三水铝石型氢氧化铝粒子可用作填充在树脂中的阻燃剂。例如，JP- A-3-8715公开了平均初级粒子直径小于等于0.15μm的三水铝石型氢氧化 铝粒子可以用作阻燃剂。
然而，作为三水铝石型氢氧化铝粒子，它们的阻燃性还需要更加优 异。

本发明的一个目的是提供具有更高阻燃性的三水铝石型氢氧化铝粒 子。
本发明提供初级粒子直径为0.01μm～0.3μm并且DOP吸油量为90 mL/g至300mL/g的三水铝石型氢氧化铝粒子。
本发明的三水铝石型氢氧化铝粒子具有更高的阻燃性，因此可用作 通过填充树脂而使用的阻燃剂。

本发明的三水铝石型氢氧化铝粒子是以三水铝石型晶体结构为主晶 相的氢氧化铝粒子，其是由化学式Al2O3·3H2O表示的化合物。所述晶体结 构可以用粉末X射线衍射法(粉末XRD法)进行分析。
本发明三水铝石型氢氧化铝粒子的初级粒子直径为0.01μm～0.3 μm，优选大于等于0.03μm并且小于等于0.2μm，更优选小于等于0.1μm。 当初级粒子直径更小或更大时，不能获得足够的阻燃性。可以由例如通 过透射电子显微镜(TEM)获得的显微照片来测量初级粒子直径。
本发明三水铝石型氢氧化铝粒子的DOP吸油量为90mL/g～300 mL/g，优选为100mL/g～180mL/g。当DOP吸油量更小时，阻燃性趋向 于不足，而当吸油量更大时，粒子在加入到加热熔融状态的树脂时有降 低它们的流动性的趋势，使其难以模塑。
本发明三水铝石型氢氧化铝粒子的平均二级粒子直径通常大于等于 0.1μm，优选小于等于10μm，更优选小于等于5μm。可以采用激光散射 粒度分布仪，通过测量分散在水中的氢氧化铝粒子来确定平均二级粒子 直径。当平均二级粒子直径太大时，通过将粒子填充在树脂中而获得的 树脂组合物的物理性质可能低劣。
当本发明的粒子含有粒子直径大于45μm的二级粒子时，通过将该粒 子填充到树脂中而获得的树脂组合物的物理性质也可能低劣，因此粒子 中粒子直径大于45μm的二级粒子的含量优选小于等于0.1质量％，更优选 为0质量％(即，更优选本发明的粒子不含这样的大二级粒子)。可以通过 例如在电子显微镜下观察来确定粒子直径大于45μm的二级粒子的含量。
本发明三水铝石型氢氧化铝粒子的BET比表面积优选为15m2/g～100 m2/g。
可以用以下方法制备本发明的三水铝石型氢氧化铝粒子：将铝酸钠 水溶液部分中和，使氢氧化铝沉淀以形成氢氧化铝淤浆，并且在40℃～ 90℃对该淤浆进行老化处理。
基于水溶液，铝酸钠水溶液的铝含量以Al2O3计通常为100g/L～150 g/L。基于水溶液，其钠含量以Na2O计通常为100g/L～150g/L。
可以通过例如向其中加入酸性铝盐来实行部分中和。酸性铝盐是当 其单独溶解在水中时呈酸性的盐，其实例包括硫酸铝、氯化铝、硝酸铝 等。所用的酸性铝盐的重量(W)达到这样一种程度，可以沉淀氢氧化铝而 不完全中和铝酸钠水溶液，并且由该重量(W)与完全中和铝酸钠水溶液所 需酸性铝盐重量(W0)的比率给出的特定中和摩尔比(＝W/W0)为约0.3～ 0.7。加入酸性铝盐时的温度通常约为0℃～40℃。优选在搅拌下加入酸性 铝盐。
通过加入酸性铝盐，中和铝酸钠水溶液从而使氢氧化铝沉淀，形成 含有分散在水中的氢氧化铝的氢氧化铝淤浆。
对得到的氢氧化铝淤浆进行老化处理。通过在40℃～90℃的加热而 实施老化处理。老化处理需要的时间通常约为5小时～7天。通过老化， 沉淀的氢氧化铝可以逐步转化成三水铝石，从而形成本发明的三水铝石 型氢氧化铝粒子。
可以将得到的三水铝石型氢氧化铝粒子以固体形式取出，例如，通 过离心对老化的淤浆进行固/液分离。优选将取出的三水铝石型氢氧化铝 粒子用纯水或诸如甲醇的醇类进一步洗涤，以从中除去钠残余物。
本发明的三水铝石型氢氧化铝粒子可以优选用作填充在树脂中的阻 燃剂，并且含有本发明氢氧化铝粒子的树脂组合物，即通过将本发明氢 氧化铝粒子填充在树脂中而获得的树脂组合物具有优异的阻燃性。
