DE69804462T2

DE69804462T2 - Zusammensetzung die ein metallsalz enthält und metallpulver hergestellt durch brennen von dieser zusammensetzung

Info

Publication number: DE69804462T2
Application number: DE69804462T
Authority: DE
Inventors: A. Broos; J. Gruenbauer; R. Van Buren
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2018-06-13
Also published as: CO5040100A1; EP0998363B1; KR20010021972A; US5998523A; JP2001510237A; CN1264329A; ZA986370B; AR013232A1; EP0998363A1; CA2296082A1; AU731338B2; PL338083A1; AU8256198A; ES2174456T3; TR200000091T2; BR9810720A; TW432008B; DE69804462D1; ATE214989T1; WO1999003627A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung, die ein flüssiges hydrophiles Polymer, eine wässrige Salzlösung eines Metall- oder Metalloidelements und ein koagulierendes Mittel umfasst und ein Verfahren zur Herstellung eines Pulvers auf Metallbasis durch Kalzinieren der Zusammensetzung.
Metall- oder Metalloxidteilchen mit einer Sub-Mikrometer-Größe sind eine wertvolle industrielle Ware, die in vielen Anwendungen, einschließlich zum Beispiel in der Herstellung von industriellen Katalysatoren, die in der chemischen Industrie, in der Herstellung von Keramiken, von elektronischen Bestandteilen und als Füllstoffe für zum Beispiel Kunststoffe, Farben oder Kosmetika eingesetzt werden können.
Eine große Vielfalt an Techniken ist zur Herstellung von Metall- oder Metalloxid-Pulvern, die eine sehr feine Teilchengröße besitzen, vorhanden. Solche Techniken schließen Lösungsverfahren und Hochtemperatur-Gasphase- und Kondensphase-Synthesen ein. Für einen verständlichen Überblick der allgemeinen Techniken, die vorhanden sind, wird ein Verweis auf die neuere Veröffentlichung mit dem Titel "Chemical Engineering Aspects of Advanced Ceramic Materials" von V. Hlavacek und J. A. Puszynski, veröffentlicht im Journal of Industrial Engineering and Chemical Research, Seiten 349-377, Volume 35, 1996, gemacht.
Trotz der zahlreichen vorhandenen Verfahren, ist in einem geringeren oder größeren Ausmaß ein gemeinsames Problem nahezu aller Methoden die Schwierigkeit, durchweg feine, einheitliche Teilchen in einer guten Reinheit zu erhalten. Verfahren, die in dieser Hinsicht eine größere Einheitlichkeit bereitstellen können, weisen ausnahmslos hohe Kosten auf, verbunden mit ihrer Durchführung wegen der Komplexität der benötigten Geräte, der Verwendung von teuren und potentiell gefährlichen Rohmaterialien oder hohem Energieverbrauch. Kürzlich wurden zwei nahe verwandte Verfahren veröffentlicht, die ein Mittel zur Herstellung von Metallteilchen von Sub- Mikrometer-Größe bereitstellen, ohne komplexe und kostspielige Geräte zu benötigen. In der Veröffentlichung EP-A-0621,234 ist es erforderlich, ein Polyurethan-Polymer, das ein Salzmetall enthält, zu kalzinieren, um Metallpulver herzustellen, aber die Ausbeuten sind relativ gering. In einer anderen Veröffentlichung, WO-A-9629280, wurde dieser Polyurethan-Ansatz durch Vermeidung der Verwendung von Polyisocyanat, einer gefährlichen Chemikalie, abgeändert, mit der Erfordernis, ein Gel oder eine Flüssigkeit einer Kalzinierung zu unterziehen. Gele sind schwierig zu handhaben oder zu manipulieren in einem solchen Kalzinierungs-Verfahren; die Handhabung von Feststoffen wird stark bevorzugt.
