) 將lg針狀碳酸鍶粉末和99g二氯甲烷的混合物進(jìn)行超聲波分散處理，之后使用孔 徑為1 的薄膜濾器進(jìn)行過(guò)濾，由此得到的針狀碳酸鍶粉末分散液的波長(zhǎng)600nm的透光率 為60%以上。
[0026] 本發(fā)明的針狀碳酸鍶顆粒分散液的優(yōu)選方案如下。
[0027] 1)在針狀碳酸鍶顆粒的表面附著有表面活性劑，所述表面活性劑包含親水性基 團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。
[0028] 2) D5Q為針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑的1.5倍以下。
[0029] 3)有機(jī)溶劑為疏水性有機(jī)溶劑。
[0030] 本發(fā)明的高分子樹(shù)脂組合物的優(yōu)選方案如下。
[0031 ] 1)針狀碳酸鍶顆粒在其表面附著有表面活性劑，所述表面活性劑包含親水性基 團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。
[0032] 2)高分子樹(shù)脂組合物用于制造光學(xué)用途中使用的樹(shù)脂成型體。
[0033]發(fā)明效果 通過(guò)使用本發(fā)明的針狀碳酸鍶粉末，可以容易地制備微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒以一次顆 粒或近似一次顆粒的微粒狀態(tài)分散在有機(jī)溶劑中的針狀碳酸鍶分散液。另外，通過(guò)使用本 發(fā)明的針狀碳酸鍶粉末和針狀碳酸鍶顆粒分散液，可以在工業(yè)上有利地制備微細(xì)的針狀碳 酸鍶顆粒以一次顆粒或近似一次顆粒的微粒狀態(tài)分散在高分子樹(shù)脂中的樹(shù)脂組合物。該高 分子樹(shù)脂組合物由于微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒是以一次顆?；蚪埔淮晤w粒的微粒狀態(tài)分 散在高分子樹(shù)脂中，所以使用該高分子樹(shù)脂組合物制造的高分子樹(shù)脂成型體顯示出高的透 明性。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1是分散有實(shí)施例1中制備的針狀碳酸鍶粉末的聚碳酸酯樹(shù)脂組合物的成型體 的剖面TEM照片。
[0035] 圖2是分散有比較例1中制備的針狀碳酸鍶粉末的聚碳酸酯樹(shù)脂組合物的成型體 的剖面TEM照片。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 本發(fā)明涉及針狀碳酸鎖粉末，該針狀碳酸鎖粉末是針狀碳酸鎖顆粒的集合體，構(gòu) 成該集合體的針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍，而且長(zhǎng)徑比的 平均值處于2.2~5.0的范圍。
[0037] 構(gòu)成本發(fā)明的針狀碳酸鍶粉末的針狀碳酸鍶顆粒可以如下制備:攪拌氫氧化鍶的 水溶液或水性懸浮液，同時(shí)在分別具有至少1個(gè)、且總計(jì)至少3個(gè)的羥基和羧基的有機(jī)酸(特 別是DL-酒石酸)的存在下向該水溶液或水性懸浮液中導(dǎo)入二氧化碳?xì)怏w，將氫氧化鍶碳酸 化，從而得到碳酸鍶微粒的水性分散液，根據(jù)需要，通常將該水性分散液加熱至60°C以上、 優(yōu)選為60~100°C、特別優(yōu)選為70~100°C的溫度使其熟化，使生成的長(zhǎng)徑比為2以下的球形 碳酸鍶微粒沿長(zhǎng)軸方向進(jìn)行顆粒生長(zhǎng)，從而可以制備針狀碳酸鍶顆粒。
