JPH0328121A - 耐熱性微粒水酸化アルミニウムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明は、ゴムやプラスチックの難燃化を目的として充
填される水酸化アルミニウムに係り、特に耐熱性に優れ
、又、ゴムやプラスチックに充填した際に強度低下の少
ない微粒の耐熱性水酸化アルミニウム及びその製造方法
に関する。

〔従来の技術Ｊ ゴムやプラスチックに難燃性を付与させる方法としては
、ハロゲン系の難燃剤を使用する場合と、水酸化アルミ
ニウムや水酸化マグネシウムの如き無機水和物を充填す
る場合とが有るが、ハロゲン系の難燃剤によって難燃化
されたゴム・プラスチックは火災時に大量の腐食性でか
つ有毒のハロゲンガスを発生する等、問題点が多い。

一方、無機水和物としては、上述した水酸化アルミニウ
ムと水酸化マグネシウムが代表的であるが、水酸化マグ
ネシウムは、耐酸性が悪いという欠点を有している。又
、水酸化アルミニウムは、多くの公知文献で知られてい
る様に耐熱性が悪い為、ゴム・プラスチックの成形、加
工温度を低く、かつ厳密にコントロールしなければなら
ならず加工性が悪いという問題が有り、この耐熱性の改
良が、水酸化アルミニウムにとって、最大の課題となっ
ている。

これら水酸化アルミニウムの耐熱性を改良する手段とし
て、たとえば、特開昭５１−２７８９８号公報に記載さ
れている如く、アルミナ１分子に結合する結晶水の見掛
け上のモル比が、１．８〜２．９の範囲になる様加熱処
理した水酸化アルミニウムが知られている。

しかしながら、上記方法により得られる水酸化アルミニ
ウムは部分的に脱水されているため難燃効果において通
常の水酸化アルミニウムより劣るという欠点を有してい
る。

又、特開昭６２−　２４６９６１号あるいは、特開昭５
９−２０４６３２号には、水酸化アルミニウムの加熱脱
水過程で、不純物として含まれるＮａ＊０　（酸化ナト
リウム）が、加熱初期のベーマイト転移反応を促進し、
その結果、結晶水の分解を早めているという知見にもと
づきＮａａＯを０．　１０重量％以下へ低減する事によ
り、水酸化アルミニウムの耐熱性を向上する発明が開示
されている。

この様な水酸化アルミニウムは、アルミン酸アルカリ溶
１夜からの析出を極めて遅く行う事によって得られ、た
とえば、米国特許第４，０１４，９８５号に開示されて
いる様にアルミン酸アルカリ溶液中のＡｌ２０３／’Ｎ
ａ２０のモル比を低く取りながら析出を行う方法が知ら
れている。この場合充分な結晶化を進ませるには、比較
的長時間の析出を行なわなければならず、その結果、ア
ルミン酸アルカリ溶液中の滞溜時間に大きな幅を生じ、
粒度分布の広い水酸化アルミニウムしか得る事ができな
い。ゴムやプラスチックの難燃剤として用いられる水酸
化アルミニウムは、充填した際の強度の低下を抑える為
にたとえば、平均粒子径として５μ以下の微粒が求めら
れ、従って上述した様な析出方法で、得られた水酸化ア
ルミニウムは、機械的に粉砕されるか、分級処理を施さ
れなければならない。

前者による場合は、いわゆるメカノケミカル反応により
水酸化アルミニウムの結晶水酸基の結合が部分的に弱く
なり、耐熱性が悪化する事が知られており、又、後者に
よる場合は経済性も含めて甚だ非現実的である。又、も
う一方、アルミン酸アルカリ溶液からの析出を極めて遅
く行い、含有Ｎａ２Ｏ量を抑える方法としては、通常の
Ａｌｔｏｚ／ＮａＪのモル比のまま析出温度を高く保持
し、たとえば８０℃で析出を行なわしめる方法が考えら
れる。

