JPH0770155A

JPH0770155A - 有機酸チタン塩の製造方法

Info

Publication number: JPH0770155A
Application number: JP24199093A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Takatani; 和樹高谷
Original assignee: Shinto Paint Co Ltd
Current assignee: Shinto Paint Co Ltd
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】通常の反応装置を用い、簡単な条件で経済的
にチタン含有量が高く、他の有機チタンより安定な有機
酸チタン塩を得る方法を提供する。【構成】有機酸のアルカリ金属塩水溶液、及び／又は
有機酸のアミン塩水溶液、及び／又は有機酸のアンモニ
ウム塩水溶液と三塩化チタン水溶液を反応後、反応物を
酸化する有機酸チタン塩の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反応触媒、セラミック
ス用添加剤、電子材料用二酸化チタンの薄膜前駆体とし
て有用な有機酸チタン塩の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来有機酸金属塩の製造方法としては、
飽和脂肪族モノカルボン酸、脂環式モノカルボン酸、芳
香族モノカルボン酸、又は樹脂酸などの有機酸と、金属
を加熱して直接反応させる直接法（例えばオクチル酸と
鉄を反応する方法）、有機酸と金属酸化物、金属水酸化
物、金属炭酸塩、又は酢酸金属塩を混合加熱して反応さ
せる溶融法（例えばナフテン酸と酸化亜鉛を反応する方
法、オクチル酸と炭酸コバルトと反応する方法など）、
有機酸のアルカリ金属塩水溶液と金属塩化物、金属硫酸
塩、又は金属硝酸塩などの水溶液を加熱混合して反応す
る複分解法（例えばオクチル酸ナトリウム水溶液と塩化
コバルト水溶液を反応する方法、ナフテン酸ナトリウム
水溶液と硫酸マンガン水溶液を反応する方法）などが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、チタンに関し
ては例えば二酸化チタン、又はチタン金属粉末と有機酸
を長時間加熱攪拌しても反応しない。一般的に良く知ら
れている複分解法については、硫酸チタンとアルカリ金
属塩水溶液を反応しても、二酸化チタンの懸濁液になる
のみで目的とする有機酸チタン塩は得られない。そのた
め、チタン含有量が高く、夾雑物が少なく安定性の良
い、有機酸チタン塩を経済的に製造する方法は見いださ
れていない。従って、本発明の目的は簡単な製法でチタ
ン含有量が高く、貯蔵安定性の良い有機酸チタン塩を経
済的に得ようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は有機酸のアルカ
リ金属塩水溶液、及び／又は有機酸アミン塩水溶液、及
び／又は有機酸アンモニウム塩水溶液と三塩化チタン水
溶液をｐＨ３〜１０の範囲で反応し、さらに反応物を酸
化することにより、安定な有機酸チタン塩が得られるこ
とを見いだしたものである。

【０００５】反応条件としては、まず最初に所定量の有
機酸と水を３０〜１００℃に加熱・攪拌しながら、所定
量のアルカリ金属塩水溶液、及び／又はアミン、及び／
又はアンモニア水を加え、５〜１０分以上反応すること
により、有機酸のアルカリ金属塩水溶液、及び／又は有
機酸アミン水溶液、及び／又は有機酸アンモニウム塩水
溶液が得られる。続いて２０〜１００℃望ましくは５０
〜７０℃でｐＨ３〜１０望ましくは６．５〜７．５を保
ちながら三塩化チタン水溶液の所定量を少しずつ添加
し、ｐＨ３〜１０の範囲で５〜６０分反応後、引き続い
て反応物を酸化することにより、有機酸チタンが得られ
る。その酸化の方法は制限が無く、反応系へ酸素又は空
気を吹き込む方法、過酸化水素等の酸化剤を添加する方
法等があるが、反応物を水と分離して空気と接触させる
方法が望ましい。ｐＨが低すぎる場合は反応物の分解が
著しいため、製品の収率が極端に低下すると同時に、製
品中の未反応の有機酸が極端に多くなる。逆にｐＨが高
すぎる場合は安定な有機酸チタン塩が得られない。