[0038] 在氫氧化鎖的水溶液或水性懸浮液中，氫氧化鎖的濃度通常為1~20質(zhì)量％的范 圍，優(yōu)選為2~15質(zhì)量%的范圍，更優(yōu)選為3~8質(zhì)量%的范圍。有機(jī)酸中的羧基數(shù)優(yōu)選為1個(gè)或 2個(gè)、且其總計(jì)為3~6個(gè)。作為有機(jī)酸的優(yōu)選例子，可以列舉酒石酸、蘋(píng)果酸和葡萄糖酸。相 對(duì)于1 〇〇質(zhì)量份的氫氧化鍶，有機(jī)酸的使用量通常為〇. 1~20質(zhì)量份的范圍，優(yōu)選為1~10質(zhì) 量份的范圍。相對(duì)于lg的氫氧化鍶，二氧化碳?xì)怏w的流量通常為0.5~200mL/分鐘的范圍， 優(yōu)選為0.5~100mL/分鐘的范圍。生成的長(zhǎng)徑比為2以下的球形碳酸鍶微粒，其BET比表面積 優(yōu)選處于20~180m 2/g的范圍，更優(yōu)選處于40~180m2/g的范圍，特別優(yōu)選處于60~180m2/g 的范圍。需要說(shuō)明的是，球形碳酸鍶微粒不必是圓球形，也可以是長(zhǎng)球形、圓角的立方體形 或長(zhǎng)方體形。需要說(shuō)明的是，球形碳酸鍶微粒的制造方法記載在國(guó)際公開(kāi)第2011/052680號(hào) 中。
[0039] 本發(fā)明的針狀碳酸鍶粉末優(yōu)選在針狀碳酸鍶顆粒的表面附著有表面活性劑，所述 表面活性劑包含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。
[0040] 優(yōu)選上述表面活性劑所包含的親水性基團(tuán)為聚氧化亞烷基，疏水性基團(tuán)為烷基或 芳基，而且在水中形成陰離子的基團(tuán)為選自羧酸基、硫酸基和磷酸基的酸基。
[0041] 上述表面活性劑的親水性基團(tuán)優(yōu)選為包含碳原子數(shù)為1~4的氧化亞烷基的聚氧 化亞烷基。疏水性基團(tuán)優(yōu)選為烷基或芳基。烷基和芳基可以具有取代基。烷基的碳原子數(shù)通 常處于3~30的范圍、優(yōu)選10~18的范圍。芳基的碳原子數(shù)通常處于6~30的范圍。在水中形 成陰離子的基團(tuán)優(yōu)選為選自羧酸基（-C00H)、硫酸基（_0S0 3H)和磷酸基（-opo(oh)2、-opo (OH)O-)的酸基。這些酸基的氫原子可以被鈉或鉀等堿金屬離子或銨取代。
[0042] 形成陰離子的基團(tuán)為羧酸基的表面活性劑優(yōu)選為下述式(I)所表示的化合物。
[0043] [化學(xué)式1]
在式(I)中，R1表示取代或未取代的烷基或者取代或未取代的芳基，E1表示碳原子數(shù)處 于1~4的范圍的亞烷基，a表示1~20的范圍、優(yōu)選2~6的范圍的數(shù)。R1優(yōu)選為碳原子數(shù)為10 以上、優(yōu)選處于10~18的范圍的烷基。
[0044] 形成陰離子的基團(tuán)為磷酸基的表面活性劑優(yōu)選為下述的式(II)或式(III)所表示 的化合物的單體或者式(Π )或式(III)所表示的化合物的混合物。
[0045] [化學(xué)式2]
在式（II)中，R2表示取代或未取代的烷基或者取代或未取代的芳基，E2表示碳原子數(shù) 處于1~4的范圍的亞烷基，b表示1~20的范圍、優(yōu)選2~6的范圍的數(shù)。R2優(yōu)選為碳原子數(shù)為 10以上、優(yōu)選處于10~18的范圍的烷基。
[0046] [化學(xué)式3]
在式(III)中，R3表示取代或未取代的烷基或者取代或未取代的芳基，E3表示碳原子數(shù) 處于1~4的范圍的亞烷基，c表示1~20的范圍、優(yōu)選2~6的范圍的數(shù)。R3優(yōu)選為碳原子數(shù)為 10以上、優(yōu)選處于10~18的范圍的烷基。