US-A-4929433 offenbart die Herstellung von sinterbaren Teilchen von mehrwertigen Metallnitriden durch Bildung einer homogenen Kombination aus einer löslichen oder kolloidal dispergierbaren Verbindung des mehrwertigen Metalls mit einem wasserlöslichen, oxygenierten, kohlenstoffhaltigen Polymer in einem wässrigen Medium durch Einstellen des pH-Werts des Mediums, um ein Gel oder ein Präzipitat eines chemisch oder elektrostatisch gebundenen Produkts der mehrwertigen Metallverbindung und dem Polymer zu präzipitieren, durch Trocknen des Produkts und Kalzinieren des getrockneten Produkts in einer Nitrieratmosphäre. Die Teilchen besitzen eine Oberfläche von mindestens 8 m²/g und bevorzugt einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als 0,5 Mikrometer. Das Verfahren wird besonders zur Herstellung von Aluminiumnitrid-Pulver angewendet.
EP-A-0395243 offenbart die Herstellung von partikulären anorganischen Feststoffen durch Präzipitation aus einem wässrigen Medium in Anwesenheit eines Kopolymers, das sich wiederholende Einheiten umfasst, die abgeleitet sind von (a) einem hydrophilen Oligomer oder Polymer, das eine additionspolymerisierbare, olefinisch ungesättigte Gruppe trägt und (b) eine olefinisch ungesättigte Verbindung, die fähig ist, mit (a) zu kopolymerisieren und i) eine Mineralsäuregruppe trägt, ii) eine zweibasische Carbonsäuregruppe trägt oder iii) einen Anteil, der sowohl einer Carbonsäuregruppe als auch eine weitere Gruppe trägt, die zu einer Beteiligung an Wasserstoffbindungen damit fähig ist. Gegebenenfalls ist das Kopolymer abgeleitet von (c) einer weiteren olefinisch ungesättigten Verbindung, die fähig ist, mit (a) und (b) zu kopolymerisieren. Das hydrophile Oligomer oder Polymer kann ein wasserlösliches Poly(alkylenglykol), insbesondere Polyethylenglykol sein. Es wird berichtet, dass in bestimmten Fällen die Größe und die Form der präzipitierten Partikel durch Anpassung (i) der Konzentration des zugegebenen Kopolymers und/oder (ii) des pH-Werts des Mediums, aus dem der Feststoff präzipitiert wird, kontrolliert werden können.
Es wäre wünschenswert, ein kostengünstiges Verfahren zu entwickeln, das zur Produktion von Metall- oder Metalloxidpulvern führt, die eine beständig feine Teilchengröße besitzen. Es wäre von besonderem Vorteil wenn solch ein Verfahren unter Verwendung von Rohmaterialen, die ohne weiteres erhältlich sind und im Wesentlichen in Abwesenheit von hochspezialisierten Geräten und kostspieligen Lösungsmitteln oder chemischen Verarbeitungshilfen betrieben werden könnte. Es wäre auch ein Vorteil, wenn ein solches Verfahren für die Herstellung von Metallpulvern in einer attraktiveren Ausbeute durch Kalzinierung von Feststoffen im Gegensatz zu Gelen, die für die Schwierigkeiten in der Handhabung in industriellen Verfahren berüchtigt sind, sorgen würde.
In einem ersten Aspekt bezieht sich diese Erfindung auf eine Zusammensetzung, enthaltend als Komponenten:
a) ein flüssiges hydrophiles organisches Polymer, das ein Polyetherpolyol ist;
b) eine wässrige Salzlösung, die mindestens ein Metall- oder Metalloidelement enthält und die in einer Menge vorliegt, dass für die Zusammensetzung ein Metall- oder Metalloidelementgehalt von mindestens 1 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ausschließlich des Gegenions und jeglichem Kristallisationswasser bereitstellt wird; und
c) ein koagulierendes Mittel in einer Menge, die ausreichend ist, um ein Verfestigen der Zusammensetzung aus dem Polyol, der Salzlösung und dem koagulierenden Mittel zu bewirken.
In einem zweiten Aspekt bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Pulvers auf Metallbasis mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 1 Mikrometer durch Kalzinieren, typischerweise bei einer Temperatur von 300ºC bis 3000ºC, eine Zusammensetzung, umfassend:
a) ein flüssiges hydrophiles organisches Polymer, das ein Polyetherpolyol ist;
