多孔质二氧化硅形成用涂布液制造技术

本发明专利技术涉及一种多孔质二氧化硅形成用涂布液，其特征为：较佳含有烷氧基硅烷化合物的部分水解缩合物、界面活性剂、和有机两性电解质，且其金属含量为５０ｐｐｂ或其以下。以往的多孔质二氧化硅形成用涂布液，一旦保存期间变长，就会有所得到的多孔质二氧化硅膜的细孔的排列规则性变低的情形。与此相反，若根据本发明专利技术的多孔质二氧化硅形成用涂布液，则可提供一种具有优良的保存稳定性的涂布液。即，所得到的多孔质二氧化硅的性能不易受到上述涂布液的保存期间的影响。因此，期望能贡献于稳定地生产一种多孔质二氧化硅，即使将其暴露于电场，也不会引起电容、电压的偏移，并且具有规则排列的均匀的细孔，可适合用作为光功能材料或电子功能材料的多孔质二氧化硅膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔质二氧化硅形成用涂布液
本专利技术是关于用于形成可使用于光功能材料、电子功能材料等的多孔质二氧化硅或其膜的多孔质二氧化硅形成用涂布液。
技术介绍
近年来已开发出具有均匀的细孔(细孔径为2至50纳米)的多孔质无机化合物。该多孔质无机化合物，与以往所使用的沸石等的氧化物相比较，由于具有大的细孔且细孔容积及表面积大，因此正在研讨在催化剂载体、分离吸附剂、燃料电池、传感器等方面的利用。关于如上所述的具有均匀细孔的多孔质材料的制造方法，采用了利用有机化合物控制无机化合物的结构的方法已受到注目。尤其是已知利用通过有机化合物与无机化合物的相互作用所引起的协同性组织化(自组织化)所形成的具有均匀细孔的氧化物，与以往的沸石等相比较，则具有大的细孔容积、表面积。利用有机化合物与无机化合物的相互作用所引起的协同性自组织化制造具有均匀细孔的多孔质材料的方法，例如曾揭示于PCT专利WO91/11390中。具体而言，其揭示了一种通过在密闭的耐热性容器内进行水热合成由硅凝胶与界面活性剂所构成的前驱体溶液以制造多孔质二氧化硅的方法。另外，在Bull.Chem.Soc.Jp.，63，988(1990)中，记载了一种通过将属于层状硅酸盐的一种的水硅钠石(Kanamite)与界面活性剂的离子交换来制造的方法。为使如上的具有均匀细孔的多孔质材料使用于光功能材料、电子功能材料等方面，近年来则有将其形态作成为膜状的报告。例如在Nature，379，703(1996)，和J.Am.Chem.Soc.，121，7618(1999)等中记载了，将基板浸渍于由烷氧基硅烷类的缩合物与界面活性剂所构成的-->溶胶液中，使具有均匀的细孔的多孔质二氧化硅在该基板表面析出而形成膜的方法。此外，在Chem.Commun.，1149(1996)，Supramolecular Science，5，247(1998)，Adv.Mater.，10，1280(1998)，Nature，389，364(1997)，以及Nature，398，223(1999)等中记载了，将烷氧基硅烷类的缩合物与界面活性剂混合于有机溶剂中得到涂布液，将该涂布液涂布于基板上，接着使有机溶剂蒸发而在基板上形成膜的方法。在将这些具有均匀的细孔的多孔质膜用作为集成电路的低介电系数绝缘膜，需要严格地除去如钠或钾的碱金属等的金属离子。这是因为，这些带正电的离子，一旦被暴露于电场则容易移动，则由被施加正偏压的膜向被施加负偏压的膜漂移，引起电容电压偏移。因此，为了制得适合使用于光功能材料、电子功能材料的绝缘膜的多孔质膜，要求在供调制多孔质膜所使用的涂布液中，不得含有属于杂质的金属。换言之，为了调制像这样的涂布液，必须从用作原料的界面活性剂或有机溶剂等中，去除属于杂质的金属。然而，若由涂布液除去碱金属离子等的金属离子，则造成涂布液中二氧化硅低聚物的ζ电位(Zeta电位)产生变化，使得二氧化硅低聚物与界面活性剂的中间相趋于不稳定。其结果是，自调制涂布液后直至涂布的时间造成细孔的规则性下降的问题。因此，需要一种即使除去金属离子，也能使所制得的多孔质二氧化硅膜的细孔规则性或介电常数与保存时间无关而达到一定的涂布液。为解决该问题，例如，在日本专利特开第2002-26003号公报中记载了，若使用含有四烷基铵盐或四有机铵盐、酸性介质中的有机胺的涂布液，则即使除去金属离子也可制得与保存期间无关的具有均匀细孔的多孔质二氧化硅膜。然而，上述的四烷基铵盐或四有机铵盐、有机胺具有价格昂贵，并且有机胺毒性强这样的问题。-->另外，在Mircroporous and Mespporous materials，35-36，545(2000)中记载了，有机胺侵入界面活性剂内部而影响细孔的均匀性或大小。因此，若将上述日本专利特开平第2002-26003号公报中记载的胺类使用于涂布液时，则有可能导致所制得的多孔质二氧化硅的机械强度等的物性下降。鉴于上述状况，因此要求一种具有如下所述特性的多孔质二氧化硅形成用涂布液：-得到即使被暴露于电场，也不致于引起电容电压偏移的多孔质二氧化硅；-所得到的多孔质二氧化硅的细孔规则性或介电常数、机械强度与其保存期间无关，不会发生变化；-价格便宜；以及-安全性高等。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决解决如上所述的