[0047]另外，作為表面活性劑，可以使用國(guó)際公開(kāi)第2012/111692號(hào)（專(zhuān)利文獻(xiàn)2)中記載 的化合物。
[0048]上述的表面活性劑在構(gòu)成本發(fā)明的針狀碳酸鍶粉末的針狀碳酸鍶顆粒表面的附 著優(yōu)選利用下述步驟來(lái)進(jìn)行:將碳酸鍶粉末分散在水性介質(zhì)中，使所得的分散液在上述表 面活性劑的存在下與以圓周速度為10~60m/秒范圍的速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體接觸，對(duì)該分散液 賦予剪切力，從而調(diào)制表面附著有表面活性劑的針狀碳酸鍶顆粒的分散液。將如此操作而 得到的表面附著有表面活性劑的針狀碳酸鍶顆粒的分散液干燥，從而可以獲得干燥狀態(tài)的 針狀碳酸鎖粉末。
[0049] 相對(duì)于水性介質(zhì)中的100質(zhì)量份的針狀碳酸鍶顆粒，分散液中所存在的表面活性 劑的量通常為1~50質(zhì)量份的范圍，優(yōu)選為5~40質(zhì)量份的范圍。
[0050] 在上述針狀碳酸鍶粉末的制造方法中，在表面活性劑的存在下，利用以圓周速度 為10~60m/秒范圍的高速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體對(duì)分散液賦予強(qiáng)剪切力，從而使針狀碳酸鍶顆粒 以一次顆粒的形式分散在水性介質(zhì)中，使該一次顆粒與該表面活性劑接觸。旋轉(zhuǎn)體的圓周 速度優(yōu)選處于20~50m/秒的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選處于30~40m/秒的范圍。作為可以對(duì)分散液 賦予強(qiáng)剪切力的分散裝置，可以列舉由工A ·テク二ック株式會(huì)社出售的夕
[0051 ]分散液的干燥可以通過(guò)使用了噴霧干燥器和鼓式干燥器等干燥器的公知的干燥 方法來(lái)進(jìn)行。在干燥分散液的步驟之前，可以從分散液中除去直徑為1/m以上的聚集物。 [0052]通過(guò)上述方法得到的針狀碳酸鍶粉末，在其一次顆粒的表面附著有表面活性劑， 所述表面活性劑包含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。在一次 顆粒的表面附著有表面活性劑，這可以通過(guò)FT-IR (傅里葉變換紅外分光法)來(lái)確認(rèn)。
[0053]本發(fā)明的針狀碳酸鍶粉末、特別是包含上述的表面附著有表面活性劑的碳酸鍶顆 粒的針狀碳酸鍶粉末，優(yōu)選滿(mǎn)足下述（1)和（2)中的任一個(gè)條件，特別優(yōu)選同時(shí)滿(mǎn)足（1)和 (2)的條件。
[0054] (1)將lg針狀碳酸鍶粉末和99g二氯甲烷的混合物進(jìn)行超聲波分散處理，之后使 用孔徑為1 的薄膜濾器進(jìn)行過(guò)濾，以由此得到的針狀碳酸鍶粉末分散液作為測(cè)定樣品， 利用動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定的針狀碳酸鍶顆粒的D5Q處于5~50nm的范圍，并且D9Q不會(huì)超過(guò) 100nm； (2)將lg針狀碳酸鍶粉末和99g二氯甲烷的混合物進(jìn)行超聲波分散處理，之后使用孔 徑為1 的薄膜濾器進(jìn)行過(guò)濾，由此得到的針狀碳酸鍶粉末分散液的波長(zhǎng)600nm的透光率 為60%以上(優(yōu)選70%以上、進(jìn)一步優(yōu)選75%以上、特別優(yōu)選80%以上）。
[0055]需要說(shuō)明的是，D5Q是指篩下累計(jì)分?jǐn)?shù)為50%的粒徑，D9Q是指篩下累計(jì)分?jǐn)?shù)為90%的 粒徑。