b) eine wässrige Salzlösung, die mindestens ein Metall- oder Metalloidelement enthält und die in einer Menge vorliegt, dass für die Zusammensetzung ein Metall- oder Metalloidelementgehalt von mindestens 1 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ausschließlich des Gegenions und jeglichem Kristallisationswasser bereitstellt wird; und
c) ein koagulierendes Mittel in einer Menge, die ausreichend ist, um ein Verfestigen des Gemischs zu bewirken.
In einem dritten Aspekt bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Pulvers auf Metallbasis, das eine mittlere Teilchengröße von weniger als 1 Mikrometer besitzt, umfassend:
a. Mischen unter starken Scherbedingungen,
(1) eines flüssigen hydrophilen organischen Polymers, das ein Polyetherpolyol ist;
(2) einer wässrigen Salzlösung, die mindestens ein Metall- oder Metalloidelement enthält und die in einer Menge vorliegt, dass für die Zusammensetzung ein Metall- oder Metalloidelementgehalt von mindestens 1 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ausschließlich des Gegenions und jeglichem Kristallisationswasser bereitstellt wird; und
(3) einer Menge an koagulierendem Mittel, das wirksam ist, um zu bewirken, dass das so erhaltene Gemisch verfestigt wird;
b. Kalzinieren des festen Gemischs erhalten in Schritt (a); und
c. Gewinnen des dabei gebildeten metallhaltigen Pulvers, wobei das Pulver eine mittlere Teilchengröße von weniger als 1 Mikrometer besitzt.
Während der vorliegenden Untersuchungen wurde entdeckt, dass, wenn ein koagulierendes Mittel zu einem Gemisch aus einem Polyetherpolyol und einer wässrigen Metallsalz-Lösung zugegeben wird, die resultierende Zusammensetzung einen im Wesentlichen festen oder halbfesten Zustand annimmt. Weiter wurde entdeckt, dass, wenn solch ein festes Substrat kalziniert wird, ein Metallpulver mit einer Sub-Mikrometer-Größe erhalten wird, worin die BET-Oberfläche des resultierenden Pulvers durch die Verwendung eines Polyetherpolyols, ausgewählt unter Rücksichtnahme darauf, einen erhöhten Oxyethylengehalt zu haben, verstärkt werden kann.
Die vorliegende Erfindung sorgt für einen relativ einfachen und kostengünstigen Weg zur Herstellung von metallhaltigen Pulvern, die eine Sub- Mikrometer-Teilchengröße besitzen. Solche Teilchen sind wertvoll für die Herstellung von Keramikartikeln, Elektronik, industrieller Katalysatoren und als Füllstoffe in Kunststoffen, Farben oder Kosmetika einschließlich Cremes und Ölen. Wenn sie als Füllstoffe verwendet werden, sorgen die kleineren Teilchen des Füllstoffs für eine minimale Reflexion des sichtbaren Lichts, was die Ausnutzung von Füllstoff-Eigenschaften mit minimaler Störung der Transparenz oder der Eigenschaften der Lichtdurchlässigkeit des sichtbaren Lichts der zu füllenden Substanz erlaubt. Die Durchlässigkeit von elektromagnetischer Strahlung anderer Wellenlängen kann durch die Anwesenheit des Füllstoffs blockiert werden.
Hierin ist eine Zusammensetzung offenbart, die eine nicht flüssige Substanz einer im Wesentlichen festen oder halbfesten Phase ist. Die Zusammensetzung umfasst als ersten Bestandteil ein Polyetherpolymer, das zunächst eine flüssige Phase besitzt; als zweiten Bestandteil eine wässrige Salzlösung aus einem Metall- oder Metalloidsubstanz und als dritten Bestandteil ein koagulierendes Mittel.