【０００６】有機酸、アルカリ金属塩、及び／又はアミ
ン、及び／又はアンモニア水と三塩化チタンの反応モル
比は、有機酸３モルに対し、アルカリ金属塩、及び／又
はアミン、及び／又はアンモニア水１〜３モル、三塩化
チタン１〜３モルが望ましいが、有機酸は反応溶媒とし
て過剰に用いても差し支えない。また、アルカリ金属及
び／又はアミン、及び／又はアンモニア水と三塩化チタ
ンの反応モル比は、等モルが望ましいが、反応系のｐＨ
調整の目的でいずれかを過剰に用いることが可能であ
る。また反応系のｐＨ調整のため、炭酸ナトリウムの水
溶液を必要に応じて添加しても差し支えない。

【０００７】また、反応終了後必要に応じ、副生物であ
るアルカリ金属等の塩化物を除くため、温水で洗浄する
ことが望ましく、さらに珪藻土を用いてろ過することに
よりより不純物の少ない品質にすることができる。

【０００８】有機酸アルカリ金属塩水溶液に用いるアル
カリ金属塩としては、経済性、取扱い性等の観点から金
属ナトリウム、金属カリウム、金属リチウムなどのアル
カリ金属の水酸化物が望ましく、これら以外に酸化物、
過酸化物、及びアルカリ金属そのものなどを用いること
ができるが、これらのみに限定されない。

【０００９】有機酸アミン塩水溶液の生成に用いるアミ
ンとしては、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミ
ン等のモノアミン、エチレンジアミン等のジアミン等を
用いることができる。また、有機酸アンモニウム塩水溶
液の生成にはアンモニア、及び／又はアンモニア水、ア
ルカリアンモニウム水酸化物等を用いることができる。

【００１０】本発明に用いる有機酸としては特に制限は
無いが、プロピオン酸、オクタン酸、ノナン酸、アクリ
ル酸、クロトン酸、オレイン酸、ソルビン酸、オクチル
酸、ネオデカン酸、セカノイック酸（エクソン社商品
名）、ステアリン酸等の脂肪族モノカルボン酸、安息香
酸、トルイル酸、ナフトエ酸等の芳香族モノカルボン
酸、アビエチン酸等の多核脂肪酸、ナフテン酸等の脂環
式カルボン酸、シクロヘキサン酸、ケイ皮酸、樹脂酸、
トール油脂肪酸等がありこれらの脂肪酸は単独で、又は
２種類以上のものを併用して用いてもよい。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）１０００ミリリットル反応用ビーカーに水
２００ｇ、ナフテン酸（酸価２００）５２ｇを仕込み、
攪拌しながら７０〜８０℃に昇温後、１０％カセイソー
ダ水溶液７４．１ｇ添加して２０分反応した。その後炭
酸ナトリウム水溶液で、反応系のｐＨを５〜８に調整し
ながら２０％三塩化チタン水溶液４７．１ｇを約５分で
添加し、その後１０分反応した後、静置して反応物を取
り出し、約３０分静置して酸化した。その後Ｎ−ヘキサ
ン５０ｇで希釈し、珪藻土（ラジオライト９００）でろ
過した後、ローターリーエバポレーターで脱溶媒した結
果、赤褐色透明で粘性のある液体５０ｇ得られた。その
ものはチタン５．４％含有していた。

【００１２】（実施例２）シリカゲルカラムクロマト法
で実施例１の反応物から主成分を分取してチタン含有量
を測定したところ、９．６％であった。また、赤外線吸
収スペクトル分析の結果、１５００〜１６００ｃｍ^-1に
有機酸金属塩特有の吸収ピークを認めたが、有機酸特有
の１７００ｃｍ^-1の吸収ピークを全く認めなかった。