[0056] 在上述（1)的條件中，動(dòng)態(tài)光散射法是指，對(duì)分散液照射光時(shí)，根據(jù)經(jīng)有機(jī)溶劑中 進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的針狀碳酸鍶顆粒散射而產(chǎn)生的散射光的強(qiáng)度的波動(dòng)來(lái)測(cè)定針狀碳酸鍶顆 粒的粒徑的方法。通過(guò)該動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定的針狀碳酸鍶顆粒的粒徑是體積基準(zhǔn)的粒徑， 當(dāng)針狀碳酸鍶顆粒形成了聚集顆粒時(shí)是指包含聚集顆粒的粒徑在內(nèi)的粒徑。需要說(shuō)明的 是，在動(dòng)態(tài)光散射法中，由于測(cè)定的是針狀碳酸鍶顆粒的短徑和長(zhǎng)徑，因此D 5Q有時(shí)會(huì)顯示出 比針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑小的值。相對(duì)于針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平 均長(zhǎng)徑，D 5Q通常為1.5倍以下，優(yōu)選處于0.8~1.4倍的范圍。
[0057] 在上述(2)的條件中，透光率是指以分散液的有機(jī)溶劑的透光率為基準(zhǔn)的值。透光 率為60%以上，優(yōu)選為70%以上，更優(yōu)選為75%以上，特別優(yōu)選為80%以上。透光率的上限通常 為100%。針狀碳酸鍶顆粒的濃度是指以分散液整體為基準(zhǔn)的值。濃度優(yōu)選為0.8~7.0質(zhì)量％ 的范圍。
[0058]本發(fā)明的針狀碳酸鍶微粒分散液是指，一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、 且長(zhǎng)徑比的平均值處于2.2~5.0的范圍的針狀碳酸鍶顆粒分散在有機(jī)溶劑中而形成的分 散液。作為有機(jī)溶劑，特別是可以使用被用作高分子樹(shù)脂溶液的制備用溶劑的疏水性有機(jī) 溶劑。作為疏水性有機(jī)溶劑的例子，可以列舉烴和鹵代烴。作為烴的例子，可以列舉環(huán)己烷、 苯、甲苯和二甲苯。作為鹵代烴的例子，可以列舉二氯甲烷、氯仿和四氯化碳。
[0059] 分散在有機(jī)溶劑中的針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑可以通過(guò)測(cè)定從分 散液中取出的針狀碳酸鍶顆粒的電子顯微鏡圖像來(lái)確認(rèn)。一次顆粒是構(gòu)成粉體、聚集體的 顆粒，是指沒(méi)有破壞分子間的鍵而存在的最小單位的顆粒。一次顆粒的長(zhǎng)徑比（長(zhǎng)徑/短徑） 的平均值處于2.2~5.0的范圍、特別優(yōu)選2.2~4.0的范圍。
[0060] 本發(fā)明的針狀碳酸鍶顆粒分散液可以通過(guò)包括下述步驟的方法來(lái)制備:將本發(fā)明 的針狀碳酸鍶粉末和有機(jī)溶劑混合，然后對(duì)所得的混合物進(jìn)行分散處理。作為分散處理方 法，可以采用超聲波處理、攪拌處理等方法。分散處理后，可以從分散液中除去直徑為l#m 以上的聚集物。
[0061] 接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的針狀碳酸鍶粉末分散在高分子樹(shù)脂中而形成的高分子樹(shù)脂組 合物進(jìn)行說(shuō)明。