Der Gehalt an Metall- oder Metalloidelement der Zusammensetzung ist ausschließlich des Gegenions und jeglichem Kristallisationswasser mindestens 1 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Vorteilhafterweise beträgt der Metall- oder Metalloidelement-Gehalt mindestens 3 Gewichtsprozent, bevorzugt mindestens 5 und noch mehr bevorzugt mindestens 10 Gewichtsprozent. Obwohl ein geringerer Gehalt prinzipiell vorliegen kann, ist dies gegen das Interesse, eine hohe Ausbeute an Metallpulver im nachfolgenden Kalzinierungs-Verfahren zu erhalten. In der Praxis wird der obere Gehalt an vorhandenem Metallsalz durch seine Löslichkeitsgrenze in Wasser und gleichzeitig durch die Mischbarkeit mit dem Polyetherpolyol beschränkt werden.
Die einzelnen Bestandteile der Zusammensetzung werden hierin nachfolgend ausführlicher beschrieben
Bevorzugte Polyetherpolyole sind Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyole, mehr bevorzugt Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyole, in denen der Oxyethylen- Gehalt zufällig im Molekül verteilt ist. Der Oxyalkylen-Anteil des Polyols kann Oxyethylen sein, aber Oxypropylen und Oxybutylen sind bevorzugt. Wenn ein Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyol als der Polyetherpolyol-Bestandteil ausgewählt wird, beträgt der Oxyethylengehalt des Polyols verteilhafterweise mindestens 35 und bevorzugt mindestens 50 Gewichtsprozent des gesamten Molekulargewichts des Polyols. Während unserer Untersuchungen wurde ein geringer oder kein Einfluss des Polyol-Molekulargewichts auf die Eigenschaften des resultierenden Pulvers auf Metallbasis beobachtet. Aber zur Bequemlichkeit der Herstellung der Zusammensetzung ist es vorteilhaft, ein Polyetherpolyol auszuwählen, das ein Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 10000, bevorzugt von 1000 bis 6000 aufweist. Beispiele für geeignete Polyetherpolyole schließen mit Gylcerin beginnende Oxypropylenpolyole so wie VORANOLTM1055 (Molekulargewicht 1000) und mit Glycerin beginnende Oxypropylenoxyethylenpolyole so wie VORANOLTM1421 (Molekuargewicht 5000, 75 Gewichtsprozent Ethylenoxid, zufällig verteilt) ein, beide erhältlich bei der Dow Chemical Company.
Die zweite Komponente der Zusammensetzung ist eine wässrige Salzlösung, die ein oder mehr Metall- oder Metalloidelemente umfasst. Vorteilhafterweise sind solche Metall- oder Metalloidelemente wie im Periodensystem der Elemente definiert, ausgewählt aus den Gruppen 2a, 3a, 4a, 5a, 6a; 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8, 1b und 2b; der Lanthanidelemente und der Actinidelemente. Das Metall- oder Metalloidelement kann prinzipiell jegliches Element sein, von dem gewünscht ist, ein Pulver zu erhalten, aber diejenigen, die gegenwärtig als industriell wertvoll und für die Verwendung geeignet bekannt sind, schließen Lanthan, Barium, Strontium, Chrom, Zirkonium, Yttrium, Aluminium, Lithium, Eisen, Antimon, Wismut, Blei, Kalzium, Magnesium, Kupfer, Bor, Cadmium, Cäsium, Zer, Dysprosium, Erbium, Europium, Gold, Hafnium, Holmium, Lutetium, Quecksilber, Molybdän, Niob, Osmium, Palladium, Platin, Praseodym, Rhenium, Rhodium, Rubidium, Ruthenium, Samarium, Scandium, Natrium, Tantal, Thorium, Thulium, Zinn, Zink, Nickel, Titan, Wolfram, Uran, Vanadium oder Ytterbium oder Gemische aus zwei oder mehr davon ein.
Die Salzkonzentration, die im Wasser vorliegt, ist so hoch wie praktisch möglich im Hinblick auf die Löslichkeitsgrenze. Wo möglich, ist es bevorzugt, wässrige Zusammensetzungen zu verwenden, die bei Umgebungstemperatur im Wesentlichen gesättigte Lösungen sind.
In dieser Erfindung wird schließt der Begriff "koagulierendes Mittel" im Allgemeinen jegliche Substanz ein, die eine Koagulation induzieren kann, das bedeutet einen Wechsel von einem flüssigen Zustand in einen festen oder halbfesten Zustand.
