二氧化硅溶胶及二氧化硅溶胶的制造方法技术

本发明专利技术提供一种耐吸湿性及稳定性优异、且为高纯度，并且在利用于溶剂或树脂时不会引起着色的二氧化硅溶剂。而且，本发明专利技术的二氧化硅溶胶的特征在于，满足下述要件(a)～(c)的高纯度的二氧化硅粒子分散在含有水和/或液状有机介质的介质中，且所述二氧化硅溶胶含有有机碱化合物。(a)通过氮吸附法得到的比表面积为20～500m2/g。(b)二氧化硅粒子单位表面积的吸湿量为0.5mg/m2以下。(c)二氧化硅粒子在其内部实质上不含有机碱化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种高纯度的二氧化硅溶胶及该二氧化硅溶胶的制造方法。
技术介绍
以水玻璃为原料通过中和或离子交换而得到二氧化硅溶胶的方法久为人知。另 外，也已知通过四氯化硅的热分解法，可得到二氧化硅微粉末。作为高纯度的二氧化硅溶胶 的制法，也已知在含有碱性催化剂的醇-水溶液中将烷氧基硅水解的方法。例如也报道了 通过在含有数摩尔/升的氨及数摩尔/升~15摩尔/升的水的醇溶液中添加0. 28摩尔/ 升的硅酸四乙酯进行水解，可得到50~900nm的二氧化硅粒子（例如参照非专利文献1)。 另外，作为二氧化硅溶胶的制造方法，已知有使用氨作为水解催化剂将烷氧基硅 水解的方法。另外，也已知使用有机碱化合物作为水解催化剂将烷氧基硅水解的方法。例 如公开了一种以氢氧化四甲基铵等作为催化剂将硅酸四乙酯水解的二氧化硅溶胶的制造 方法（例如参照专利文献1)。另外，公开了以季铵盐、氨基醇类、吗啉类及哌嗪类作为催化 剂将硅酸四甲酯水解的中性胶体二氧化硅的制造方法（例如参照专利文献2)。 另外，公开了在含有以规定条件得到的二氧化硅粒子的二氧化硅溶胶中添加氨来 控制PH，并进行浓缩的二氧化硅溶胶的制造方法（例如参照专利文献3)。另外，公开了在 含有以规定条件制造的二氧化硅粒子的胶体二氧化硅组合物中添加四乙基氢氧化铵来调 节氢离子浓度，然后将胶体二氧化硅浓缩的胶体二氧化硅组合物的制造方法（例如参照专 利文献4)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平06-316407号公报 专利文献2 :日本特开2007-153732号公报 专利文献3 :日本特开2005-60219号公报 专利文献4 :日本特开2004-26649号公报 非专利文献 非专利文献1: 一于少*才：7、、*3口4卜'、*7>卜'、*4>夕一7工一只*寸 彳工y只（J.ColloidandInterfaceSci.)第 26 卷（1968 年）第 62 ~69 页
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 然而，在以水玻璃为原料通过中和或离子交换而得到二氧化硅溶胶的方法中，无 法将金属、游离阴离子等杂质完全除去。另外，在四氯化硅的热分解法中，二氧化硅成为凝 聚粒子，即使分散于水或有机介质也无法得到单分散的二氧化硅溶胶。此外，在源自四氯化 硅的氯离子作为杂质残留的情况下，无法得到高纯度的二氧化硅溶胶，其结果，无法用于要 求高纯度的规定的用途，例如电子材料的用途。另外，在非专利文献1中记载的方法中，在二氧化硅粒子内部残留大量的未水解 的烷氧基，因加热或水解而引起醇的脱离。因此，难以得到致密性高的二氧化硅粒子，难以 制造耐吸湿性优异的二氧化硅溶胶。在将该二氧化硅溶胶添加于树脂等的情况下，由于二 氧化硅的吸湿性高，因此，难以得到耐湿性优异的树脂复合物。另外，通过水解使烷氧基脱 离后，在二氧化硅粒子内部有时也残留细孔或硅烷醇基。此时，水分、碱催化剂及醇等吸附 而残留，在使用二氧化硅溶胶作为树脂的填料时，有可能因该碱催化剂等而使树脂的特性 受损。 另外，在使用氨将烷氧基硅水解的方法中，有时在得到的二氧化硅溶胶中残留大 量氨。因此，在利用二氧化硅溶胶作为有机溶剂分散溶胶或树脂添加剂时，存在氨与有机溶 剂或树脂成分发生反应，溶胶或树脂着色的问题。虽然也考虑将氨完全除去，但这样则容易 使二氧化硅溶胶偏酸性而变得不稳定。另外，在专利文献1及2中记载的以有机碱化合物作为水解催化剂的方法中，若在 二氧化硅粒子的生长过程中在内部摄入大量有机碱化合物，则在利用二氧化硅溶胶作为有 机溶剂分散溶胶或树脂添加剂时，存在因加热等使溶胶或树脂着色的问题。