[0062] 作為高分子樹(shù)脂組合物的制備方法，可以列舉下述方法:在本發(fā)明的針狀碳酸鍶 顆粒分散液中加入高分子樹(shù)脂，使高分子樹(shù)脂溶解于分散液中，從而調(diào)制了分散有針狀碳 酸鍶顆粒的高分子樹(shù)脂溶液，將該溶液涂布在基板上形成涂層，干燥該涂層以除去溶劑，由 此即可制得高分子樹(shù)脂組合物。作為在基板上涂布高分子樹(shù)脂溶液的方法的例子，可以列 舉旋涂法、輥涂法。分散有針狀碳酸鍶顆粒的高分子樹(shù)脂溶液可以是將針狀碳酸鍶粉末、高 分子樹(shù)脂以及溶劑同時(shí)混合來(lái)調(diào)制，也可以是將針狀碳酸鍶粉末和高分子樹(shù)脂的溶液混合 來(lái)調(diào)制。另外，如此操作而制得的高分子樹(shù)脂組合物可以使用成型機(jī)進(jìn)行成型。作為成型機(jī) 的例子，可以列舉射出成型機(jī)和擠出成型機(jī)。
[0063] 作為高分子樹(shù)脂的例子，可以列舉環(huán)烯烴樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯 樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹(shù)脂、和纖維素酯樹(shù)脂。以高分子樹(shù)脂組合物為基準(zhǔn)，高分子 樹(shù)脂組合物中所含的針狀碳酸鍶粉末的量通常為0.1~40質(zhì)量％，優(yōu)選為1~25質(zhì)量％的范 圍。 實(shí)施例
[0064][實(shí)施例1] (1)針狀碳酸鍶顆粒水性分散液的制備方法 在3L水溫為10°C的純水中投入366g氫氧化鍶八水合物(關(guān)東化學(xué)制造、鹿特級(jí))進(jìn)行混 合，調(diào)制了濃度為5.6質(zhì)量%的氫氧化鍶水性分散液。在該氫氧化鍶水性分散液中加入14.2g (相對(duì)于lg氫氧化鍶為〇.〇39g) DL-酒石酸(和光純藥制造、試劑特級(jí))進(jìn)行攪拌，使DL-酒石 酸溶解于水性分散液中。然后，邊維持氫氧化鍶水性分散液的液溫在l〇°C邊繼續(xù)攪拌，同時(shí) 以0.5L/分鐘的流量(相對(duì)于lg氫氧化鍶為2.9mL/分鐘的流量）向該水性分散液中吹入二氧 化碳?xì)怏w直至該水性分散液的pH達(dá)到7，生成針狀碳酸鍶顆粒，之后再繼續(xù)攪拌30分鐘，得 到了針狀碳酸鍶顆粒水性分散液。將得到的針狀碳酸鍶顆粒水性分散液在95°C的溫度下加 熱處理12小時(shí)，使針狀碳酸鍶顆粒生長(zhǎng)成針狀，之后放置冷卻至室溫，制備了針狀碳酸鍶顆 粒水性分散液。
[0065]分離收集一部分所得的針狀碳酸鍶顆粒水性分散液進(jìn)行干燥，得到了針狀碳酸鍶 顆粒。用鋨包覆該針狀碳酸鍶顆粒的表面，使用FE-SEM (電解放射型掃描型電子顯微鏡）拍 攝該針狀碳酸鍶顆粒的電子顯微鏡圖像，由得到的電子顯微鏡圖像測(cè)定了 1000個(gè)針狀碳酸 鍶顆粒的一次顆粒的長(zhǎng)徑和短徑。其結(jié)果，一次顆粒的平均長(zhǎng)徑為35nm、平均長(zhǎng)徑比為2.3。 [0066] (2)針狀碳酸鍶粉末的制備方法 在容量為500mL的燒杯中投入300mL上述（1)中制備的針狀碳酸鍶顆粒水性分散液和 4.5g作為表面活性劑的下式所表示的聚氧化亞烷基烷基醚羧酸，使用攪拌器攪拌5分鐘進(jìn) 行了混合。
[0067][化學(xué)式4]
將如上操作而調(diào)制的含聚氧化亞烷基烷基醚羧酸的針狀碳酸鍶顆粒水性分散液投入 夕只（工Λ _于夕二;/夕（株)制造）中，在冷卻機(jī)的設(shè)定溫度為4°C、攪拌槳的旋轉(zhuǎn)速 度為20000rpm (圓周速度:30m/秒)的條件下攪拌處理了 15分鐘。將攪拌處理后的分散液吹 到已加熱至130°C的鐵板的表面，使附著在鐵板表面的漿液的水分揮發(fā)，剝?nèi)埩粼阼F板表 面的粉末，制備了針狀碳酸鍶粉末。