Das koagulierende Mittel kann eine organische oder anorganische Substanz sein, die einem wässrigen pH-Wert von weniger als 7 (sauer) oder größer als 7 (basisch) besitzt. Vorteilhafterweise sollte die Substanz nach der Pyrolyse/Kalzinieren keine Rückstände hinterlassen. Wenn das koagulierende Mittel eine organische Substanz ist, sind primäre oder sekundäre Amine, Amide oder Alkanolamine geeignet. Besonders geeignet sind zum Beispiel Monoethanolamin, Diethanolamin. Wenn das koagulierende Mittel eine anorganische Substanz ist, schließen geeignete Grundsubstanzen zum Beispiel Ammoniumhydroxid, Ammoniumhydrogencarbonat, Ammoniumcarbonat ein. Beispiele für anorganische, saure, koagulierende Mittel schließen Schwefelwasserstoff ein.
Besonders bevorzugt als koagulierendes Mittel in dieser Erfindung ist Ammoniumhydroxid wegen seiner hohen Basizität und seiner attraktiven Wasserlöslichkeit, die zu einem schnellen Koagulations-Ergebnis führen. Ammoniumhydroxid kann als wässrige Lösung eingeführt werden oder alternativ in situ durch Verwendung eines Vorläufers erzeugt werden. Beispiele für Vorläufer schließen Ammoniakgas und Harnstoff ein. Wenn er thermischer Energie ausgesetzt wird, erfährt Harnstoff eine Zersetzung, die zur Erzeugung von naszierendem Ammoniak führt, der in der wässrigen Umgebung für eine sofortige Bildung von Ammoniumhydroxid sorgt. Bildung von Ammoniumhydroxid über den Weg von Harnstoff sorgt für eine extrem effektive Verteilung des koagulierenden Mittels innerhalb der Zusammensetzung und ist in allen Beispielen dem überlegen, was durch direkte Einführung und mechanisches Mischen erzielt werden kann.
Gegenwärtig wird angenommen, dass eine hohe Koagulierungsrate benötigt wird, um eine feine Dispersion des Salzes im Polymer zu erhalten. Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass eine geringere Koagulierungsrate eine unerwünschte Gelegenheit für das Wachstum von Metallsalz-Kristallen während des Koagulations-Ereignisses bereitstellt. Solche Kristallbildung stellt eine hohe lokale Konzentration an Metallsalz in dem Polymer bereit, was später beim Kalzinieren zur Bildung von einem Teilchen, das eine größeren Teilchengröße besitzt, führen kann.
Die Zusammensetzung dieser Erfindung kann durch eine Vielzahl von Zusatzschritten hergestellt werden, die das gleichzeitige Mischen aller Bestandteile oder alternativ das Mischen von zwei der Bestandteile und später das Einführen des letzten Bestandteils einschließen. Um die schließliche Bildung von Metallpulvern, die eine kleine durchschnittliche Teilchengröße/große Oberfläche besitzen, zu erleichtern, stellte es sich als vorteilhaft heraus, zuerst das Polyetherpolyol mit der wässrigen Metall-Lösung zu mischen und darauffolgend das koagulierende Mittel einzuführen. Wenn Harnstoff als Koagulations-Vorläufer verwendet wird, ist es nach dem anfänglichen Mischen notwendig, die Zersetzung des Harnstoffs durch nachfolgende Einwirkung zum Beispiel von thermischer Energie zu induzieren. Alternative Energiequellen können auch zum selben Zweck verwendet werden.
Alle Geräte, die allgemein zum Mischen von zähflüssigen Flüssigkeiten verwendet werden, können verwendet werden, um die Zusammensetzung dieser Erfindung herzustellen. Solche Geräte sorgen für das effiziente Mischen unter hohen Scherbedingungen von kontrollierten Mengen der wässrigen Basenlösung mit der wässrigen Zusammensetzung, die sowohl das Metallsalz als auch die Polymer-Zusammensetzung umfasst.