技术介绍
中所存在的的问题。换言之，其目的是提供一种多孔质二氧化硅形成用涂布液，其能形成可使用于光功能材料、电子功能材料等的实质上不含有金属离子的多孔质膜，所得到的多孔质二氧化硅膜的性能与保存期间无关而达到一定(以下有称为“保存稳定性”的情形)，且具有均匀的细孔。本专利技术的多孔质二氧化硅形成用涂布液，其特征为含有：(A)烷氧基硅烷化合物；(B)界面活性剂；以及(C)有机两性电解质，并且金属含量为50ppb或其以下。形成上述的多孔质二氧化硅形成用涂布液的(C)有机两性电解质，优选为(Cl)氨基酸和/或缩氨酸。本专利技术的多孔质二氧化硅形成用涂布液中的(C)有机两性电解质的含量优选为0.1至6000ppm。形成本专利技术的多孔质二氧化硅形成用涂布液的(A)烷氧基硅烷，优选为(Al)烷氧基硅烷化合物的部分水解缩合物。-->本专利技术的多孔质二氧化硅形成用涂布液，优选以下式所规定的WCR值的范围为0.5～3.0：WCR＝WC/(60.09×MSi)                              (式1)〔其中，WC代表(B)界面活性剂的质量(单位：克)；MSi代表(A)烷氧基硅烷化合物以硅计的摩尔数。〕。附图说明图1表示多孔质二氧化硅形成用涂布液的保存时间与使用该涂布液得到的多孔质二氧化硅膜的X射线衍射测定结果的关系图。图2表示多孔质二氧化硅形成用涂布液的保存时间与使用该涂布液所得到的多孔质二氧化硅膜的相对介电常数测定结果的关系图。具体实施方式以下，就本专利技术的具有优良的保存稳定性的多孔质二氧化硅形成用涂布液进行具体说明。另外，在本专利技术中，所谓“液体”被使用时包括溶液、悬浊液、乳化液等的意义。〔多孔质二氧化硅形成用涂布液〕本专利技术的多孔质二氧化硅形成用涂布液(以下也称为“涂布液”)，含有(A)烷氧基硅烷化合物，(B)界面活性剂，以及(C)有机两性电解质。上述的(A)烷氧基硅烷化合物、(B)界面活性剂，可在无限制下使用以往用于多孔质二氧化硅形成用涂布液中的烷氧基硅烷化合物、界面活性剂，而不含后述的(C)有机两性电解质或有机胺化合物。制得如上所述的涂布液的优选方法，可举出将(A)烷氧基硅烷化合物、(B)界面活性剂、酸催化剂、水、有机溶剂以及(C)有机两性电解质混合，使(A)烷氧基硅烷化合物部分水解、脱水缩合的方法。只要不违反本专利技术的目的，也可使上述以外的其它成份包含于上述涂布液中。例如，酰胺化合物等由于在形成多孔质二氧化硅膜时也能提高膜的平滑性，因此被优选使用。为了得到不致于引起电容电压偏移的多孔质二氧化硅，本专利技术涂布液的金属含量必须为50ppb或其以下。本专利技术的涂布液，在用以形成多孔质二氧化硅膜时，在晶片等的基板上以旋涂法或浸涂法等的方法进行涂布时，优选维持可形成膜程度的流动性。-->并且，不形成会影响到膜平滑性的局部缩合的凝胶状粒子的状态的液体也是优选的状态。在本专利技术中所谓“涂布液的金属含量”，表示碱金属离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔质二氧化硅形成用涂布液，其特征为：含有（Ａ）烷氧基硅烷化合物，（Ｂ）界面活性剂，以及（Ｃ）有机两性电解质；其金属含量为５０ｐｐｂ或其以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-4-24 120339/20031.一种多孔质二氧化硅形成用涂布液，其特征为：含有(A)烷氧基硅烷化合物，(B)界面活性剂，以及(C)有机两性电解质；其金属含量为50ppb或其以下。2.如权利要求1所述的多孔质二氧化硅形成用涂布液，其特征为该(C)有机两性电解质为(Cl)氨基酸和/或缩氨酸。3.如权利要求1所述的多孔质二氧化硅形成用涂布液，其特征为该(C)有机两性电解质在该多...

【专利技术属性】
技术研发人员：大池俊辅，高村一夫，村上雅美，洼田武司，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]