JPH0459251B2 - - Google Patents

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JPH0459251B2
JPH0459251B2 JP33236288A JP33236288A JPH0459251B2 JP H0459251 B2 JPH0459251 B2 JP H0459251B2 JP 33236288 A JP33236288 A JP 33236288A JP 33236288 A JP33236288 A JP 33236288A JP H0459251 B2 JPH0459251 B2 JP H0459251B2
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JP
Japan
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antimony
sol
hydrogen peroxide
antimony oxide
particle size
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JP33236288A
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Tsuguo Koyanagi
Kazuaki Inoe
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JGC Catalysts and Chemicals Ltd
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Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G30/00Compounds of antimony
    • C01G30/004Oxides; Hydroxides; Oxyacids
    • C01G30/005Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸化アンチモンゾルとその製造方法
に係るものであり、さらに詳しくは、アンチモン
コロイド粒子の平均粒子径が非常に小さくしかも
粒子径分布が非常に狭く、透明性及び安定性に優
れた酸化アンチモンゾルとその製造方法に関す
る。 〔従来技術〕 酸化アンチモンゾルは、プラスチツク、織物、
繊維などの難燃助剤、プラスチツク、ガラスのコ
ーテイング剤などとして使用されており、種々の
酸化アンチモンゾルの製造方法が知られている。 特公昭57−11848には、Sb2O3をKOH及びH2
O2と約1:2.1:2モルの割合で反応させてアン
チモン酸カリウムを形成させた後、脱イオンを行
うことにより2〜100nmの粒子径を有するSb2O5
のコロイドゾルを製造する方法が開示されてお
り、また、特開昭55−232921には、三酸化アンチ
モンと過酸化水素を反応させて酸化アンチモンの
コロイドゾルを形成する際に、反応系にLi,K,
Na,Mg,Ca,Ba,リン酸ナトリウムなどの無
機系アルカリ物質をSb2O3に対して1.5〜30モル%
添加すると、Sb2O3とH2O2の反応速度が加速さ
れ、微細粒子径のコロイド状アンチモンが得られ
ることが開示されている。さらに、特開昭60−
137828には、Sb2O3とH2O2を反応させて酸化ア
ンチモンのコロイドゾルを形成させる際に、Sb2
O3とH2O2のモル比を1:1.25〜1.8とし、且つ反
応系に無機アルカリ物質を添加することにより、
微細な粒子径で科学的に安定なコロイド状酸化ア
ンチモンの製造方法が記載されている。 特開昭60−41536には、アンチモン酸アルカリ
を化学量論比で0.7〜5倍量の一価または二価の
無機酸と反応させて五酸化アンチモンゲルを生成
し、次いでこのゲルを分離、水洗後、アミンなど
の有機塩基で解膠すると高濃度で低粘度の安定な
五酸化アンチモンゾルが得られることが開示され
ている。 特開昭61−227918には、アンチモン酸アルカリ
と一価または二価の無機酸と反応させて得られる
五酸化アンチモンゾルを解膠して五酸化アンチモ
ンゲルを製造する方法において、反応時及び/又
は解膠時に燐酸をP2O5/Sb2O3重量%が0.2〜0.5
%になるよう添加すると、有機溶媒で溶媒置換し
てオルガノゾル化する際に安定性に優れた五酸化
アンチモンゾルが得られることが開示されてい
る。 特開昭60−251129には、コロイド分散液中の酸
化アンチモンに対して0.5〜25重量%の割合の一
般式
〔発明が解決しようとする課題〕
酸化アンチモンゾルは、プラスチツク、織物、