Die offenbarte Zusammensetzung sorgt, wenn sie unter kontrollierten Bedingungen kalziniert wird, für die Entfernung von allen organischen Substanzen, resultiert in der Bildung eines im wesentlichen einheitlichen, agglomeratfreien, metallhaltigen Pulvers. Typischerweise erfordern es die Kalzinierungs-Bedingungen, die Zusammensetzung einer Temperatur von 300ºC bis 3000ºC und bevorzugt von 400ºC bis 1000ºC für eine Dauer von wenigen Minuten bis zu vielen Stunden auszusetzen. Um die Entfernung des organischen Polymers zu unterstützen, kann optional vor dem Kalzinieren ein Pyrolyse-Schritt angewendet werden. Der Begriff "metallhaltig" kann bedeuten, dass das Pulver Metall als Element enthält oder als Oxid oder als anderes Addukt einschließlich beispielsweise ein Carbid oder Legierungen davon, ein Sulfid oder ein Nitrid. Ob ein Pulver, das erhalten wird, ein Metall, eine Metall-Legierung, ein Oxid oder ein Carbid ist, wird abhängen von dem Metallsalz(en), das in der Zusammensetzung vorliegt und den Bedingungen der Pyrolyse oder Kalzinierung. Es wird auch geschätzt werden, dass dieselben Faktoren die Merkmale der Teilchen einschließlich ihrer Größe und Oberfläche beeinflussen können.
Das metallhaltige Pulver, das gemäß dieser Erfindung erhalten wird, besitzt einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als 1 Mikrometer (1000 Nanometer), bevorzugt weniger als 0,1 Mikrometer (100 Nanometer) und mehr bevorzugt weniger als 0,02 Mikrometer (20 Nanometer). Mit Verweis auf die Teilchengröße wird es geschätzt werden, dass es eine Verteilung der Teilchengrößen geben wird, worin weniger als 50, bevorzugt weniger als 25 und mehr bevorzugt weniger als 10 Prozent der Teilchen einen Teilchengröße über dem zuvor erwähnten durchschnittlichen Teilchendurchmesser besitzen. Durch den Begriff "Teilchengröße" wird die Größe der Teilchen in ihrer größten Dimension bezeichnet. Das Pulver besitzt eine BET-Oberfläche von mindestens 5, bevorzugt mindestens 25, mehr bevorzugt mindestens 50 m²/Gramm. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das metallhaltige Pulver eine durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 0,1 Mikrometer und eine BET-Oberfläche von mindestens 25 m²/Gramm.
Das Pulver, das gemäß dieser Erfindung erhältlich ist, kann jedes gewünschte Metall umfassen. Vorteilhafterweise ist das Metall, das in einem Oxidationszustand von Null oder einem passenden Oxidationszustand vorliegt, eines oder mehr aus den Elementen Lanthan, Barium, Strontium, Chrom, Zirkonium, Yttrium, Aluminium, Lithium, Eisen, Antimon, Wismut, Blei, Kalzium, Magnesium, Kupfer, Bor, Cadmium, Cäsium, Dysprosium, Erbium, Europium, Gold, Hafnium, Holmium, Lutetium, Quecksilber, Molybdän, Niob, Osmium, Palladium, Platin, Praseodym, Rhenium, Rhodium, Rubidium, Ruthenium, Samarium, Scandium, Natrium, Tantal, Thorium, Thulium, Zinn, Zink, Nickel, Titan, Wolfram, Uran, Vanadium oder Ytterbium.
Die beschriebenen metallhaltigen Pulver, die eine Sub-Mikrometer- Teilchengröße besitzen, sind wertvoll für die Herstellung von Keramikartikeln, industriellen Katalysatoren, elektronischen Bestandteilen und als Füllstoffe für Kunststoffe, Farben oder Kosmetika. Wenn sie als Füllstoffe verwendet werden, werden die metallhaltigen Pulver typischerweise in einer Menge von 0,1 bis 50, gewöhnlicher in einer Menge von 1 bis 25 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht von Bulk-Matrix und Pulver vorhanden sein. Die Bulk-Matrix kann beispielsweise ein Kunststoff einschließlich duroplastischer und thermoplastischer Polymere, eine Farbe oder eine kosmetische Creme- oder Ölzusammensetzung sein.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele veranschaulicht. Solange nichts anderes angegeben ist, sind alle Mengen als Gewichtsanteile (pbw = parts by weight) ausgedrückt.