この方法によれば、滞溜時間の幅は、小さいので、粒度
分布の幅は狭く、又、種子の添加量をかえる事により、
所望の粒度を持つ水酸化アルミニウムが得られる事が期
待される。しかしながら、現実にこの様な析出を行うと
、粒子は著しい凝集を起こし、目標とする粒度を得るに
は、やはり機械的な粉砕や解砕を施さなければならない
という問題カヨ串あった。

〔発明が解決しようとする課題］ ゴムやプラスチックを難燃化する目的で充填する水酸化
アルミニウムには、より高度の耐熱性が求められてきて
おり、その為、含有Ｎａ．Ｏｌを０．　１０重量％以下
に制御する必要が有る。Ｎａｚ．０量を低下させるには
、アルミン酸アルカリ溶液からの析出を極めて遅く行な
えばよいが、微粒の水酸化アルミニウムを得るには公知
の方法ではいずれも析出後、機械的な粉砕や解砕を施さ
なければならず、耐熱性の低下を招いていた。又、前述
したＮａ２Ｏによる初期のベーマイト転移反応促進効果
は、水酸化アルミニウム粒子近傍の水蒸気分圧が高い程
著しい。従って、水酸化アルミニウムの粒子径が小さい
程、発生する水蒸気の水酸化アルミニウムの表面からの
拡散は大きくなり、ベーマイト転移反応を抑える事がで
きる。

以上の様な観点からも粒子の微粒化が必要であり、析出
方法の改良が必要であった。

〔課題を解決するための千段］ かかる状況に鑑み、本発明者等は、たとえば８０℃の高
温での析出に於て、含有Ｎａ２Ｏ量を０．　１０％以下
に制御しつつ、かつ粒子の擬集を抑え、所望の粒度分布
を持つ水酸化アルミニウムを製造する方法について鋭意
研究を行った結果、アルミン酸アルカリ溶液中に含有さ
れるカルシウム（カルシウムイオンやカルイウム化合物
を含む浮遊懸濁物）が、水酸化アルミニウムの析出段階
で粒子の凝集を誘発する要因である事を見出し、アルミ
ン酸アルカリ溶液中からカルシウムを分離、除去する方
法を組み合わせて、耐熱性微粒水酸化アルミニウムとそ
の製造方法に関する本発明を完成した。

本発明の要旨は，アルミン酸アルカリ溶液から水酸化ア
ルミニウムを製造するプロセスに於てカルシウム含有量
がＣａＯ換算で、５ｕｇ／ｍ９以下であるアルミン酸ア
ルカリ溶液から水酸化アルミニウムを生成せしめる事を
特徴とする耐熱性微粒水酸化アルミニウムの製造方法及
びこの方法で製造されたナトリウム含有量がＮａＪ換算
で、０．ｌＯｗｔ％以下であり、レーザー回折散乱法に
よ一冫て測定される平均粒子径が、５ミクロン以下であ
る事を特徴とする耐熱性微粒水酸化アルミニウムである
。ここで，アルミン酸アルカリ溶液中のカルシウム含有
量（　ＣａＯ換算）は、溶液中のカルシウムイオンの他
、カルシウム化合物を含む浮遊懸濁物中のカルシウムを
も含めて算出されたものである。

周知の如く，水酸化アルミニウムは、Ｉｌｉ的にはボー
キサイトを苛性ソーダ溶液で処理して得られたアルミン
酸ソーダ溶液を加水分解するいわゆるバイヤー法によっ
て製造されるが、原料として用いるボーキサイトには，
種々の不純物が含有されている。本発明者等は水酸化ア
ルミニウムの析出時に擬集を誘発する要因として，これ
らの不純物の影響を想定し、各種不純物の凝集に与える
影響を詳細に調査した結果、カルシウムがその主たる要
因である事を見出した。

含有岨は、５μｇ／　ｒｓβ（　Ｃａｎ換算値）より大
きいと析出中の粒子の凝集への影響は著しく大きくなり
、従って、耐熱性微粒水酸化アルミニウムを得るには、
５μｇ７’ｍｆｆ以下にカルシウム含有量を抑える必要
が有る。