繊維などの難燃助剤として使用される外、プラス
チツク、ガラスなどの透明基材の表面に塗布して
屈折率の調整、紫外線遮蔽などを行うためのコー
テイング剤としての用途が増加している。しかし
ながら、このような用途に使用される酸化アンチ
モンゾルの透明性は未だ満足すべき水準に達して
いない。 本発明は、上記不満を解決するため、透明性、
安定性に優れた酸化アンチモンゾルおよびその製
造方法を提供することを目的とするものである。
さらに本発明は酸化アンチモンコロイド粒子の平
均粒子径が小さく、しかも粒子分布が非常に狭い
範囲にある酸化アンチモンゾルおよびその製造方
法を提供することを目的とするものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、酸化アンチモンコロイド粒子の平均
粒子径が5nm〜40nmの範囲にあり、かつ粒子径
分布がσ/Dp×100で表わして(ここで、Dpは
粒子径の平均値、σ=標準偏差を示す)、15%以
下であることを特徴とする酸化アンチモンゾルに
関する。 本発明の酸化アンチモンゾルは、5nm〜40nm
の範囲の平均粒子径を有し、なおかつ上記のよう
な狭い粒子径分布を有するため透明性に優れてお
り、プラスチツク、ガラスなどの透明基材に塗布
するコーテイング剤としての用途に特に有用であ
る。 上記特徴を有する酸化アンチモンゾルを製造す
るための本発明方法は、三酸化アンチモン、アル
カリ物質及び過酸化水素を反応させてアンチモン
ゾルを製造するにさいし、三酸化アンチモンとア
ルカリ物質と過酸化水素のモル比を1:2.0〜
2.5:0.8〜1.5好ましくは、1:2.1〜2.3:0.9〜1.2
とし、三酸化アンチモンとアルカリ物質を含む系
に過酸化水素を三酸化アンチモン1mole当り、
0.2mole/hr以下の速度で添加することを特徴と
するものである。 本発明で使用される三酸化アンチモンは粉末特
に平均粒子径が10μm以下の微粉末のものが好ま
しく、またアルカリ物質としては、リチウム、カ
リウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム
などをあげることができるが中でもKOH,
NaOHなどのアルカリ金属水酸化物が好ましい。
これらのアルカリ物質は、得られるアンチモン酸
溶液を安定化させる効果を有する。 本発明では、水に所定量のアルカリ物質と三酸
化アンチモンを加えて三酸化アンチモン懸濁液を
調整する。このアンチモン懸濁液の三酸化アンチ
モン濃度は3〜15wt%の範囲とすることが望ま
しい。次いで、この懸濁液を50℃以上、好ましく
は80℃以上に加温し、これに過酸化水素の5〜
35wt%水溶液を三酸化アンチモン1mole当り過酸
化水素0.2mole/hr以下の速度で添加する。過酸
化水素の添加速度が0.2mole/hrより速い場合
は、得られる酸化アンチモンゾルのコロイド粒子
の粒子径が大きくなり、粒子径分布が広くなるの
で好ましくない。また過酸化水素の添加速度が非
常に遅い場合は生産量が上らないので過酸化水素
の添加速度は0.04mole/hr〜0.2mole/hrの範
囲、特に0.1mole/hr〜0.15mole/hrの範囲が好
ましい。また、三酸化アンチモンに対する過酸化
水素のモル比が小さくなるにしたがつて得られる
酸化アンチモンコロイド粒子の粒子径は小さくな
る傾向を示すが、0.8より小さい場合は未溶解の
三酸化アンチモンが多くなるので望ましくない。
またモル比が1.5よりも大きい場合は、得られる
コロイド粒子の粒子径が大きくなるので好ましく
ない。 上記反応で得られた溶液を未溶解の残渣と分離
した後、該溶液を必要に応じて希釈して陽イオン
交換樹脂を通し、アルカリイオンを除去し、次い
で加熱してゾル化した後、さらに限外膜で濃縮し
て5〜40wt%濃度の酸化アンチモンゾルを得る。 本発明では、三酸化アンチモンを五酸化アンチ
モンにする過酸化水素のモル比を化学量論値より
も非常に少ない値で、添加速度を制御することに
より、得られるアンチモンコロイド粒子平均粒子
径を小さくすることができ、しかも粒子径分布が
非常に狭く、透明性に優れた酸化アンチモンゾル
が得られる。 本発明の方法で、三酸化アンチモンに対する過
酸化水素のモル比を増すと未溶解の残渣は減少す
るが、得られるゾルのアンチモンコロイド粒子の
平均粒子径が大きく、粒子径分布が広くなるので
所望の酸化アンチモンゾルが得られない。 なお、本発明での酸化アンチモンコロイド粒子
の平均粒子径及び粒子径分布は、電子顕微鏡法に
より測定され、100個以上の測定個数についての
平均値及び標準偏値により求めたものである。 〔実施例〕 以下に実施例を示し本発明をより具体的に説明