所述树脂可以是热塑性树脂或者热固性树脂。
热塑性树脂的实例包括：烯烃树脂，例如烯烃均聚物如聚乙烯、聚 丙烯和聚丁烯，和烯烃共聚物如乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-丙烯嵌段共 聚物、丙烯-丁烯无规共聚物、丙烯-丁烯嵌段共聚物和乙烯-丙烯-丁烯共 聚物；
芳香族聚酯类，如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；
聚酯类，如聚己内酰胺和聚羟基丁酸酯；和
聚酰胺类，如尼龙-6、尼龙-66、尼龙-10、尼龙-12和尼龙-46。
热固性树脂的实例包括环氧树脂；乙烯基酯树脂；酚醛树脂；不饱 和聚酯树脂；聚酰亚胺；聚氨酯和蜜胺树脂。
基于100质量份的树脂，将要填充的三水铝石型氢氧化铝粒子的量通 常约为30～150质量份。
对将本发明三水铝石型氢氧化铝粒子填充到树脂中的方法没有特别 限制，可以根据树脂种类而适当选择。例如，当将本发明三水铝石型氢 氧化铝粒子填充到热塑性树脂中时，可以将热塑性树脂与本发明的三水 铝石型氢氧化铝粒子混合，然后通过加热熔融并捏合。
实施例
以下将参考实施例更详细地描述本发明，但是本发明不受实施例的 限制。
除了使用DOP(邻苯二甲酸二辛酯)代替DBP(邻苯二甲酸二丁酯)外， 采用与JIS K6221(1982)中吸油量B方法相同的方式，测定每个实施例中获 得的氢氧化铝粒子的DOP吸油量。
从透射电子显微照片确定初级粒子直径。
在通过X射线衍射仪(RAD-RB RU-200，由Rigaku Corporation制造)获 得的X射线衍射谱中，从具有最大相对峰强度的峰确定主晶相。
通过将氢氧化铝粒子分散在纯水中并且用激光散射粒子大小分布仪 (Microtruck HRA，由Lead & Northrup Company制造)获得粒子大小分布曲 线，将平均二级粒子直径确定为50质量％粒子直径。
采用氮吸附法确定BET比表面积。
树脂组合物的氧指数根据JIS K7201确定。
实施例1
[氢氧化铝粒子的制备]
在25℃将612质量份的5.3质量％硫酸铝水溶液加入到1209质量份的含 有132g/L钠(以Na2O计算)和136g/L铝(以Al2O3计算)的铝酸钠水溶液中， 沉淀出氢氧化铝。其后，在相同温度下搅拌混合物60分钟。硫酸铝的用 量为完全中和铝酸钠水溶液所需的硫酸铝量的0.51倍。
然后，向其中加入1000质量份纯水，并且将混合物加热到60℃，让 其在该温度老化4天，然后冷却到室温(约25℃)并且通过离心进行固-液分 离，以取出固体。重复包括以下步骤的操作三次以洗涤如此获得的固体： 向固体中加入2820质量份纯水，搅拌混合物，然后通过离心进行固-液分 离。洗涤后，将固体在空气中于120℃干燥，并且用粉碎机(Rotor Speed Mill，由Fritsch & Co.制造)粉碎，得到氢氧化铝粒子。
得到的氢氧化铝粒子的DOP吸油量为158mL/100g，初级粒子直径约 为0.2μm，并且主晶相是三水铝石型。平均二级粒子直径为0.5μm，其中 不含粒子直径大于45μm的二级粒子，并且BET比表面积为20m2/g。
[树脂组合物的制备]
将如上获得的50质量份氢氧化铝粒子与100质量份丸状低密度聚乙烯 (FS-150，由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.制造)混合，并且用捏合机 (Laboplast Mill，由Toyo Seiki Seisaku-Sho，Ltd.制造)以40rpm的螺杆转速 在160℃熔融捏合，得到树脂组合物。该树脂组合物的氧指数为21.9％。 结果示于表1中。
实施例2
[氢氧化铝粒子的制备]