通常バイヤー工程中のアルミン酸アルカリ溶液には約ｌ
Ｏ〜１５μｇ／ｍｌのカルシウムが含まれているが、こ
れを５μｇ／ｍｌ以下に分離、除去するにはアルミン酸
アルカリ溶液中に鉄化合物を分散させ、生成する水酸化
鉄と共沈させ分離する方法や、水酸化アルミニウムを種
子として添加し、カルシウムを表面に吸着させた後、枦
過、分離して、清澄液を得る方法等が取り得る。粒子の
凝集性に対してはアルミン酸アルカリ溶液中のカルシウ
ム含有量が影響をもたらすものであり，カルシウムの分
離、除去方法については特に制限を加えるものではない
。

以下実施例をもって本発明を詳細に説明する。

〔実施例Ｊ 以下に述べる実施例及び比較例においてはバイヤー［程
から得られたアルミン酸ソ−ダ（′ａ液（ＮａＯＨ　：
　　１５０　ｇ　／’　１２、Ａｌ２０３：　　ｌｌ５
ｇ　／　Ｑ　．　　ＣａＯ：　ｌｌＬＬｇ／　ｒｎＩ２
）を用いた。

（実施例ｌ） Ｅ記アルミン酸ソーダ？８液に塩化第一鉄の水溶液を鉄
換算１　ｇ／１１２添加し．液温を６０℃に保って．３
０分間撹拌を続けた後、枦過を行って、ＣａＯ濃度４．
０μｇ／ｍ！！のアルミン酸ソーダ溶液を得た。アルミ
ン酸ソー・ダ溶液と酸との中和反応によって公知のアル
ミナ・ゲルを作成し、これを種子とし、先に調整したア
ルミ゛／酸ソーダ溶液を８０℃に保持して、撹拌しなが
ら１６時間の析出を行なわしめた。析出した水酸化アル
ミニウムは、枦過、洗浄後、　１１０℃で乾燥させサン
プルとした。

（比較例ｌ） バイヤーエ程から得られたアルミン酸ソーダ溶液をその
まま用い、実施例ｉで作成したアルミナ・ゲルを種子と
し、実施例ｌと同一比率で投入した。液を２つに分け、
８０℃及び６０℃の２水準でそれぞれ１６時間析出せし
めた。析出した水酸化アルミニウムは、実施例ｌと同様
に処理し、２水準のサンプルを得た。

実施例Ｉ及び比較例Ｉで｛１た３水摩のサンプルを次の
項目で評価した。

■平均粒子径測定（レーザー回折散乱法）■１次粒子径
測定（電子顕微鏡写真による）■含有Ｎａ２Ｏ衰測定 ■示差凸天秤による耐熱性評価（４℃／ｍｉｎ界温時に
於ける２５０℃までの脱水率） 評価結眼を第１表に示す。

第１表 評価結果に示す様に，　　ＣａＯ濃度を低下させたアル
ミン酸ソーダ溶液から析出した水酸化アルミニウムは、
凝集が小さく、又、Ｎａ　ｍ’０量も少なく、耐熱性が
良好である事が判る。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明による耐熱性微粒水酸化アル
ミニウムは、卓越した耐熱性を有し、かつ微粒である事
から充塙剤としての優れた性能も備えており、ゴム・プ
ラスチックの難燃剤とし好適な材料である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミン酸アルカリ溶液から水酸化アルミニウム
   を製造するプロセスに於てカルシウム含有量がＣａＯ換
   算で、５μｇ／ｍｌ以下であるアルミン酸アルカリ溶液
   から水酸化アルミニウムを生成せしめる事を特徴とする
   耐熱性微粒水酸化アルミニウムの製造方法。（２）請求
   項（１）記載の方法によって製造されたナトリウム含有
   量がＮａ＿２Ｏ換算で、０．１０ｗｔ％以下であり、レ
   ーザー回折散乱法によって測定される平均粒子径が、５
   ミクロン以下である事を特徴とする耐熱性微粒水酸化ア
   ルミニウム。