する。 実施例 1 純水1800gに可性カリ(旭硝子製純度85wt%)
57gを溶解した溶液中に三酸化アンチモン(日本
精鉱製ATOX−R純度99wt%)111gを懸濁させ
た。この懸濁液を100℃に加熱し、次いで、過酸
化水素(林純薬製、特級、純度35wt%)29.3gを
純水220gで希釈した水溶液を14時間で添加し
(添加速度0.06mole/hr(三酸化アンチモンを溶
解した。 冷却後、得られた溶液から1000gを取り、この
溶液を純水1500gで希釈した後、陽イオン交換樹
脂(三菱化成製pk−216)に通して脱イオンを行
つた。 脱イオンした溶液を温度100℃で10時間加熱し
た後、限外膜で濃縮して30wt%の酸化アンチモ
ンゾルを調整した。このゾルのコロイド粒子径を
電子顕微鏡法で100個の粒子について測定した結
果、平均粒子径は15.4nmであり、標準偏差σは
2.1nmでσ/Dpの値は13.6%あつた。 また濃度30%のゾルをヘイズコンピユーターで
測定した全光線透過率は64%であつた。 実施例 2 実施例1において、過酸化水素の希釈水溶液を
14時間で添加する代りに20時間で添加した(添加
速度0.04mole/hr)以外は、実施例1と同様に
して30wt%の酸化アンチモンゾルを調製した。
このゾルのコロイド粒子の平均粒子径(Dp)は
11.3nmで標準偏差σは1.6nmであり、σ/Dpの
値は14.2%であつた。また30%ゾルの全光線透過
率は67%であつた。 実施例 3 実施例1において、過酸化水素の希釈水溶液を
8時間で添加した(添加速度0.1mole/hr)以外
は、実施例1と同様にして30wt%の酸化アンチ
モンゾルを調製した。このゾルのコロイド粒子の
平均粒子径(Dp)は24.7nmで、標準偏差σは
1.8nmであり、σ/Dpの値は7.3%であつた。ま
た30%ゾルの全光線透過率は62%であつた。 実施例 4 実施例1において、過酸化水素の量を29.3g使
用する代りに44g使用し添加速度を0.06mole/hr
とした以外は、実施例1と同様にして30wt%の
酸化アンチモンゾルを調製した。このゾルのコロ
イド粒子の平均粒子径(Dp)は35.3nmで、標準
偏差σは2.5nmであり、σ/Dpの値は7.1%であ
つた。この30%ゾルの全光線透過率は60%であつ
た。 実施例 5 実施例1において、過酸化水素の量を36.6g使
用し、添加速度を0.06mole/hrとした以外は、
実施例1と同様にして30wt%の酸化アンチモン
ゾルを調製した。このゾルのコロイド粒子の平均
粒子径(Dp)は27.9nmで、標準偏差σは2.3nm
であり、σ/Dpの値は8.2%であつた。また30%
ゾルの全光線透過率は61%であつた。 比較例 1 純水1800gに可性カリ(旭硝子製純度85wt%)
57gを溶解した溶液中に三酸化アンチモン(日本
精鉱製ATOX−R純度99wt%)111gを懸濁させ
た。この懸濁液を100℃に加熱し、次いで、過酸
化水素(林純薬製,特級,純度35wt%)73.2gを
純水220gで希釈した水溶液を4時間で添加し
(添加速度0.5mole/hr)、三酸化アンチモンを溶
解した。この溶液を用いて、実施例1と同様にし
て30wt%の酸化アンチモンゾルを調製した。こ
のゾルのコロイド粒子の平均粒子径(Dp)は
60.4nmであり、標準偏差σは9.8nmで、σ/Dp
の値は16.2%で、30%ゾルの全光線透過率は40%
であつた。 〔効果〕 本発明により、30%ゾルとして常に全光線透過
率が50%以上、好ましくは60%以上の酸化アンチ
モンゾルを安定供給することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸化アンチモンコロイド粒子の平均粒子径が
    5nm〜40nmの範囲にあり、かつ、粒子径分布が
    σ/Dp×100で表わして15%以下(ここで、Dp
    =粒子径の平均値、σ=標準偏差)であることを
    特徴とする酸化アンチモンゾル。 2 三酸化アンチモン、アルカリ物質及び過酸化
    水素を反応させてアンチモンゾルを製造する方法
    において、三酸化アンチモンとアルカリ物質と過
    酸化水素のモル比を1:2.0〜2.5:0.8〜1.5とし、
    三酸化アンチモンとアルカリ物質を含む系に過酸
    化水素を三酸化アンチモン1mole当り0.2mole/
    hr以下の速度で添加することを特徴とする酸化ア
    ンチモンゾルの製造方法。
JP33236288A 1988-12-28 1988-12-28 酸化アンチモンゾルとその製造方法 Granted JPH02180717A (ja)

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