【００１３】（実施例３）１０００ミリリットル反応用
ビーカーに水２００ｇ、トール油脂肪酸（酸価１７０）
６５ｇを仕込、攪拌しながら７０〜８０℃に昇温後、１
０％カセイソーダ水溶液８０ｇ添加して３０分反応し
た。その後炭酸ナトリウム水溶液で反応系のｐＨ５〜８
に調整しながら三塩化チタン２０％水溶液５０．９ｇを
約５分で添加し、その後１０分反応した後、ｐＨを６〜
７に保持しながら３％過酸化水素１０ｇを約３分で添加
し、１０分攪拌を続けて酸化してＮ−ヘキサン５０ｇで
希釈した。静置して反応物を取り出し、珪藻土（ラジオ
ライト９００）を用い減圧ろ過後、ローターリーエバポ
レーターで脱溶媒した結果、チタン４．０％含有した赤
褐色透明で粘性のある液体６０ｇが得られた。

【００１４】（実施例４）２０００ミリリットル反応用
ビーカーに水８００ｇ、オクチル酸４３．７ｇを仕込、
攪拌しながら６０℃に昇温後、モノエタノールアミン１
８．３ｇを少しずつ添加後約１０分反応した。その後炭
酸ナトリウム水溶液で反応系のｐＨを５〜８に保ちなが
ら、２０％三塩化チタン水溶液７７ｇを約１０分で添加
後、１０分反応し、反応物を水と分離して取り出し約３
０分静置して空気と接触させて酸化した。その後Ｎ−ヘ
キサン５０ｇで希釈し、珪藻土（ラジオライト９００）
を用い減圧ろ過後、ロータリーエバポレーターで脱溶媒
した結果、チタン７．０％含有した赤褐色透明で粘性の
ある液体６３ｇが得られた。

【００１５】（実施例５）１０００ミリリットル反応用
ビーカーに水３００ｇ、安息香酸５０ｇを仕込み攪拌し
ながら７０℃に昇温後、１０％カセイソーダ水溶液１６
５ｇを点かし透明な均一液体になるまで約１５分反応し
た。その後炭酸アンモニウム水溶液で反応系のｐＨを５
〜８に保ちながら、２０％三塩化チタン水溶液１０５ｇ
を少しずつ約５分で添加して１０分反応した。その後Ｎ
ｏ．２ろ紙を用いて減圧ろ過し、ろ紙上の反応物をメチ
ルエチルケトンに溶解後、約４０分静置し空気と接触さ
せて酸化した。さらに珪藻土（ラジオライト９００）を
用いろ過した結果、チタン８．０％含有した黄色透明な
液体８２ｇが得られた。

【００１６】（比較例１）３００ミリリットル反応用ビ
ーカーに水６０ｇ、オクチル酸３０ｇを仕込み７０℃に
昇温し、保温しながら１０％カセイソーダ水溶液８６ｇ
添加して反応後、炭酸ナトリウム水溶液で反応系のｐＨ
を５〜８に調整しながら、３０％硫酸チタン溶液４０ｇ
をすこしずつ添加して約５分反応したところ、反応母液
は白濁した。その後約６０分保温と攪拌を継続したが反
応母液は白濁したままであった。

【００１７】

【発明の効果】本発明の方法によると通常の反応装置を
用い、単純な条件で、経済的にチタン含有量が高く、他
の有機チタンより安定な有機酸チタン塩を得ることが可
能になった。そのことにより、電気特性に優れた二酸化
チタンの薄膜、及び他の有機酸金属塩と組み合わせて焼
成することにより、複合金属酸化物薄膜等を簡単に形成
することが可能になった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機酸アルカリ金属塩水溶液、及び／又
は有機酸アミン塩水溶液、及び／又は有機酸アンモニウ
ム塩水溶液と三塩化チタン水溶液を、ｐＨ３〜１０の範
囲で反応後、反応物を酸化することを特徴とする有機酸
チタン塩の製造方法。