[0068][實(shí)施例2] 除了使用下式所表示的聚氧化亞烷基烷基醚磷酸作為表面活性劑以外，進(jìn)行與實(shí)施例 1相同的操作，制備了針狀碳酸鍶粉末。
[0069] [化學(xué)式5]
[實(shí)施例3] 除了使用下式所表示的聚氧化亞烷基烷基醚羧酸作為表面活性劑以外，進(jìn)行與實(shí)施例 1相同的操作，制備了針狀碳酸鍶粉末。
[0070] 「化學(xué)式61
[比較例1] 除了使用均質(zhì)器代替夕只、并且將含有聚氧化亞烷基烷基醚羧酸的針狀碳酸 鎖顆粒水性分散液在4000rpm (圓周速度:7.85m/秒)的條件下攪拌處理1小時(shí)以外，進(jìn)行與 實(shí)施例3相同的操作，制備了針狀碳酸鍶粉末。
[0071] [針狀碳酸鍶粉末在二氯甲烷中的分散性的評(píng)價(jià)] 根據(jù)通過(guò)下述方法測(cè)定的分散液的粒度分布和透光率，評(píng)價(jià)了實(shí)施例1~3和比較例1 中制備的針狀碳酸鍶粉末在二氯甲烷中的分散性。其結(jié)果見(jiàn)下述的表1。
[0072] (1)針狀碳酸鍶粉末分散液的粒度分布的測(cè)定方法 混合lg的針狀碳酸鍶粉末樣品和99g的二氯甲烷，將所得的混合物放入超聲波浴(/夂 只沁&他）中，利用超聲波分散處理30秒，分散處理后的混合物用孔徑為l#m的薄膜濾器進(jìn) 行過(guò)濾，調(diào)制了濃度為1質(zhì)量%的分散液。使用動(dòng)態(tài)光散射式粒度分布測(cè)定裝置(于/卜 UPA-150、日機(jī)裝(株)制造)測(cè)定了所得分散液的粒度分布。表1中記載了由粒度分布求得的 D50和Dg〇的粒徑。
[0073] (2)針狀碳酸鍶粉末分散液的透光率的測(cè)定方法 混合lg的針狀碳酸鍶粉末樣品和99g的二氯甲烷，然后將所得的混合物放入超聲波浴 中，利用超聲波分散處理30秒，分散處理后的混合物用孔徑為1 /m的薄膜濾器進(jìn)行過(guò)濾，調(diào) 制了濃度為1質(zhì)量%的分散液。將所得分散液放入角型比色皿(光路長(zhǎng):l〇mm)中，使用分光光 度計(jì)測(cè)定了波長(zhǎng)600nm的透光率。同樣調(diào)制了濃度為3質(zhì)量％的分散液和濃度為5質(zhì)量％的分 散液，測(cè)定了各分散液的透光率。需要說(shuō)明的是，分散液的透光率是指以二氯甲烷的透光率 為基準(zhǔn)的值。進(jìn)行5次測(cè)定，其平均值記載在表1中。
[0074] 需要說(shuō)明的是，當(dāng)使用薄膜濾器過(guò)濾后的混合物(分散液）中所含的顆粒量比過(guò)濾 前的混合物中所含的顆粒量減少了 10質(zhì)量％以上時(shí)、即在薄膜濾器中補(bǔ)充了 10質(zhì)量％以上的 顆粒時(shí)，碳酸鍶顆粒的分散不良，沒(méi)有進(jìn)行分散液的透光率的測(cè)定。
[0075] [表1]
由表1的結(jié)果可知:與比較例1中制備的針狀碳酸鍶粉末相比，實(shí)施例1~3中制備的針 狀碳酸鍶粉末在二氯甲烷中顯示出了明顯高的分散性。
[0076][聚碳酸酯樹(shù)脂組合物的制備方法] 混合〇.48g的針狀碳酸鍶粉末和30mL的環(huán)己烷，將所得混合物放入超聲波浴中，利用超 聲波分散處理30秒，分散處理后的混合物用孔徑為l#m的薄膜濾器進(jìn)行過(guò)濾，調(diào)制了針狀 碳酸鍶粉末分散液。在所得的針狀碳酸鍶粉末分散液中加入6g聚碳酸酯樹(shù)脂，使用攪拌式 轉(zhuǎn)子攪拌2小時(shí)，使聚碳酸酯樹(shù)脂溶解于分散液中。所得的分散有針狀碳酸鍶顆粒的聚碳酸 酯溶液用超聲波均質(zhì)器分散處理3分鐘，然后使用脫泡機(jī)（fe打i ^煉太郎、（株）シレ奪一制 造)進(jìn)行了脫泡處理。將脫泡處理后的溶液涂在玻璃板上形成涂層，然后，使玻璃板上的涂 層自然干燥以除去涂層中的環(huán)己烷，制備了聚碳酸酯樹(shù)脂組合物。