Beispiel 1

Eine Anzahl von Zusammensetzungen wurde durch Mischen von Bestandteilen in der in der begleitenden Tabelle 1 angegebenen Reihenfolge hergestellt. Die Reihenfolge wurde durch die {Nummer} angezeigt, wobei {1} das erste, {2} das Zweite war und so weiter.
Die Salzlösung wurde hergestellt durch Lösen von 50 g ZrO(NO&sub3;)&sub2; xH&sub2;O/Ce(NO&sub3;) 6H&sub2;O in Teilen im Verhältnis von 6,14 : 1 in 40 g H&sub2;O.
Die Mengen in Gewichtsanteilen (pbw) der verschiedenen Bestandteile, die in der angegeben Anordnung und Art und Weise gemischt wurden, waren wie folgt:
POLYOL 30 pbw
SALZ 38.9 pbw
SALZLÖSUNG 70 pbw
BASE 20 oder 60 pbw
Nachfolgende Pyrolyse/Kalzinierung der resultierenden Zusammensetzungen bei 700ºC ergab Metallpulver mit einer BET-Oberfläche wie beschrieben in S. Brunauer, P. H. Emmett und E. Teller, J. Am. Chem. Soc. 60 (1938) 309. Alle BET-Messungen wurden unter Verwendung eines PULSE CHEMISORB 2700 von Micromeritics Instrument Corporation durchgeführt. Teilchengrößen wurden aus den gemessenen BET-Oberflächenbereich in Kombination mit CeO&sub2; und ZrOz-Dichten berechnet, wie im "Handbook of Chemistry and Physics, 76th Edition, CRC Press, 1995" berichtet.
Metallsalz: ZrO(NO&sub3;)&sub2; xH&sub2;O/Ce(NO&sub3;) 6H&sub2;O in Anteilen im Verhältnis von 6,14 : 1.
CP1421 Ein mit Glycerin beginnendes Oxypropylenoxyethylenpolyol mit einem Molekulargewicht von 5000, das einen zufällig verteilten Oxyethylen-Gehalt von 70 Gewichtsprozent besitzt.
CP10B5 Ein mit Glycerin beginnendes Oxypropylenpolyol mit einem Molekulargewicht von 1000.
Base Ammoniumhydroxid, 25prozentige wässrige Lösung
Salzlösung Metallsalz wie oben, in Wasser bis zur maximalen Löslichkeit.
Beispiele 1 bis 14 und 33 sind vergleichende Beispiele, Beispiele 15 bis 32 sind unterstützend für die offenbarte Erfindung. Unter Bezug auf die in Tabelle 1 gezeigten Daten werden die folgenden Bemerkungen gemacht:
a) Verwendung einer wässrigen Metallsalzlösung im Vorzug vor einem trockenen Salz stellt ein Metallpulver mit einer größeren Oberfläche bereit.
b) Ein Dreikomponentensystem stellt im Allgemeinen ein Metallpulver bereit, das eine größere Oberfläche besitzt als ein Zweikomponentensystem.
c) Verwendung eines Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyols ist bevorzugt vor einer Verwendung eines Polyoxyalkylenpolyols, wenn es erwünscht ist, ein Metallpulver mit einer größeren Oberfläche zu erhalten.
d) Die Beispiele 21 bis 26 deuten darauf hin, dass die Reihenfolge der Zugabe der Sequenzen die Oberflächen- Eigenschaften des resultierenden Metallpulvers nicht bedeutend beeinflusst. Tabelle 1

Claims

1. Zusammensetzung, enthaltend als Komponenten:

a) ein flüssiges hydrophiles organisches Polymer, das ein Polyetherpolyol ist;

b) eine wässrige Salzlösung, die mindestens ein Metall- oder Metalloidelement enthält und die in einer Menge vorliegt, dass für die Zusammensetzung ein Metall- oder Metalloidelementgehalt von mindestens 1 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ausschließlich des Gegenions und jeglichem Kristallisationswasser bereitstellt wird; und

c) ein koagulierendes Mittel in einer Menge, die ausreichend ist, um ein Verfestigen der Zusammensetzung aus dem Polyol, der Salzlösung und dem koagulierenden Mittel zu bewirken.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Polyetherpolyol ein Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyol ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin der Oxyalkylen- Bestandteil des Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyols Oxypropylen oder Oxybutylen ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin der Oxyalkylen- Bestandteil des Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyols Oxyethylen ist.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin das Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyol einen Oxyethylen-Gehalt von mindestens 35 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyols besitzt und das Oxyethylen des Polyols zufällig im Polyol verteilt ist.

6. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Salz in einer Menge vorhanden ist, um einen Gehalt des Metall- oder Metalloidelements von mindestens 5 Gewichtsprozent bereitzustellen.

7. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Metall- oder Metalloidelement Lanthan, Barium, Strontium, Chrom, Zirkonium, Yttrium, Aluminium, Lithium, Eisen, Antimon, Wismut, Blei, Kalzium, Magnesium, Kupfer, Bor, Cadmium, Cäsium, Zer, Dysprosium, Erbium, Europium, Gold, Hafnium, Holmium, Lutetium, Quecksilber, Molybdän, Niob, Osmium, Palladium, Platin, Praseodym, Rhenium, Rhodium, Rubidium, Ruthenium, Samarium, Scandium, Natrium, Tantal, Thorium, Thulium, Zinn, Zink, Nickel, Titan, Wolfram, Uran, Vanadium, Ytterbium oder Kombinationen aus zwei oder mehr davon umfasst.

8. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das koagulierende Mittel eine organische oder anorganische Substanz ist, die einen wässrigen pH-Wert besitzt, der größer als 7 ist.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin das koagulierende Mittel eine organische Substanz ist, die ein primäres oder sekundäres Amin, Amid oder Alkanolamin umfasst.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 8, worin das koagulierende Mittel Ammoniumhydroxid ist.

11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das koagulierende Mittel eine organische oder anorganische Substanz ist, die einen wässrigen pH-Wert von weniger als 7 besitzt.

12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, worin die koagulierende Mittel Schwefelwasserstoff ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Pulvers auf Metallbasis, das eine mittlere Teilchengröße von weniger als 1 Mikrometer besitzt, umfassend:

a. Mischen unter starken Scherbedingungen,

(1) eines flüssigen hydrophilen organischen Polymers, das ein Polyetherpolyol ist;

(2) einer wässrigen Salzlösung, die mindestens ein Metall- oder Metalloidelement enthält und die in einer Menge vorliegt, dass für die Zusammensetzung ein Metall- oder Metalloidelementgehalt von mindestens 1 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ausschließlich des Gegenions und jeglichem Kristallisationswasser bereitstellt wird; und

(3) einer Menge an koagulierendem Mittel, das wirksam ist, um zu bewirken, dass das so erhaltene Gemisch verfestigt wird;

b. Kalzinieren des festen Gemischs erhalten in Schritt (a); und

c. Gewinnen des dabei gebildeten metallhaltigen Pulvers, wobei das Pulver eine mittlere Teilchengröße von weniger als 1 Mikrometer besitzt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Pulvers auf Metallbasis, das eine mittlere Teilchengröße von weniger als 1 Mikrometer besitzt, umfassend das Kalzinieren eines verfestigten Gemischs, umfassend:

(1) ein flüssiges hydrophiles organisches Polymer, das ein Polyetherpolyol ist;

(2) eine wässrige Salzlösung, die mindestens ein Metall- oder Metalloidelement enthält und die in einer Menge vorliegt, dass für die Zusammensetzung ein Metall- oder Metalloidelementgehalt von mindestens 1 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ausschließlich des Gegenions und jeglichem Kristallisationswasser bereitstellt wird; und

(3) eine Menge eines koagulierenden Mittels, die wirksam ist, um zu bewirken, dass sich das Gemisch verfestigt.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, worin die wässrige Salzlösung das Metall- oder Metallelement in einer Menge enthält, so dass das Element mindestens 5 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ausschließlich des Gegenions und jeglichem Kristallisationswasser bereitstellt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, worin das feste Gemisch bei einer Temperatur von 300ºC bis 3000ºC kalziniert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, worin das Polyetherpolyol ein Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyol ist, das einen zufällig verteilten Oxyethylen-Gehalt von mindestens 35 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyols besitzt und worin das koagulierende Mittel ein Alkanolamin ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, worin das Polyetherpolyol ein Poly(oxyalkylenoxyethylen)polyol ist, das einen zufällig verteilten Oxyethylen-Gehalt von mindestens 35 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyols besitzt und worin das koagulierende Mittel Ammoniumhydroxid ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, worin das Polyetherpolyol, die Salzlösung und/oder das koagulierende Mittel wie in einem der Ansprüche 2 bis 12 definiert sind.