具有金属-氧的分散成分制造技术

本发明专利技术涉及一种具有金属－氧键的分散成分，它是在酸、碱和／或分散体稳定剂不存在下，在有机溶剂中利用０．５ｍｏｌ至低于１ｍｏｌ的水／每ｍｏｌ的金属醇盐或在－２０℃或－２０℃以下利用１．０至低于２．０ｍｏｌ的水／每ｍｏｌ的金属醇盐来水解金属醇盐而生产。在有机溶剂中，该分散成分稳定地分散但不会聚集。分散成分的使用使得可以在低至２００℃或２００℃以下的温度下生产出薄金属氧化物膜和均匀的有机／无机复合物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有金属-氧的分散成分本专利技术的领域本专利技术涉及具有金属-氧键的分散成分，从该成分生产的薄金属氧化物膜，以及含有该成分作为组分的有机-无机复合物，或从该成分生产的无机聚合物。
技术介绍
无机组分被复合在有机聚合物中的有机-无机复合物(有时被称作有机-无机杂混复合物或有机-无机复合聚合物)已经引起人们的注意，被作为同时具备有机聚合物和无机组分的属性的、具有新性能的工业材料。尤其当生产用于具有高折射指数的塑料透镜的有机-无机复合物时，二氧化钛作为无机组分的使用被认为是有利的。用二氧化钛溶胶生产的有机-无机复合物的例子已公开于日本专利公开No.Hei 8-157735中，它描述了制备有机-无机复合聚合物的方法，其特征在于金属醇盐与作为催化剂的酸或碱在有机单体存在下进行水解和脱水缩合，随后，含有所获得的金属氧化物以及有机单体的有机-无机复合物进行聚合反应。日本专利公开No.Hei 11-14949描述了通过单体混合物的聚合反应来生产接触透镜的方法，该混合物含有：组分A，它是至少含有单体和具有任选的有机基团并由金属醇盐在该单体存在下水解和脱水缩合所形成的金属氧化物的一种单体组合物；和组分B，它是能与组分A的单体组合物一起加聚或缩聚的一种单体。作为生产透明、均匀的金属氧化物溶胶的方法，例如，日本专利公开No.Hei 10-298769描述了制备金属氧化物前体溶胶的方法，特征在于在通-->过水解和聚合一种或多种金属醇盐以生产金属氧化物前体溶胶的方法中，水被加入到在-20℃或-20℃以下的金属醇盐中。已知的是，作为通过溶胶-凝胶法在基板的表面上形成薄金属氧化物膜的方法，用作起始原料的金属醇盐经过水解和聚合来制备金属氧化物前体溶胶，所获得的溶胶被涂敷在基板的表面上，从而在基板表面上形成金属氧化物凝胶的薄膜，然后凝胶膜在合适的温度下加热。这些方法当中，优选的例子是这样的方法，其中加入能配位到多个位置的有机化合物来使金属醇盐稳定化，从而控制水解速率来生产可成膜的溶胶，和根据上述方法该溶胶用于形成膜。实际的例子是，β-二酮对于使用仲丁醇铝作为起始原料来形成矾土薄膜是有效的[Journal of the Ceramic Society of Japan，97，369(1989)]；和对于使用异丙醇钛作为起始原料来形成二氧化钛薄膜，1，3-丁二醇是有效的[Sumio Koshiba，Toyohashi University of Technology，Doctoral Thesis，3月，1993]；和β-二酮是有效的[Journal of the CeramicSociety of Japan，97，213(1989)]。对于使用正丁醇锆作为起始原料来形成二氧化锆薄膜，二甘醇的使用据报道是有效的[Journal of the CeramicSociety of Japan，95，942(1987)]。此外，曾有报道，β-二酮或烷醇胺的使用对于复合氧化物如PbTiO3和Pb(Zr，Ti)O3的合成是有效的，参见Journal of American Ceramic Society，74，1407(1991)和Journal of theCeramic Society of Japan，98，745(1990)。对于利用各种无机盐如氯化物、硫酸盐、硝酸盐和铵盐的水解制备氧化物膜的方法以及含水的配合物已报道在Physics of Tin Film，5，p87(1969)，Academic Press中。另外，Journal of the Ceramic Society ofJapan，102，200(1994)描述使用硝酸铟和氯化锡代替金属醇盐来制备作为复合氧化物的In2O3-SnO2溶胶。然而，对于日本专利公开No.Hei 8-157735或11-14949，金属醇盐与酸或碱水解和脱水缩合，然后溶剂、水、酸或碱被蒸馏出以进行本体聚合。难以完全除去所使用的水、酸或碱。因此，问题是这些残留物质对于聚合反应的影响。特别是当在有机溶剂中进行溶液聚合时，有必要使用酸、碱-->或分散体稳定剂来生产稳定地存在于溶液中的金属醇盐水解产物。因此，问题是这些会抑制该聚合反应或对于产物的物理性能产生不良影响。此外，用二氧化钛凝胶制备的有机-无机复合物一般倾向于具有比用其它金属氧化物凝胶生产的无机-有机复合物更低的透光率。这一事实预示着，在水解和脱水缩合之后，在浓缩的阶段中二氧化钛会聚集。