[0077][聚碳酸酯樹(shù)脂中的針狀碳酸鍶粉末的分散性的評(píng)價(jià)] 使用實(shí)施例1和比較例1中制備的針狀碳酸鍶粉末，利用上述方法制備了分散有針狀碳 酸鍶顆粒的聚碳酸酯樹(shù)脂組合物，使用TEM (透過(guò)型電子顯微鏡)觀(guān)察了由該聚碳酸酯樹(shù)脂 組合物制作的試驗(yàn)片(成型體)的剖面。
[0078]圖1顯示分散有實(shí)施例1中制備的針狀碳酸鍶粉末的聚碳酸酯樹(shù)脂組合物的剖面 TEM照片，圖2顯示分散有比較例1中制備的針狀碳酸鍶粉末的聚碳酸酯樹(shù)脂組合物的剖面 TEM照片。由圖1的TEM照片可知:在依據(jù)本發(fā)明的分散有針狀碳酸鍶粉末的聚碳酸酯樹(shù)脂組 合物的成型體中，微細(xì)的針狀碳酸鍶顆粒以一次顆?；蚪埔淮晤w粒的微粒狀態(tài)分散在高 分子樹(shù)脂中。相對(duì)于此，可知在圖2的聚碳酸酯樹(shù)脂組合物的成型體中，形成了針狀碳酸鍶 顆粒的一次顆粒沿不規(guī)則方向取向集合的聚集顆粒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 針狀碳酸鎖粉末，該針狀碳酸鎖粉末是針狀碳酸鎖顆粒的集合體，構(gòu)成該集合體的 針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍，而且長(zhǎng)徑比的平均值處于2.2 ~5.0的范圍。2. 權(quán)利要求1所述的針狀碳酸鍶粉末，其中，在針狀碳酸鍶顆粒的表面附著有表面活性 劑，所述表面活性劑包含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。3. 權(quán)利要求2所述的針狀碳酸鍶粉末，其中，該表面活性劑中所含的親水性基團(tuán)為聚氧 化亞烷基，疏水性基團(tuán)為烷基或芳基，而且在水中形成陰1?子的基團(tuán)為選自駿酸基、硫酸基 和磷酸基的酸基。4. 權(quán)利要求1所述的針狀碳酸鍶粉末，該針狀碳酸鍶粉末滿(mǎn)足下述（1)和(2)中的任一 個(gè)或兩個(gè)條件： (1) 將lg針狀碳酸鍶粉末和99g二氯甲烷的混合物進(jìn)行超聲波分散處理，之后使用孔 徑為1 # m的薄膜濾器進(jìn)行過(guò)濾，將由此得到的針狀碳酸鍶粉末分散液作為測(cè)定樣品，通過(guò) 動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定的針狀碳酸鍶顆粒的D5Q處于5~50nm的范圍、并且D 9Q不會(huì)超過(guò)100nm; (2) 將lg針狀碳酸鍶粉末和99g二氯甲烷的混合物進(jìn)行超聲波分散處理，之后使用孔 徑為1 # m的薄膜濾器進(jìn)行過(guò)濾，由此得到的針狀碳酸鍶粉末分散液的波長(zhǎng)600nm的透光率 為60%以上。5. 針狀碳酸鍶粉末的制備方法，所述針狀碳酸鍶粉末是針狀碳酸鍶顆粒的集合體，該 集合體中的針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、且長(zhǎng)徑比的平均 值處于2.2~5.0的范圍，在針狀碳酸鍶顆粒的表面附著有表面活性劑，所述表面活性劑包 含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)、還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)，該制備方法包括下述步驟： 