在4℃将573质量份的5.3质量％硫酸铝水溶液加入到1209质量份的含 有129g/L钠(以Na2O计算)和134g/L铝(以Al2O3计算)的铝酸钠水溶液中， 沉淀出氢氧化铝。其后，在冰冷却下搅拌混合物60分钟。硫酸铝的用量 为完全中和铝酸钠水溶液所需的硫酸铝量的0.41倍。
然后，向其中加入1000质量份纯水，并且将混合物加热到45℃，让 其在该温度老化4天，然后冷却到室温(约25℃)并且通过离心进行固-液分 离，以取出固体。重复包括以下步骤的操作三次以洗涤如此获得的固体： 向固体中加入2930质量份纯水，搅拌混合物，然后通过离心进行固-液分 离。洗涤后，将固体在空气中于120℃干燥，并且用粉碎机(Rotor Speed Mill，由Fritsch & Co.制造)粉碎，得到氢氧化铝粒子。
得到的氢氧化铝粒子的DOP吸油量为129mL/100g，初级粒子直径约 为0.05μm，主晶相是三水铝石型。平均二级粒子直径为6.3μm，其中不 含粒子直径大于45μm的二级粒子，并且BET比表面积为59m2/g。
[树脂组合物的制备]
除了使用50质量份如上获得的氢氧化铝粒子代替实施例1中获得的氢 氧化铝粒子外，采用与实施例1相同的操作获得树脂组合物。该树脂组合 物的氧指数为21.9％。结果示于表1中。
实施例3
[氢氧化铝粒子的制备]
在7℃将612质量份的5.3质量％硫酸铝水溶液加入到1213质量份的含 有131g/L钠(以Na2O计算)和134g/L铝(以Al2O3计算)的铝酸钠水溶液中， 沉淀出氢氧化铝。其后，在冰冷却下搅拌混合物60分钟。硫酸铝的用量 为完全中和铝酸钠水溶液所需的硫酸铝量的0.51倍。
然后，向其中加入330质量份纯水，并且将混合物加热到60℃，让其 在该温度老化2天，然后冷却到室温(约25℃)并且通过离心进行固-液分 离，以取出固体。重复包括以下步骤的操作三次以洗涤如此获得的固体： 向固体中加入3590质量份纯水，搅拌混合物，然后通过离心进行固-液分 离。洗涤后，将固体在空气中于120℃干燥，并且用粉碎机(Rotor Speed Mill，由Fritsch & Co.制造)粉碎，得到氢氧化铝粒子。
得到的氢氧化铝粒子的DOP吸油量为152mL/100g，初级粒子直径约 为0.1μm，主晶相是三水铝石型。平均二级粒子直径为0.3μm，其中不含 粒子直径大于45μm的二级粒子，并且BET比表面积为32m2/g。
[树脂组合物的制备]
除了使用50质量份如上获得的氢氧化铝粒子代替实施例1中获得的氢 氧化铝粒子外，采用与实施例1相同的操作获得树脂组合物。该树脂组合 物的氧指数为22.4％。结果示于表1中。
比较例1
[树脂组合物的制备]
除了使用50质量份商品三水铝石型氢氧化铝粒子(C-301，DOP吸油 量为62mL/100g，初级粒子直径为约0.5μm，平均二级粒子直径为1.4μm 且BET比表面积为6m2/g，不含粒子直径大于45μm的二级粒子，由 Sumitomo Chemical Co.，Ltd.制造)代替实施例1中获得的氢氧化铝粒子 外，采用与实施例1相同的操作获得树脂组合物。该树脂组合物的氧指数 为20.5％。
表1
              实施例     比较例     1     2     3     1   氢氧化铝粒子   DOP吸油量(mL/100g)   初级粒子直径(μm)   平均二级粒子直径(μm)   BET比表面积(m2/g)     158     0.2     0.5     20     129     0.05     6.3     59     152     0.1     0.3     32     62     0.5     1.4     6   树脂组合物   氢氧化铝粒子(质量份)   低密度聚乙烯(质量份)   氧指数(％)     50     100     21.9     50     100     21.9    50    100    22.4     50     100     20.5
