[發(fā)明專利]二氧化鋯和鋯混合氧化物的分散液

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580044334.8
• 申請(qǐng)日: 2005-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101087732A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·奧斯瓦爾德;C·基斯納;W·洛茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德古薩有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01G25/02
• 分類(lèi)號(hào): C01G25/02;C09K3/14;C04B35/486
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 于輝

本發(fā)明涉及二氧化鋯的分散液及其制備和用途。

二氧化鋯分散液是制備陶瓷模具、涂層及拋光玻璃和金屬表面的理想原材料。

分散液所基于的二氧化鋯粉末通常是由溶膠/凝膠法或者火焰熱解法制成的。

由溶膠/凝膠法制成的粉末通常聚集或團(tuán)聚程度低，并且BET表面積較低，大約10-30m²/g。在分散液中，常常通過(guò)加入添加劑的方法使其穩(wěn)定，避免再聚合或再團(tuán)聚。這些添加劑與二氧化鋯顆粒表面上的分子基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。

由火焰熱解法制成的粉末通常是聚集形式的。這些粉末制成的分散液通常不是非常穩(wěn)定。如果發(fā)生快速沉積、結(jié)塊和增稠，一般是不可能再發(fā)生重新分散的。如果使用具有高BET表面積的由火焰熱解制成的粉末，這種效應(yīng)就會(huì)加強(qiáng)。另外，這些分散液表現(xiàn)出高的粘度，因此對(duì)于希望分散液同時(shí)具有高填充度和可傾倒性的應(yīng)用場(chǎng)合是不太合適的。

然而，把伴隨火焰熱解法制成的二氧化鋯粉末顆粒的特定聚集結(jié)構(gòu)的性質(zhì)利用起來(lái)是很理想的，比如用于表面拋光或者陶瓷層的制備。

本發(fā)明的目的是提供一種具有高填充度的穩(wěn)定的、低粘度的、非常細(xì)分散的二氧化鋯分散液。本發(fā)明的目的還在于進(jìn)一步提供這種分散液的制備方法。

本發(fā)明提供一種二氧化鋯分散液，其固體含量為分散液總重量的30-75％，且分散液中粒徑分布的中值小于200nm，該分散液可以通過(guò)如下方法來(lái)獲得：在基于分散液的總量為0.1-5重量％的表面改性劑的存在下，用小于200KJ/m³的能量輸入，在分散劑中預(yù)分散二氧化鋯粉末和/或ZrO₂含量至少為70重量％的鋯混合氧化物粉末，該粉末為聚集的初級(jí)顆粒形式并且沒(méi)有內(nèi)表面，粉末的BET表面積為60±15m²/g；將所得預(yù)分散液分成至少兩部分液流；在至少500巴的壓力下將這部分液流置于高能磨中并且借助噴嘴使其減壓，這些部分液流在填充有氣體或液體的反應(yīng)室中彼此碰撞而被研磨；以及任選地隨后用其它的分散劑將分散液調(diào)至所需含量。

此處，可以優(yōu)選地使用由火焰熱解制備的粉末。

在本文中，火焰熱解應(yīng)理解為意指粉末已由火焰水解或者火焰氧化制得。火焰水解應(yīng)理解為指例如通過(guò)在氫/氧焰中燃燒四氯化鋯來(lái)形成二氧化鋯。火焰氧化應(yīng)理解為指例如通過(guò)在氫/氧焰中燃燒二氧化鋯有機(jī)前體來(lái)形成二氧化鋯。

中值應(yīng)理解為指體積權(quán)重(volume-weighted)的粒徑分布的d₅₀值。根據(jù)本發(fā)明的分散液中粒徑分布的中值小于200nm。在本文中，顆粒應(yīng)理解為指例如分散液中存在的初級(jí)顆粒、聚集體和團(tuán)塊。d₅₀值可以優(yōu)選地介于70和200nm之間。

在本發(fā)明上下文中，被表面改性應(yīng)理解為指粉末表面上的至少一部份羥基已經(jīng)與表面改性劑反應(yīng)，形成化學(xué)鍵。化學(xué)鍵優(yōu)選地為表面改性劑和顆粒之間的共價(jià)鍵、離子鍵或者配位鍵，以及氫橋鍵。配位鍵應(yīng)理解為指形成了配合物。因此，在改性劑的官能團(tuán)和顆粒之間可能發(fā)生例如布朗司特(Bronsted)或路易斯酸(Lewis)/堿反應(yīng)形成配合物或者改性劑的官能團(tuán)與顆粒發(fā)生酯化。改性劑包含的官能團(tuán)優(yōu)選地為羧酸基、酰氯基、酯基、腈和異腈基、OH基、SH基、環(huán)氧基、酸酐基、酰胺基、伯、仲和叔氨基、Si-OH基、硅烷的可水解基團(tuán)或者C-H酸基，如在β-二羰基化合物中。表面改性劑還可以包含一個(gè)以上的這種官能團(tuán)，如在甜菜堿、氨基酸和EDTA中。適當(dāng)?shù)谋砻娓男詣?!-- SIPO -->可以是：

具有1-24個(gè)碳原子的飽和或不飽和的單-和多羧基酸，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、檸檬酸、己二酸、琥珀酸、戊二酸、草酸、馬來(lái)酸、富馬酸、衣康酸和硬脂酸，以及相應(yīng)的酸酐、氯化物、酯和酰胺以及它們的鹽，特別是它們的銨鹽。那些碳鏈被O、S或NH基團(tuán)間隔的化合物，例如醚-羧酸(單和聚醚羧酸以及相應(yīng)的酸酐、氯化物、酯和酰胺)、氧羧酸如3，6-二氧庚酸和3，6，9-三氧癸酸也是合適的。

通式為Q_3-nNH_n的單-和聚胺，其中n＝0，1或2，并且基團(tuán)Q各自獨(dú)立地為C₁-C₁₂-烷基，特別是C₁-C₆-烷基和特別優(yōu)選地C₁-C₄-烷基，例如甲基、乙基、正丙基和異丙基及丁基。此外還可以是具有6-24個(gè)碳原子的芳基、烷芳基或者芳烷基，例如苯基、萘基、甲苯基和芐基。