調(diào)制分散液的步驟，將碳酸鍶粉末分散在水性介質(zhì)中，使所得的分散液在包含親水性基團(tuán) 和疏水性基團(tuán)、還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)的表面活性劑的存在下與以圓周速度為10 ~60m/秒范圍的速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體接觸，對(duì)該分散液賦予剪切力，從而調(diào)制表面附著有該 表面活性劑的針狀碳酸鍶顆粒的分散液，所述碳酸鍶粉末是針狀碳酸鍶顆粒集合體，構(gòu)成 該集合體的針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、且長(zhǎng)徑比的平均 值處于2.2~5.0的范圍；以及將通過(guò)上述步驟獲得的分散液干燥的步驟。6. 針狀碳酸鍶顆粒分散液，其是一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、且長(zhǎng)徑比的 平均值處于2.2~5.0的范圍的針狀碳酸鍶粉末分散在有機(jī)溶劑中的針狀碳酸鍶顆粒分散 液，其中，通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定的該分散液中的針狀碳酸鍶顆粒的D 5Q處于5~50nm的范 圍，并且D9Q不會(huì)超過(guò)100nm〇7. 權(quán)利要求6所述的針狀碳酸鍶顆粒分散液，其中，在針狀碳酸鍶顆粒的表面附著有表 面活性劑，所述表面活性劑包含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)，還具有在水中形成陰離子的基 團(tuán)。8. 權(quán)利要求6所述的針狀碳酸鍶顆粒分散液，其中，D5Q為針狀碳酸鍶顆粒的一次顆粒的 平均長(zhǎng)徑的1.5倍以下。9. 權(quán)利要求6所述的針狀碳酸鍶顆粒分散液，其中，有機(jī)溶劑為疏水性有機(jī)溶劑。10. 權(quán)利要求6所述的針狀碳酸鍶顆粒分散液，其中，針狀碳酸鍶顆粒以0.5~8.0質(zhì)量％ 范圍的濃度分散在有機(jī)溶劑中，波長(zhǎng)600nm的透光率為60%以上。11. 針狀碳酸鍶顆粒分散液，其是一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的范圍、且長(zhǎng)徑比 的平均值處于2.2~5.0的范圍的針狀碳酸鍶粉末以0.5~8.0質(zhì)量%范圍的濃度分散在有機(jī) 溶劑中的針狀碳酸鍶顆粒分散液，其中，波長(zhǎng)600nm的透光率為60%以上。12. 權(quán)利要求11所述的針狀碳酸鍶顆粒分散液，其中，有機(jī)溶劑為疏水性有機(jī)溶劑。13. 高分子樹(shù)脂組合物，所述高分子樹(shù)脂組合物是一次顆粒的平均長(zhǎng)徑處于5~50nm的 范圍、且長(zhǎng)徑比的平均值處于2.2~5.0的范圍的針狀碳酸鍶顆粒分散在高分子樹(shù)脂中而形 成的。14. 權(quán)利要求13所述的高分子樹(shù)脂組合物，其中，針狀碳酸鍶顆粒在其表面附著有表面 活性劑，所述表面活性劑包含親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)、還具有在水中形成陰離子的基團(tuán)。
【文檔編號(hào)】C01F11/18GK106068241SQ201580015181
【公開(kāi)日】2016年11月2日
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【發(fā)明人】野北里花, 日元武史
【申請(qǐng)人】宇部材料工業(yè)株式會(huì)社