实施例4
[氢氧化铝粒子的制备]
在20℃将573质量份的5.3质量％硫酸铝水溶液加入到1358质量份的含 有131g/L钠(以Na2O计算)和137g/L铝(以Al2O3计算)的铝酸钠水溶液中， 沉淀出氢氧化铝。其后，在相同温度下搅拌混合物60分钟。硫酸铝的用 量为完全中和铝酸钠水溶液所需的硫酸铝量的0.40倍。
然后，向其中加入500质量份纯水，并且将混合物加热到60℃，让其 在该温度老化4天，然后冷却到室温(约25℃)并且通过离心进行固-液分 离，以取出固体。重复包括以下步骤的操作三次以洗涤如此获得的固体： 向固体中加入3990质量份纯水，搅拌混合物，然后通过离心进行固-液分 离。洗涤后，将固体在空气中于120℃干燥，并且用粉碎机(Rotor Speed Mill，由Fritsch & Co.制造)粉碎，得到氢氧化铝粒子。
得到的氢氧化铝粒子的DOP吸油量为114mL/100g，初级粒子直径约 为0.1μm，主晶相是三水铝石型。平均二级粒子直径为0.8μm，其中不含 粒子直径大于45μm的二级粒子，并且BET比表面积为23m2/g。
[树脂组合物的制备]
除了使用110质量份如上获得的氢氧化铝粒子代替实施例1中获得的 氢氧化铝粒子外，采用与实施例1相同的操作获得树脂组合物。该树脂组 合物的氧指数为27.6％。结果示于表2中。
实施例5
[氢氧化铝粒子的制备]
在20℃将573质量份的5.3质量％硫酸铝水溶液加入到1358质量份的含 有131g/L钠(以Na2O计算)和137g/L铝(以Al2O3计算)的铝酸钠水溶液中， 沉淀出氢氧化铝。其后，在相同温度下搅拌混合物60分钟。硫酸铝的用 量为完全中和铝酸钠水溶液所需的硫酸铝量的0.40倍。
然后，向其中加入500质量份纯水，并且将混合物加热到60℃，让其 在该温度老化4天，然后冷却到室温(约25℃)并且通过离心进行固-液分 离，以取出固体。重复包括以下步骤的操作三次以洗涤如此获得的固体： 向固体中加入3990质量份纯水，搅拌混合物，然后通过离心进行固-液分 离。洗涤后，将固体在空气中于120℃干燥，并且用粉碎机(“Jiyu Funsaiki” (Free Grinding Machine)，由Nara Michinery Co.，Ltd制造)粉碎，得到氢氧 化铝粒子。
得到的氢氧化铝粒子的DOP吸油量为112mL/100g，初级粒子直径约 为0.1μm，主晶相是三水铝石型。平均二级粒子直径为0.4μm，其中不含 粒子直径大于45μm的二级粒子，并且BET比表面积为17m2/g。
[树脂组合物的制备]
除了使用110质量份如上获得的氢氧化铝粒子代替实施例1中获得的 氢氧化铝粒子外，采用与实施例1相同的操作获得树脂组合物。该树脂组 合物的氧指数为26.2％。结果示于表2中。
比较例2
采用与比较例1相同的操作，只是将氢氧化铝粒子(C-301)的用量改变 为110质量份，获得树脂组合物。该树脂组合物的氧指数为23.8％。
表2
         实施例     比较例     4     5     2   氢氧化铝粒子   DOP吸油量(mL/100g)   初级粒子直径(μm)   平均二级粒子直径(μm)   BET比表面积(m2/g)     114     0.1     0.8     23     112     0.1     0.4     17     62     0.5     1.4     6   树脂组合物   氢氧化铝粒子(质量份)   低密度聚乙烯(质量份)   氧指数(％)     110     100     27.6     110     100     26.2     110     100     23.8