在日本专利公开No.Hei 10-298697中公开的透明、均匀的金属氧化物溶胶也具有与上述那些相同的问题，因为pH处于酸性范围中。根据通过添加多齿化合物来使金属醇盐稳定化以控制金属醇盐的水解速率的方法，可以容易地制备出用于形成膜的均匀的溶胶。然而，许多具有高沸点而难以分解的有机物质共存于该溶胶或凝胶膜中。结果，需要在高达约500℃的温度下加热该凝胶膜，以便除去该有机物质。因为许多有机物质残留在凝胶膜中，凝胶膜的热处理大大地减少了膜重量。换句话说，从凝胶膜中除去有机物质将在膜中产生许多孔隙，这是所形成的薄金属氧化物膜存在缺陷的起因。其问题是，金属氧化物的各种特征，如机械、光学和电学性能，无法完全地显示出来。另一方面，在膜中的孔隙的除去则需要额外的能量以使该薄膜致密化。如上所述，使用金属盐的该方法基本上是热分解法，它在热处理之后会在膜质量上引起许多问题。本专利技术的目的是提供在低至200℃或200℃以下的温度下生产薄金属氧化物膜的方法，和适合于生产均匀的有机-无机复合物的金属氧化物溶胶，以及具有各种功能的薄金属氧化物膜和有机-无机复合物，尤其是具有高折射指数和高透明度的有机-无机复合物。本专利技术的公开本专利技术人经过认真的研究来实现该目的。结果发现，可稳定地分散在有机溶剂中的金属氧化物可以通过控制水的用量和反应温度且不使用供金属醇盐用的酸、碱或分散体稳定剂来生产，此外，薄的金属膜可以通过使用该溶胶来形成，以及均匀的有机-无机复合物通过在该溶胶存在下的聚合反应来制备。因此已经完成了本专利技术。-->本专利技术涉及：(1)一种具有金属-氧键的分散成分，特征在于在酸、碱和/或分散体稳定剂不存在下，它稳定地分散在有机溶剂中而不会聚集；(2)根据(1)的具有金属-氧键的分散成分，其中所述分散成分是金属醇盐水解的产物；(3)一种具有金属-氧键的分散成分，它稳定地分散在有机溶剂中但不会聚集，特征在于它是在酸、碱和/或分散体稳定剂不存在下，在有机溶剂中利用0.5至低于1mol的水/每mol的金属醇盐来水解金属醇盐而生产；(4)一种具有金属-氧键的分散成分，它稳定地分散在有机溶剂中但不会聚集，特征在于它是在酸、碱和/或分散体稳定剂不存在下，在有机溶剂中在-20℃或-20℃以下利用1.0至低于2.0mol的水/每mol的金属醇盐来水解金属醇盐而生产；(5)一种具有金属-氧键的分散成分，它稳定地分散在有机溶剂中但不会聚集，特征在于它是在酸、碱和/或分散体稳定剂不存在下，在有机溶剂中在-50℃至-100℃的温度下利用1.0至低于2.0mol的水/每mol的金属醇盐来水解金属醇盐而生产；(6)一种具有金属-氧键的分散成分，特征在于它稳定地分散在溶剂中，和在含有通过在溶剂中水解金属醇盐所获得的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有金属－氧键的分散成分，特征在于在酸、碱和／或分散体稳定剂不存在下，它稳定地分散在有机溶剂中而不会聚集。

【技术特征摘要】
JP 2001-8-3 236372/20011.一种具有金属-氧键的分散成分，特征在于在酸、碱和/或分散体稳定剂不存在下，它稳定地分散在有机溶剂中而不会聚集。2.根据权利要求1的具有金属-氧键的分散成分，其中所述分散成分是金属醇盐水解的产物；3.一种具有金属-氧键的分散成分，它稳定地分散在有机溶剂中但不会聚集，特征在于它是在酸、碱和/或分散体稳定剂不存在下，在有机溶剂中利用0.5至低于1.0mol的水/每mol的金属醇盐来水解金属醇盐而生产；4.一种具有金属-氧键的分散成分，它稳定地分散在有机溶剂中但不会聚集，特征在于它是在酸、碱和/或分散体稳定剂不存在下，在有机溶剂中在-20℃或-20℃以下利用1.0至低于2.0mol的水/每mol的金属醇盐来水解金属醇盐而生产。5.一种具有金属-氧键的分散成分，它稳定地分散在有机溶剂中但不会聚集，特征在于它是在酸、碱和/或分散体稳定剂不存在下，在有机溶剂中在-50℃至-100℃的温度下利用1.0至低于2.0mol的水/每mol的金属醇盐来水解金属醇盐而生产。6.一种具有金属-氧键的分散成分，特征在于它稳定地分散在溶剂中，和在含有通过在溶剂中水解金属醇盐所获得的具有金属-氧键的分散成分的溶液中，该成分按金属氧化物计的重量浓度是相对于在水解之前金属醇盐浓度的1.2倍或更高。7.一种具有金属-氧键的分散成分，特征在于它稳定地分散在溶剂中，和在含有通过在溶剂中水解金属醇盐所获得的具有金属-氧键的分散成分的溶液中，该水解产物按金属氧化物计的重量浓度是相对于在水解之前金属醇盐浓度的1.4倍或更高。8.根据权利要求6或7的具有金属-氧键的分散成分，其中溶剂是有机溶剂。9.根据权利要求6-8中任一项的具有金属-氧键的分散成分，其中通过在溶剂中水解金属醇盐所获得的具有金属-氧键的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：土岐元幸，樋口章二，木村信夫，藤田佳孝，
申请(专利权)人：日本曹达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]