另外，由于粒子 内部所摄入的碱物质，二氧化硅的负带电被中和，存在在中性域的稳定性降低的问题。 另外，在专利文献3及4中记载的方法中，难以制造致密性高的二氧化硅粒子。因 此，无法得到低吸湿性优异的二氧化硅粒子，难以得到耐吸湿性优异的二氧化硅溶胶。另 外，以该方法得到的粒径数十nm以下的微粒在粒子生长过程中容易产生粒子的凝聚，存在 难以得到以球状高度分散的溶胶的课题。 鉴于这样的情况，本专利技术的目的在于提供一种耐吸湿性及稳定性优异且为高纯 度，并且在利用于溶剂或树脂时不会引起着色的二氧化硅溶胶、及该二氧化硅溶胶的制造 方法。 用于解决课题的手段 解决上述课题的本专利技术的实施方式的特征在于，满足下述要件（a)~（c)的高纯 度的二氧化娃粒子分散在含有水和/或液状有机介质的介质中，且二氧化娃溶胶含有有机 碱化合物。 (a)通过氮吸附法得到的比表面积为20~500m2/g。 (b)所述二氧化硅粒子的单位表面积的吸湿量为0. 5mg/m2以下。 (c)所述二氧化硅粒子在其内部实质上不含所述有机碱化合物。 另外，所述二氧化硅粒子优选通过将烷氧基硅水解的方法而得到。 另外，所述二氧化硅粒子，在将通过所述氮吸附法得到的所述比表面积设为S(m2/ g)、将通过动态光散射法得到的所述介质中的平均分散粒径设为D2 (nm)时，优选满足下述 式。 D2XS彡 6800 另外，相对于所述二氧化硅粒子，所述有机碱化合物的含量优选为0.001~ 0·5mmol/g〇 另外，所述有机碱化合物在该有机碱化合物的1分子内优选具有1个氮原子，且为 选自仲胺、叔胺及氢氧化季铵中的至少1种的化合物。 另外，所述烷氧基硅优选为选自硅酸四甲酯（TM0S)、硅酸四乙酯（TE0S)、硅酸甲 基三乙酯、硅酸二甲基二乙酯、三甲基乙基硅酸酯、及烷基的碳原子数为1~2的三烷基硅 酸酯中的至少1种的化合物。 另外，解决上述课题的本专利技术的另一实施方式的特征在于，包含下述工序（A)、工 序⑶及工序（C): 工序（A):准备60°C以上的介质，所述介质含有水和/或亲水性有机溶剂，且含有 60质量％以上的水、和相对于每1L所述介质为0. 005~1. 0摩尔的氨； 工序（B):在所述介质中连续地或间歇地添加烷氧基硅，一边维持下述条件（1)~ (3)，一边生成二氧化硅粒子，所述烷氧基硅的量使所述氨相对于烷氧基硅的总添加量的摩 尔比即N/Si成为0.01~1.0， (1)反应过程中的所述N/Si摩尔比为0. 01以上， (2)所述介质中的水分为60质量％以上， (3)所述介质的温度为60°C以上； 工序（C):在工序（B)中得到的分散有所述二氧化硅粒子的所述介质中添加二氧 化硅溶胶有机碱化合物，然后从所述介质中除去所述氨的一部分或全部。 另外，在所述工序（C)中，为了在生成所述二氧化硅粒子之后将所述氨的一部分 或全部除去，优选将所述反应介质加热至该反应介质的沸点以上。 专利技术效果 根据本专利技术，可提供一种耐吸湿性及稳定性优异、且为高纯度，并且在利用于溶剂 或树脂时不会引起着色的二氧化硅溶胶。 根据本专利技术，可提供一种耐吸湿性及稳定性优异、且为高纯度，并且在利用于溶剂 或树脂时不会引起着色的二氧化硅溶胶的制造方法。【具体实施方式】 本实施方式的二氧化硅溶胶，满足下述要件（a)~（c)的高纯度的二氧化硅粒子 分散于含有水和/或液状有机介质的介质，且二氧化娃溶胶含有有机碱化合物。 (a)通过氮吸附法得到的比表面积为20~500m2/g。 (b)二氧化硅粒子的单位表面积的吸湿量为0· 5mg/m2以下。 (c)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化硅溶胶，其特征在于，满足下述要件(a)～(c)的高纯度二氧化硅粒子分散在含有水和/或液状有机介质的介质中，且所述二氧化硅溶胶含有有机碱化合物，(a)通过氮吸附法得到的比表面积为20～500m2/g；(b)所述二氧化硅粒子单位表面积的吸湿量为0.5mg/m2以下；(c)所述二氧化硅粒子在其内部实质上不含所述有机碱化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉武桂子，末村尚彦，岛田惠，菊永一太郎，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP