JPH0524857B2 - - Google Patents
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- JPH0524857B2 JPH0524857B2 JP63065807A JP6580788A JPH0524857B2 JP H0524857 B2 JPH0524857 B2 JP H0524857B2 JP 63065807 A JP63065807 A JP 63065807A JP 6580788 A JP6580788 A JP 6580788A JP H0524857 B2 JPH0524857 B2 JP H0524857B2
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- spherical silica
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/126—Preparation of silica of undetermined type
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
本発明は粒子径が非常に揃つた比表面積の大き
い多孔質球状シリカ微粒子の製造法に関するもの
である。該微粒子は吸着剤、触媒、滑り性向上
剤、固体潤滑剤、光拡散剤、撥水剤、増粘剤、消
泡剤、塗料、ゴム、樹脂及び紙の充填剤、クロマ
トグラフのカラム充填剤や化粧品等として有用で
ある。 [従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点] 従来、アルカリ金属ケイ酸塩を酸で中和して得
られた粒子またはアルコキシシラン等の加水分解
可能なオルガノシリコン化合物を水、アンモニ
ア、アルコールの混合溶液中で加水分解、縮合し
て得られた球状シリカ水和物微粒子を噴霧乾燥等
により造粒後、焼成・分級して所望の粒子径の多
孔質球状シリカ微粒子を得る方法が知られてい
る。また、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液またはア
ルカリ金属ケイ酸塩と有機基がその炭素原子を介
して直接結合するケイ素原子を有する加水分解性
オルガノシリコン化合物との混合水溶液を非極性
有機溶媒中に懸濁させ、これを酸性水溶液中に添
加することにより多孔質球状シリカ微粒子を得る
方法も開示されている(特公昭59−15083号公報、
特開昭61−227913号公報)。しかしながらこれら
の方法で得られる微粒子の粒度分布は広く、所望
の粒子径を有する多孔質球状シリカ微粒子を得る
には分級しなければらず、生産性及び経済性に問
題があつた。 一方、加水分解可能なオルガノシリコン化合物
を加水分解、縮合して多孔質球状シリカ微粒子が
得られることが報告されている。例えばテトラエ
トキシシランをアンモニア性含水アルコール溶液
中で加水分解、縮合する方法(特開昭62−72514
号公報)、あるいはテトラエトキシシランとビニ
ルトリエトキシシランの混合物を加水分解、縮合
する方法(第6回無機高分子討論会予稿集、第66
〜67頁、1987年)がある。 しかし、本発明者らが上述した公知方法につい
て詳細に検討したところ、該粒子を低温で乾燥し
たものは確かに高表面積で多孔質ではあるが、そ
れを150℃以上の温度で加熱処理すると急激に表
面積が低下し、それと同時に多孔質性が失われる
ことが知見された。すなわち上述した公知技術で
は耐熱性のある安定な多孔質球状シリカ微粒子が
得られないという問題がある。 [問題点を解決するための手段] 本発明者らは、上記した従来法における問題点
を解決し、粒子径が非常に揃つた、比表面積が大
きくかつ耐熱性のある多孔質球状シリカ微粒子を
再現性よく安価に製造する方法について鋭意研究
を重ねた結果、球状シリカ水和物微粒子のシラノ
ール基を常圧における沸点が120℃以上のアルコ
ール(以下アルコール(A)と称する)と結合せしめ
た後乾燥または焼成することにより、かかる多孔
質球状シリカ微粒子が得られることを見出し、本
発明を提案するに至つたものである。即ち本発明
は、加水分解可能なシリコン化合物を水を含む有
機性溶液中で加水分解、縮合して球状シリカ水和
物微粒子を形成せしめ、該球状シリカ水和物微粒
子を乾燥および/または焼成して球状シリカ微粒
子を製造する方法において、乾燥および/または
焼成する以前に、該球状シリカ水和物微粒子を常
圧における沸点が120℃以上のアルコールの存在
下に加熱して該アルコールと結合せしめた後、該
乾燥および/または焼成を200℃〜1000℃の温度
ですることを特徴とする平均組成が一般式() RoSiO4-o/2 (但し、Rは直接ケイ素原子に結合する炭素原
子を有する有機基の平均組成を示し、nは0〜1
の範囲の数をそれぞれ表わす。) で表わされる多孔質球状シリカ微粒子の製造法で
ある。 なお、本発明でいうシリカとは、ケイ素原子が
主に酸素原子との結合を介して3次元のネツトワ
ークを構成したシリコンの含酸素化合物と定義さ
れ、一般式()で示される如く、その中のケイ
素原子に部分的に直接有機基(R)が結合してい
る場合も含まれる。また本発明で言う多孔質と
は、S×d×〓>30 (但し、SはBET法により測定した粒子の非
表面積(m2/g)、dは電子顕微鏡観察により測
定した数平均粒子径(m)、〓は粒子の密度
(g/m3)をそれぞれ表わす。) なる関係を満足するものである。参考までに粒子
表面に凹凸がなく平滑であり、かつ空隙のない非
孔質の真球状微粒子では、S×d×〓=6の関係
がある。以下に本発明の方法を詳しく説明する。 本発明の多孔質球状シリカ微粒子を製造するた
めの原料である加水分解可能なシリコン化合物と
は、加水分解して水和物を形成しうるものであれ
ば特に限定されないが、工業的に入手し易く安価
なものとして、一般式() R′nSiX4-n (但し、R′は置換基を有していてもよい炭素
数10までのアルキル基、アリール基、不飽和脂肪
族残基からなる群から選ばれる少なくとも一種の
基、Xは水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アル
コキシ基、アシロキシ基からなる群から選ばれる
少なくとも一種の基、mは0〜3の範囲の整数を
それぞれ表わす。) で示されるシラン化合物およびその誘導体が好ま
しく用いられる。これらの具体例としては、テト
ラクロロシラン、メチルトリクロロシラン、フエ
ニルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラ
ン、ジフエニルジクロロシラン、メチルビニルジ
クロロシラン、トリメチルクロロシラン、メチル
ジフエニルクロロシラン等のクロロシラン化合
物、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキ
シシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシ
ラン、メチルトリメトキシシラン、トリメトキシ
ビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、3−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−
クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、3−(2−ア
ミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラ
ン、フエニルトリメトキシシラン、フエニルトリ
エトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジ
メトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラ
ン、ジエトキシ−3−グリシドキシプロピルメチ
ルシラン、3−クロロプロピルジメトキシメチル
シラン、ジメトキシジフエニルシラン、ジメトキ
シジメチルフエニルシラン、トリメチルメトキシ
シラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルエ
トキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、等
のアルコキシシラン化合物、テトラアセトキシシ
ラン、メチルトリアセトキシシラン、フエニルト
リアセトキシシラン、ジアセトキシジメチルシラ
ン、ジアセトキシメチルシラン、アセトキシトリ
メチルシラン等のアシロキシシラン化合物、ジフ
エニルシランジオール、トリメチルシラノール等
のシラノール化合物等が挙げられる。この中でア
ルコキシシラン化合物が原料として入手し易く、
微粒子子とした時にハロゲン等の混入が無く好ま
しい。中でもメトキシシラン化合物及び/又はそ
の誘導体を主原料とする場合、得られる多孔質球
状シリカ微粒子の比表面積は著しく増大してS×
d×〓>100にも達するような多孔質性を示し、
特に好ましい原料である。また他の加水分解可能
なシリコン化合物としては、上述したシラン化合
物の誘導体がある。一例として一部の加水分解性
基(X)がカルボキシル基、〓−ジカルボニル基
など、キレート化合物を形成しうる基で置換され
た化合物、あるいはこれらシラン化合物またはキ
レート化合物を部分的に加水分解して得られる低
縮合物がある。更には、球状シリカ微粒子は上記
した一般式()で示されるシラン化合物及び/
又はその誘導体を主原料とするものであるが、そ
れ以外に一般式()の化合物にナトリウム、カ
リウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、
カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ホウ
素、アルミニウム、ガリウム、インジウムなどの
有機金属化合物または無機塩を共存せしめたもの
を原料としてもよい。この場合、シリコンの割合
を原子比で70%以上とするのが好ましい。以上述
べたような加水分解可能なシリコン化合物は一種
単独で、又は二種以上を混合して原料として使用
することができる。但し、一般式()における
mが2又は3で示されるシラン化合物及び/又は
その誘導体のみを原料として用いる場合には本発
明の球状シリカ微粒子は得られない。 上記した原料の加水分解可能なシリコン化合物
は水を含む有機性溶液中で加水分解、縮合され
る。加水分解は一括、分割、連続など任意の方法
をとることができる。加水分解させるにあたり、
アンモニア、尿素、エタノールアミン、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド等の触媒を
用いてもよい。ここ有機性溶液とは、原料のシリ
コン化合物を溶解しうる有機溶剤に水や触媒が完
全に溶解しているか、又は水や触媒がミセルとし
て有機溶剤中に均一に分散した溶液をいう。該有
機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブ
タノール、ペンタノール、エチレングリコール、
プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール
等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケト
ン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、イ
ソオクタン、シクロヘキサン等の(シクロ)パラ
フイン類、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエ
ーテル類、ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物
等が単独で又は混合して用いられる。水や触媒と
相溶しない有機溶剤の場合はそれらに界面活性剤
を添加して均一なミセルにしても良い。 原料のシリコン化合物を加水分解、縮合するに
際して、存在させる水や触媒の量は粒子の形状や
粒子径、分散状態に影響を及ぼすので好ましい量
に制御する必要があるが、有機性溶液における水
や触媒の濃度を各々0.1〜50モル/リツトル、0
〜10モル/リツトルの範囲で調整することが好ま
しい。これらは原料シリコン化合物の添加に応じ
て分割して添加することもできる。 加水分解、縮合は、例えば上記した原料の加水
分解可能なシリコン化合物またはその有機溶剤溶
液を上記有機性溶液に添加し、0〜100℃、好ま
しくは0〜70℃の範囲で30分〜100時間撹拌する
ことによつて行われる。 このようにして原料の加水分解可能なシリコン
化合物を水を含む有機性溶液中で適切な条件の下
で加水分解、縮合させることにより、球形でしか
も粒度分布の非常にシヤープな水和物微粒子とし
て析出し懸濁体となる。 次いでこのようにして生成した球状シリカ水和
物微粒子を常圧における沸点が120℃以上のアル
コール(A)の存在下に加熱し、該微粒子表面のシラ
ノール基とアルコール(A)とを結合せしめる。また
は、シリコン化合物を加水分解、縮合させる段階
からアルコール(A)を存在させて、シリコン化合物
を加水分解、縮合させて球状シリカ水和物微粒子
を生成せしめるとともに該球状シリカ水和物微粒
子にアルコール(A)を結合せしめて行つてもよい。 好ましいアルコール(A)の例としては、水と任意
の割合で溶解する炭素数が5個以上の一価アルコ
ール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコールなどの二価アルコー
ル、グリセリンなどの多価アルコール、ポリエチ
レングリコールやポリビニルアルコールなどの高
分子アルコールが挙げられる。さらにアミノ基や
カルボキシル基などの官能基を有する常圧におけ
る沸点が120℃以上のアルコールも使用できる。
常圧における沸点が120℃未満のアルコールでは
多孔質性に対する効果は小さい。また、アルコー
ル(A)の沸点が高いほど結合アルコール(A)量が少量
で高比表面積を有する多孔質球状シリカ微粒子を
得ることができる。更に、沸点が同じ程度でも一
価アルコールより二価アルコール、さらに二価ア
ルコールより多価アルコールの方が添加量が少量
で比表面積が大きい多孔質球状シリカ微粒子を生
成することができ、特にエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコールなどの二価アルコール、グ
リセリンなどの多価アルコールはその効果が大き
く、かつ安価で工業的に入手し易いので好適に用
いられる。 アルコール(A)の量は、球状シリカ水和物微粒子
にアルコール(A)が結合できる程度の量を用いれば
良いが、好ましくは球状シリカ水和物微粒子を
200℃で乾燥した重量1gに対しアルコール(A)を1
ミリモル以上、より好ましくは10ミリモル以上が
必要である。 シリカ水和物微粒子表面にアルコール(A)を結合
せしめるには種々の方法がとりうる。例えば (1) 水和物微粒子の有機性溶液懸濁体より該微粒
子を遠心分離、濾過等によつて分離した後、該
微粒子にアルコール(A)を十分含浸させ加熱する
方法。 (2) 有機性溶液懸濁体又はその濃縮液にアルコー
ル(A)を添加した後該微粒子を分離して加熱する
方法。 (3) 有機性溶液懸濁体又はその濃縮液中の有機性
溶液の一部又は全部をアルコール(A)に加熱下溶
媒置換して、溶媒置換と加熱を兼ねる方法。 (4) 有機性溶液懸濁体又はその濃縮液中の有機性
溶液の一部又は全部をアルコール(A)に溶媒置換
した後加熱する方法。 等がとりうるが上記方法に限定されることはな
い。 加熱処理は好ましくは50℃以上の温度で行う。 そうすることにより、アルコール(A)の結合量が
球状シリカ和物微粒子を200℃で乾燥したときの
重量1gに対し0.1ミリモル以上、好ましくは0.3ミ
リモル以上となるようにすることができ、高比表
面積を有し、耐熱性があり、かつS×d×〓>
100にも達する多孔質球状シリカ微粒子を得るこ
とができる。加熱処理は更に好ましくは100℃以
上、その操作圧力下でのアルコール(A)の沸点以下
の温度で行う。また、加熱処理は減圧、常圧、加
圧のいずれでも良く、有機性溶液の蒸発留去を伴
つても良い。 このようにして球状シリカ水和物微粒子をアル
コール(A)と結合せしめるが、少なくとも水和物微
粒子のシラノール基が脱水縮合を起こしうる時点
において該粒子表面にアルコール(A)を存在させる
ことが重要である。そうすることによりシラノー
ル基とアルコール(A)との結合反応が起こりシラノ
ール基どうしの脱水縮合が抑えられるものと考え
られる。もしアルコール(A)を結合させずに加熱処
理を施すならば、微粒子表面のシラノール基の脱
水縮合が容易に進行し比表面積が急激に低下し同
時に多孔質性が消失する。 次いで得られたアルコール(A)を結合せしめた球
状シリカ微粒子をシリカ微粒子を200℃以上1000
℃以下の温度で、好ましくは結合したアルコール
(A)が分解する温度以上1000℃以下の温度で、乾燥
および/または焼成することにより多孔質球状シ
リカ微粒子を得る。アルコール(A)の結合分解温度
はアルコール(A)によつて、また焼成雰囲気によつ
て変化するが200℃以上は必要である。分解が不
完全だとアルコール(A)の炭化物が残存し、細孔を
塞いで比表面積が小さくなるので十分に分解する
方が望ましい。結合したアルコール(A)分解温度は
示差熱分析等により容易に調べることができる。
アルコール(A)を結合せしめた球状シリカ微粒子が
アルコール(A)を含む懸濁体の場合には濾過、遠心
分離、減圧濃縮等を行つて単離した後、又は単離
すると同時に焼成する。また、アルコール(A)を結
合せしめた球状シリカ微粒子が粉体の場合にはそ
のまま焼成する。 [発明の効果] 本発明によれば、加水分解可能なシリコン化合
物を水を含む有機性溶液中で加水分解、縮合する
ことによつて得られた球状シリカ水和物微粒子に
特定のアルコール(A)を結合せしめるという極めて
簡単な手段によつて、粒度分布がシヤープであ
り、高比表面積を有し、しかも乾燥及び/又は焼
成を施しても多孔質性が消失しない耐熱性のある
多孔質球状シリカ微粒子を得ることができる。 [実施例] 以下、実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例によつて限定さ
れるものではない。なお、多孔質球状シリカ微粒
子の形状、平均粒子径、標準偏差値、比表面積、
真比重、結合アルコール(A)量及び結合有機基量は
下記の方法により分析・評価した。 ・ 粒子形状 5万倍の電子顕微鏡観察により判定した。 ・ 平均粒子径及び標準偏差値 5万倍の電子顕微鏡撮影像の任意の粒子300個
の粒子径を実測して下記の式より求めた。 標準偏差値=d+〓o-1/d ・ 比表面積(Sの測定) BET法により比表面積を測定した。 ・ 真比重(〓の測定) 島津製オートピクノメーター1320を使用して真
比重を測定した。 ・ 結合有機基量(nの測定) アルコール(A)とシラノール基を結合せしめた後
の懸濁体または、アルコール(A)性懸濁体の一部を
50℃にて真空乾燥し、溶媒などの揮発成分を完全
に除去して微粒子の粉体試料を得る。得られた粉
体試料約5gを精秤し、0.05N−水酸化ナトリウム
水溶液250ミリリツトルに添加し、室温で10時間
撹拌を続ける。これにより微粒子中の加水分解性
基は全て加水分解されて水溶液に抽出される。該
懸濁液中の微粒子を超遠心分離により分離、水洗
をくり返し行つた後200℃で5時間乾燥した微粒
子粉末試料について元素分析により全炭素含量を
測定し、原料に用いたR′nSiX4-nのm個のR′の平
均炭素数より一般式()中のRを計算した上で
nを求めた。また一方でFT−IRにより粒子中の
い多孔質球状シリカ微粒子の製造法に関するもの
である。該微粒子は吸着剤、触媒、滑り性向上
剤、固体潤滑剤、光拡散剤、撥水剤、増粘剤、消
泡剤、塗料、ゴム、樹脂及び紙の充填剤、クロマ
トグラフのカラム充填剤や化粧品等として有用で
ある。 [従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点] 従来、アルカリ金属ケイ酸塩を酸で中和して得
られた粒子またはアルコキシシラン等の加水分解
可能なオルガノシリコン化合物を水、アンモニ
ア、アルコールの混合溶液中で加水分解、縮合し
て得られた球状シリカ水和物微粒子を噴霧乾燥等
により造粒後、焼成・分級して所望の粒子径の多
孔質球状シリカ微粒子を得る方法が知られてい
る。また、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液またはア
ルカリ金属ケイ酸塩と有機基がその炭素原子を介
して直接結合するケイ素原子を有する加水分解性
オルガノシリコン化合物との混合水溶液を非極性
有機溶媒中に懸濁させ、これを酸性水溶液中に添
加することにより多孔質球状シリカ微粒子を得る
方法も開示されている(特公昭59−15083号公報、
特開昭61−227913号公報)。しかしながらこれら
の方法で得られる微粒子の粒度分布は広く、所望
の粒子径を有する多孔質球状シリカ微粒子を得る
には分級しなければらず、生産性及び経済性に問
題があつた。 一方、加水分解可能なオルガノシリコン化合物
を加水分解、縮合して多孔質球状シリカ微粒子が
得られることが報告されている。例えばテトラエ
トキシシランをアンモニア性含水アルコール溶液
中で加水分解、縮合する方法(特開昭62−72514
号公報)、あるいはテトラエトキシシランとビニ
ルトリエトキシシランの混合物を加水分解、縮合
する方法(第6回無機高分子討論会予稿集、第66
〜67頁、1987年)がある。 しかし、本発明者らが上述した公知方法につい
て詳細に検討したところ、該粒子を低温で乾燥し
たものは確かに高表面積で多孔質ではあるが、そ
れを150℃以上の温度で加熱処理すると急激に表
面積が低下し、それと同時に多孔質性が失われる
ことが知見された。すなわち上述した公知技術で
は耐熱性のある安定な多孔質球状シリカ微粒子が
得られないという問題がある。 [問題点を解決するための手段] 本発明者らは、上記した従来法における問題点
を解決し、粒子径が非常に揃つた、比表面積が大
きくかつ耐熱性のある多孔質球状シリカ微粒子を
再現性よく安価に製造する方法について鋭意研究
を重ねた結果、球状シリカ水和物微粒子のシラノ
ール基を常圧における沸点が120℃以上のアルコ
ール(以下アルコール(A)と称する)と結合せしめ
た後乾燥または焼成することにより、かかる多孔
質球状シリカ微粒子が得られることを見出し、本
発明を提案するに至つたものである。即ち本発明
は、加水分解可能なシリコン化合物を水を含む有
機性溶液中で加水分解、縮合して球状シリカ水和
物微粒子を形成せしめ、該球状シリカ水和物微粒
子を乾燥および/または焼成して球状シリカ微粒
子を製造する方法において、乾燥および/または
焼成する以前に、該球状シリカ水和物微粒子を常
圧における沸点が120℃以上のアルコールの存在
下に加熱して該アルコールと結合せしめた後、該
乾燥および/または焼成を200℃〜1000℃の温度
ですることを特徴とする平均組成が一般式() RoSiO4-o/2 (但し、Rは直接ケイ素原子に結合する炭素原
子を有する有機基の平均組成を示し、nは0〜1
の範囲の数をそれぞれ表わす。) で表わされる多孔質球状シリカ微粒子の製造法で
ある。 なお、本発明でいうシリカとは、ケイ素原子が
主に酸素原子との結合を介して3次元のネツトワ
ークを構成したシリコンの含酸素化合物と定義さ
れ、一般式()で示される如く、その中のケイ
素原子に部分的に直接有機基(R)が結合してい
る場合も含まれる。また本発明で言う多孔質と
は、S×d×〓>30 (但し、SはBET法により測定した粒子の非
表面積(m2/g)、dは電子顕微鏡観察により測
定した数平均粒子径(m)、〓は粒子の密度
(g/m3)をそれぞれ表わす。) なる関係を満足するものである。参考までに粒子
表面に凹凸がなく平滑であり、かつ空隙のない非
孔質の真球状微粒子では、S×d×〓=6の関係
がある。以下に本発明の方法を詳しく説明する。 本発明の多孔質球状シリカ微粒子を製造するた
めの原料である加水分解可能なシリコン化合物と
は、加水分解して水和物を形成しうるものであれ
ば特に限定されないが、工業的に入手し易く安価
なものとして、一般式() R′nSiX4-n (但し、R′は置換基を有していてもよい炭素
数10までのアルキル基、アリール基、不飽和脂肪
族残基からなる群から選ばれる少なくとも一種の
基、Xは水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アル
コキシ基、アシロキシ基からなる群から選ばれる
少なくとも一種の基、mは0〜3の範囲の整数を
それぞれ表わす。) で示されるシラン化合物およびその誘導体が好ま
しく用いられる。これらの具体例としては、テト
ラクロロシラン、メチルトリクロロシラン、フエ
ニルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラ
ン、ジフエニルジクロロシラン、メチルビニルジ
クロロシラン、トリメチルクロロシラン、メチル
ジフエニルクロロシラン等のクロロシラン化合
物、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキ
シシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシ
ラン、メチルトリメトキシシラン、トリメトキシ
ビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、3−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−
クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、3−(2−ア
ミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラ
ン、フエニルトリメトキシシラン、フエニルトリ
エトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジ
メトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラ
ン、ジエトキシ−3−グリシドキシプロピルメチ
ルシラン、3−クロロプロピルジメトキシメチル
シラン、ジメトキシジフエニルシラン、ジメトキ
シジメチルフエニルシラン、トリメチルメトキシ
シラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルエ
トキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、等
のアルコキシシラン化合物、テトラアセトキシシ
ラン、メチルトリアセトキシシラン、フエニルト
リアセトキシシラン、ジアセトキシジメチルシラ
ン、ジアセトキシメチルシラン、アセトキシトリ
メチルシラン等のアシロキシシラン化合物、ジフ
エニルシランジオール、トリメチルシラノール等
のシラノール化合物等が挙げられる。この中でア
ルコキシシラン化合物が原料として入手し易く、
微粒子子とした時にハロゲン等の混入が無く好ま
しい。中でもメトキシシラン化合物及び/又はそ
の誘導体を主原料とする場合、得られる多孔質球
状シリカ微粒子の比表面積は著しく増大してS×
d×〓>100にも達するような多孔質性を示し、
特に好ましい原料である。また他の加水分解可能
なシリコン化合物としては、上述したシラン化合
物の誘導体がある。一例として一部の加水分解性
基(X)がカルボキシル基、〓−ジカルボニル基
など、キレート化合物を形成しうる基で置換され
た化合物、あるいはこれらシラン化合物またはキ
レート化合物を部分的に加水分解して得られる低
縮合物がある。更には、球状シリカ微粒子は上記
した一般式()で示されるシラン化合物及び/
又はその誘導体を主原料とするものであるが、そ
れ以外に一般式()の化合物にナトリウム、カ
リウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、
カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ホウ
素、アルミニウム、ガリウム、インジウムなどの
有機金属化合物または無機塩を共存せしめたもの
を原料としてもよい。この場合、シリコンの割合
を原子比で70%以上とするのが好ましい。以上述
べたような加水分解可能なシリコン化合物は一種
単独で、又は二種以上を混合して原料として使用
することができる。但し、一般式()における
mが2又は3で示されるシラン化合物及び/又は
その誘導体のみを原料として用いる場合には本発
明の球状シリカ微粒子は得られない。 上記した原料の加水分解可能なシリコン化合物
は水を含む有機性溶液中で加水分解、縮合され
る。加水分解は一括、分割、連続など任意の方法
をとることができる。加水分解させるにあたり、
アンモニア、尿素、エタノールアミン、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド等の触媒を
用いてもよい。ここ有機性溶液とは、原料のシリ
コン化合物を溶解しうる有機溶剤に水や触媒が完
全に溶解しているか、又は水や触媒がミセルとし
て有機溶剤中に均一に分散した溶液をいう。該有
機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブ
タノール、ペンタノール、エチレングリコール、
プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール
等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケト
ン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、イ
ソオクタン、シクロヘキサン等の(シクロ)パラ
フイン類、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエ
ーテル類、ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物
等が単独で又は混合して用いられる。水や触媒と
相溶しない有機溶剤の場合はそれらに界面活性剤
を添加して均一なミセルにしても良い。 原料のシリコン化合物を加水分解、縮合するに
際して、存在させる水や触媒の量は粒子の形状や
粒子径、分散状態に影響を及ぼすので好ましい量
に制御する必要があるが、有機性溶液における水
や触媒の濃度を各々0.1〜50モル/リツトル、0
〜10モル/リツトルの範囲で調整することが好ま
しい。これらは原料シリコン化合物の添加に応じ
て分割して添加することもできる。 加水分解、縮合は、例えば上記した原料の加水
分解可能なシリコン化合物またはその有機溶剤溶
液を上記有機性溶液に添加し、0〜100℃、好ま
しくは0〜70℃の範囲で30分〜100時間撹拌する
ことによつて行われる。 このようにして原料の加水分解可能なシリコン
化合物を水を含む有機性溶液中で適切な条件の下
で加水分解、縮合させることにより、球形でしか
も粒度分布の非常にシヤープな水和物微粒子とし
て析出し懸濁体となる。 次いでこのようにして生成した球状シリカ水和
物微粒子を常圧における沸点が120℃以上のアル
コール(A)の存在下に加熱し、該微粒子表面のシラ
ノール基とアルコール(A)とを結合せしめる。また
は、シリコン化合物を加水分解、縮合させる段階
からアルコール(A)を存在させて、シリコン化合物
を加水分解、縮合させて球状シリカ水和物微粒子
を生成せしめるとともに該球状シリカ水和物微粒
子にアルコール(A)を結合せしめて行つてもよい。 好ましいアルコール(A)の例としては、水と任意
の割合で溶解する炭素数が5個以上の一価アルコ
ール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコールなどの二価アルコー
ル、グリセリンなどの多価アルコール、ポリエチ
レングリコールやポリビニルアルコールなどの高
分子アルコールが挙げられる。さらにアミノ基や
カルボキシル基などの官能基を有する常圧におけ
る沸点が120℃以上のアルコールも使用できる。
常圧における沸点が120℃未満のアルコールでは
多孔質性に対する効果は小さい。また、アルコー
ル(A)の沸点が高いほど結合アルコール(A)量が少量
で高比表面積を有する多孔質球状シリカ微粒子を
得ることができる。更に、沸点が同じ程度でも一
価アルコールより二価アルコール、さらに二価ア
ルコールより多価アルコールの方が添加量が少量
で比表面積が大きい多孔質球状シリカ微粒子を生
成することができ、特にエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコールなどの二価アルコール、グ
リセリンなどの多価アルコールはその効果が大き
く、かつ安価で工業的に入手し易いので好適に用
いられる。 アルコール(A)の量は、球状シリカ水和物微粒子
にアルコール(A)が結合できる程度の量を用いれば
良いが、好ましくは球状シリカ水和物微粒子を
200℃で乾燥した重量1gに対しアルコール(A)を1
ミリモル以上、より好ましくは10ミリモル以上が
必要である。 シリカ水和物微粒子表面にアルコール(A)を結合
せしめるには種々の方法がとりうる。例えば (1) 水和物微粒子の有機性溶液懸濁体より該微粒
子を遠心分離、濾過等によつて分離した後、該
微粒子にアルコール(A)を十分含浸させ加熱する
方法。 (2) 有機性溶液懸濁体又はその濃縮液にアルコー
ル(A)を添加した後該微粒子を分離して加熱する
方法。 (3) 有機性溶液懸濁体又はその濃縮液中の有機性
溶液の一部又は全部をアルコール(A)に加熱下溶
媒置換して、溶媒置換と加熱を兼ねる方法。 (4) 有機性溶液懸濁体又はその濃縮液中の有機性
溶液の一部又は全部をアルコール(A)に溶媒置換
した後加熱する方法。 等がとりうるが上記方法に限定されることはな
い。 加熱処理は好ましくは50℃以上の温度で行う。 そうすることにより、アルコール(A)の結合量が
球状シリカ和物微粒子を200℃で乾燥したときの
重量1gに対し0.1ミリモル以上、好ましくは0.3ミ
リモル以上となるようにすることができ、高比表
面積を有し、耐熱性があり、かつS×d×〓>
100にも達する多孔質球状シリカ微粒子を得るこ
とができる。加熱処理は更に好ましくは100℃以
上、その操作圧力下でのアルコール(A)の沸点以下
の温度で行う。また、加熱処理は減圧、常圧、加
圧のいずれでも良く、有機性溶液の蒸発留去を伴
つても良い。 このようにして球状シリカ水和物微粒子をアル
コール(A)と結合せしめるが、少なくとも水和物微
粒子のシラノール基が脱水縮合を起こしうる時点
において該粒子表面にアルコール(A)を存在させる
ことが重要である。そうすることによりシラノー
ル基とアルコール(A)との結合反応が起こりシラノ
ール基どうしの脱水縮合が抑えられるものと考え
られる。もしアルコール(A)を結合させずに加熱処
理を施すならば、微粒子表面のシラノール基の脱
水縮合が容易に進行し比表面積が急激に低下し同
時に多孔質性が消失する。 次いで得られたアルコール(A)を結合せしめた球
状シリカ微粒子をシリカ微粒子を200℃以上1000
℃以下の温度で、好ましくは結合したアルコール
(A)が分解する温度以上1000℃以下の温度で、乾燥
および/または焼成することにより多孔質球状シ
リカ微粒子を得る。アルコール(A)の結合分解温度
はアルコール(A)によつて、また焼成雰囲気によつ
て変化するが200℃以上は必要である。分解が不
完全だとアルコール(A)の炭化物が残存し、細孔を
塞いで比表面積が小さくなるので十分に分解する
方が望ましい。結合したアルコール(A)分解温度は
示差熱分析等により容易に調べることができる。
アルコール(A)を結合せしめた球状シリカ微粒子が
アルコール(A)を含む懸濁体の場合には濾過、遠心
分離、減圧濃縮等を行つて単離した後、又は単離
すると同時に焼成する。また、アルコール(A)を結
合せしめた球状シリカ微粒子が粉体の場合にはそ
のまま焼成する。 [発明の効果] 本発明によれば、加水分解可能なシリコン化合
物を水を含む有機性溶液中で加水分解、縮合する
ことによつて得られた球状シリカ水和物微粒子に
特定のアルコール(A)を結合せしめるという極めて
簡単な手段によつて、粒度分布がシヤープであ
り、高比表面積を有し、しかも乾燥及び/又は焼
成を施しても多孔質性が消失しない耐熱性のある
多孔質球状シリカ微粒子を得ることができる。 [実施例] 以下、実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例によつて限定さ
れるものではない。なお、多孔質球状シリカ微粒
子の形状、平均粒子径、標準偏差値、比表面積、
真比重、結合アルコール(A)量及び結合有機基量は
下記の方法により分析・評価した。 ・ 粒子形状 5万倍の電子顕微鏡観察により判定した。 ・ 平均粒子径及び標準偏差値 5万倍の電子顕微鏡撮影像の任意の粒子300個
の粒子径を実測して下記の式より求めた。 標準偏差値=d+〓o-1/d ・ 比表面積(Sの測定) BET法により比表面積を測定した。 ・ 真比重(〓の測定) 島津製オートピクノメーター1320を使用して真
比重を測定した。 ・ 結合有機基量(nの測定) アルコール(A)とシラノール基を結合せしめた後
の懸濁体または、アルコール(A)性懸濁体の一部を
50℃にて真空乾燥し、溶媒などの揮発成分を完全
に除去して微粒子の粉体試料を得る。得られた粉
体試料約5gを精秤し、0.05N−水酸化ナトリウム
水溶液250ミリリツトルに添加し、室温で10時間
撹拌を続ける。これにより微粒子中の加水分解性
基は全て加水分解されて水溶液に抽出される。該
懸濁液中の微粒子を超遠心分離により分離、水洗
をくり返し行つた後200℃で5時間乾燥した微粒
子粉末試料について元素分析により全炭素含量を
測定し、原料に用いたR′nSiX4-nのm個のR′の平
均炭素数より一般式()中のRを計算した上で
nを求めた。また一方でFT−IRにより粒子中の
【式】の結合についても確認した。
・ 結合アルコール(A)量
結合有機基量の測定の際、加水分解性基が加水
分解されて抽出され水溶液から微粒子を分離した
清澄液中のアルコール(A)量をガスクロマトグラフ
により定量して、200℃で5時間乾燥処理した後
の微粒子1gに対する結合アルコール(A)量を定量
した。 実施例 1 撹拌機、滴下口、温度計を備えた2リツトルの
ガラス製反応器にエタノール707、3g、28%アン
モニア水275.3g、水24.0gを添加して混合した。
該有機性溶液を30±0.5℃に調整し、撹拌しなが
らテトラエトキシシラン134.1gを滴下口より1時
間かけて滴下し、滴下後も1時間撹拌を続け加水
分解、縮合を行い、球状シリカ水和物微粒子(1
−a)の懸濁体を得た。この時の最終溶液全量に
対する各原料の濃度はテトラエトキシシラン0.47
モル/リツトル、水9.01モル/リツトル、アンモ
ニア3.31モル/リツトルであつた。 一方、外部より熱媒加熱しうる撹拌器、滴下
口、温度計および留出ガス出口を備えた1リツト
ルのガラス製蒸発釜と留出ガス出口に続き留出ガ
ス凝縮器、減圧吸引口、凝縮液受け器からなる蒸
発装置の蒸発釜にエチレングリコール300gを仕
込み、撹拌しながら系内を常圧にして熱媒温度を
120℃に設定した。次いで先に得られた懸濁体を
滴下口より連続的に供給し、エタノール、水、ア
ンモニア、及び少量のエチレングリコールを含む
アルコール性溶媒を留出させ懸濁体の供給終了
後、熱媒温度を230℃に設定してエチレングリコ
ールの沸点下で5時間加熱を続け溶媒置換と共に
エチレングリコール結合処理を行い、球状シリカ
微粒子(1−b)のエチレングリコール懸濁体を
得た。次いで駆濁体の一部を採取し結合エチレン
グリコールを定量したた後、エバポレーターを用
いて90℃で減圧濃縮してエチレングリコールを除
去した。得られた粉体を600℃で焼成して、多孔
質球状シリカ微粒子(1)を製造した。その分析結果
を表2に示す。 実施例 2〜4 シラン化合物またはその誘導体の種類、組成
比、有機溶剤の種類、最終溶液全量に対する各原
料の濃度、反応温度、アルコール(A)の種類及び焼
成温度等の反応条件を表1に示した通りにした以
外は実施例1と同様にして多孔質球状シリカ微粒
子(2〜4)を製造した。その分析結果を表2に
示す。 実施例 5 実施例1において得られた球状シリカ微粒子
(1−a)の懸濁体にエチレングリコール200gを
添加し、エバポレーターを用いて減圧せずに濃縮
し、内温が120℃になつたところで1時間加熱を
続けエチレングリコール結合処理を行つた。得ら
れた懸濁体の一部を採取し結合エチレングリコー
ル量を定量した後、80℃で減圧濃縮して液相成分
を除去した。得られた粉体を500℃で焼成して多
孔質球状シリカ微粒子5を製造した。 その分析結果を表2に示す。 実施例 6 実施例1において得られた球状シリカ微粒子
(1−a)の懸濁体を室温で遠心分離により球状
シリカ水和物微粒子(6−a)を単離した。この
時液相成分は完全に除去されず粒子は湿潤してい
た。この球状シリカ水和物微粒子にプロピレング
リコール100g添加し超音波分散した後、エバポ
レーターを用いて70℃で減圧濃縮しプロピレング
リコール結合処理を行い球状シリカ微粒子を得
た。得られた球状シリカ微粒子の一部を採取し結
合プロピレングリコール量を定量した後、残りの
球状シリカ微粒子を400℃で焼成して多孔質球状
シリカ微粒子(6)を製造した。その分析結果を表2
に示す。 実施例 7 撹拌機、滴下口、温度計を備えた2リツトルの
ガラス製反応器にエタノール383.2g、28%アンモ
ニア水275.3g、水24.0g及びエチレングリコール
300gを添加して混合した。該有機性溶液を30±
0.5℃に調整し撹拌しながらテトラエトキシシラ
ン134.1gをエタノール110.0gに希釈した溶液を滴
下口より1時間かけて滴下し、滴下後も1時間撹
拌を続け加水分解、縮合を行い、球状シリカ水和
物微粒子の懸濁体を得た。このときの最終溶液全
量に対する各原料の濃度はテトラエトキシシラン
0.47モル/リツトル、水9.01モル/リツトル、ア
ンモニア3.31モル/リツトル、エチレングリコー
ル3.53モル/リツトルであつた。 次いで該懸濁体を内温が120℃になるまで加熱
して低沸分を留出させると共にエチレングリコー
ル結合処理を行い球状シリカ微粒子のエチレング
リコール性懸濁体を得た。結合エチレングリコー
ル量を定量した後、実施例1と同様にしてエチレ
ングリコールを除去し得られた粉体を600℃で焼
成して多孔質球状シリカ微粒子(7)を製造した。そ
の分析結果を表2に示す。 実施例 8 実施例6において遠心分離により得られた球状
シリカ水和物微粒子(6−a)10gをグリセリン
10g中に添加し、超音波分散した後、磁性ルツボ
に入れ替えた。これを300℃に設定された電気炉
中に入れ、窒素を流しながらグリセリン結合処理
を行い、過剰のグリセリンを除去した。得られた
球状シリカ微粒子の一部を採取し結合グリセリン
量を定量した。残りの球状シリカ微粒子を900℃
で焼成して多孔質球状シリ微粒子(8)を製造した。
その分析結果を表2に示す。 実施例 9 撹拌機、滴下口、温度計を備えた2リツトルの
ガラス製反応器にメタノール933ミリリツトル及
び28%アンモニア水100gを添加した後、さらに
アンモニアガススを吹き込み17gを吸収させて混
合し、アンモニア濃度を調製した。該有機性溶液
を10±0.5℃に調整し、撹拌しながらテトラメト
キシシラン81gおよびフエニルトリメトキシシラ
ン53gの混合物をメタノール133ミリリツトルに
希釈した溶液を滴下口より1時間かけて滴下し、
滴下後内温を50℃まで上げて5時間撹拌を続け熟
成して加水分解、縮合を行い、球状シリカ水和物
粒子の懸濁体を得た。 このときの最終溶液全量に対する各原料の濃度
はテトラメトキシシラン0.40モル/リツトル、フ
エニルトリメトキシシラン0.20モル/リツトル、
水3.0モル/リツトル、アンモニア2.0モル/リツ
トルであつた。 次にアルコール(A)の種類及び焼成温度は表1に
示した通りにした以外は実施例1と同様にして多
孔質球状シリカ微粒子(9)を製造した。その分析結
果を表2に示す。 実施例 10〜16 シラン化合物またはその誘導体の種類、組成
比、有機溶剤の種類、最終溶液全量に対する各原
料の濃度、反応温度、アルコール(A)の種類、及び
焼成温度等の反応条件を表1に示した通りにした
以外は実施例9と同様にして多孔質球状シリカ微
粒子(10〜16)を製造した。その分析結果を表に
示す。 比較例 1 実施例6において得られた球状シリカ水和物微
粒子(6)−aを100℃で減圧乾燥して球状シリカ微
粒子(17)を製造した。その分析結果を表2に示す。 比較例 2 実施例1において、エチレングリコールに代え
てn−ブタノールを用い、最終温度を117℃とし
た以外は同様にして球状シリカ微粒子のn−ブタ
ノール懸濁体を得た。結合n−ブタノール量を定
量した後実施例1と同様にしてn−ブタノールを
除去し、得られた粉体を600℃で焼成して球状シ
リカ微粒子(18)を製造した。その分析結果を表2に
示す。 比較例 3 比較例1において得られた球状シリカ微粒子(17)
30gをエチレングリコール300g中に添加して超音
波分散した後、エチレングリコールの沸点下で2
時間加熱を続け、球状シリカ微粒子のエチレング
リコール懸濁体を得た。結合エチレングリコール
量を定量した後、実施例1と同様にしてエチレン
グリコールを除去し得られた粉体を400℃で焼成
して球状シリカ微粒子(19)を製造した。その分析結
果を表2に示す。 比較例 4 実施例1において得られた球状シリカ微粒子
(1−b)のエチレングリリコール懸濁体を実施
例1と同様にしてエチレングリコールを除去し、
得られた粉体を1200℃で焼成して球状シリカ微粒
子(20)を製造した。その分析結果を表2に示す。 比較例 5,6 シラン化合物またはその誘導体の種類、組成
比、有機溶剤の種類、最終溶液全量に対する各原
料の濃度、反応温度等の反応条件を表1に示した
通りにした以外は実施例9と同様にして球状シリ
カ水和物微粒子の懸濁体を得た。 続いて得られた球状シリカ水和物微粒子の懸濁
体をエバポレーターを用いて50℃で減圧濃縮して
有機溶剤、水及びアンモニアを留去した。得られ
た粉体を350℃で焼成して球状シリカ微粒子(21,
22)を製造した。その分析結果を表2に示す。
分解されて抽出され水溶液から微粒子を分離した
清澄液中のアルコール(A)量をガスクロマトグラフ
により定量して、200℃で5時間乾燥処理した後
の微粒子1gに対する結合アルコール(A)量を定量
した。 実施例 1 撹拌機、滴下口、温度計を備えた2リツトルの
ガラス製反応器にエタノール707、3g、28%アン
モニア水275.3g、水24.0gを添加して混合した。
該有機性溶液を30±0.5℃に調整し、撹拌しなが
らテトラエトキシシラン134.1gを滴下口より1時
間かけて滴下し、滴下後も1時間撹拌を続け加水
分解、縮合を行い、球状シリカ水和物微粒子(1
−a)の懸濁体を得た。この時の最終溶液全量に
対する各原料の濃度はテトラエトキシシラン0.47
モル/リツトル、水9.01モル/リツトル、アンモ
ニア3.31モル/リツトルであつた。 一方、外部より熱媒加熱しうる撹拌器、滴下
口、温度計および留出ガス出口を備えた1リツト
ルのガラス製蒸発釜と留出ガス出口に続き留出ガ
ス凝縮器、減圧吸引口、凝縮液受け器からなる蒸
発装置の蒸発釜にエチレングリコール300gを仕
込み、撹拌しながら系内を常圧にして熱媒温度を
120℃に設定した。次いで先に得られた懸濁体を
滴下口より連続的に供給し、エタノール、水、ア
ンモニア、及び少量のエチレングリコールを含む
アルコール性溶媒を留出させ懸濁体の供給終了
後、熱媒温度を230℃に設定してエチレングリコ
ールの沸点下で5時間加熱を続け溶媒置換と共に
エチレングリコール結合処理を行い、球状シリカ
微粒子(1−b)のエチレングリコール懸濁体を
得た。次いで駆濁体の一部を採取し結合エチレン
グリコールを定量したた後、エバポレーターを用
いて90℃で減圧濃縮してエチレングリコールを除
去した。得られた粉体を600℃で焼成して、多孔
質球状シリカ微粒子(1)を製造した。その分析結果
を表2に示す。 実施例 2〜4 シラン化合物またはその誘導体の種類、組成
比、有機溶剤の種類、最終溶液全量に対する各原
料の濃度、反応温度、アルコール(A)の種類及び焼
成温度等の反応条件を表1に示した通りにした以
外は実施例1と同様にして多孔質球状シリカ微粒
子(2〜4)を製造した。その分析結果を表2に
示す。 実施例 5 実施例1において得られた球状シリカ微粒子
(1−a)の懸濁体にエチレングリコール200gを
添加し、エバポレーターを用いて減圧せずに濃縮
し、内温が120℃になつたところで1時間加熱を
続けエチレングリコール結合処理を行つた。得ら
れた懸濁体の一部を採取し結合エチレングリコー
ル量を定量した後、80℃で減圧濃縮して液相成分
を除去した。得られた粉体を500℃で焼成して多
孔質球状シリカ微粒子5を製造した。 その分析結果を表2に示す。 実施例 6 実施例1において得られた球状シリカ微粒子
(1−a)の懸濁体を室温で遠心分離により球状
シリカ水和物微粒子(6−a)を単離した。この
時液相成分は完全に除去されず粒子は湿潤してい
た。この球状シリカ水和物微粒子にプロピレング
リコール100g添加し超音波分散した後、エバポ
レーターを用いて70℃で減圧濃縮しプロピレング
リコール結合処理を行い球状シリカ微粒子を得
た。得られた球状シリカ微粒子の一部を採取し結
合プロピレングリコール量を定量した後、残りの
球状シリカ微粒子を400℃で焼成して多孔質球状
シリカ微粒子(6)を製造した。その分析結果を表2
に示す。 実施例 7 撹拌機、滴下口、温度計を備えた2リツトルの
ガラス製反応器にエタノール383.2g、28%アンモ
ニア水275.3g、水24.0g及びエチレングリコール
300gを添加して混合した。該有機性溶液を30±
0.5℃に調整し撹拌しながらテトラエトキシシラ
ン134.1gをエタノール110.0gに希釈した溶液を滴
下口より1時間かけて滴下し、滴下後も1時間撹
拌を続け加水分解、縮合を行い、球状シリカ水和
物微粒子の懸濁体を得た。このときの最終溶液全
量に対する各原料の濃度はテトラエトキシシラン
0.47モル/リツトル、水9.01モル/リツトル、ア
ンモニア3.31モル/リツトル、エチレングリコー
ル3.53モル/リツトルであつた。 次いで該懸濁体を内温が120℃になるまで加熱
して低沸分を留出させると共にエチレングリコー
ル結合処理を行い球状シリカ微粒子のエチレング
リコール性懸濁体を得た。結合エチレングリコー
ル量を定量した後、実施例1と同様にしてエチレ
ングリコールを除去し得られた粉体を600℃で焼
成して多孔質球状シリカ微粒子(7)を製造した。そ
の分析結果を表2に示す。 実施例 8 実施例6において遠心分離により得られた球状
シリカ水和物微粒子(6−a)10gをグリセリン
10g中に添加し、超音波分散した後、磁性ルツボ
に入れ替えた。これを300℃に設定された電気炉
中に入れ、窒素を流しながらグリセリン結合処理
を行い、過剰のグリセリンを除去した。得られた
球状シリカ微粒子の一部を採取し結合グリセリン
量を定量した。残りの球状シリカ微粒子を900℃
で焼成して多孔質球状シリ微粒子(8)を製造した。
その分析結果を表2に示す。 実施例 9 撹拌機、滴下口、温度計を備えた2リツトルの
ガラス製反応器にメタノール933ミリリツトル及
び28%アンモニア水100gを添加した後、さらに
アンモニアガススを吹き込み17gを吸収させて混
合し、アンモニア濃度を調製した。該有機性溶液
を10±0.5℃に調整し、撹拌しながらテトラメト
キシシラン81gおよびフエニルトリメトキシシラ
ン53gの混合物をメタノール133ミリリツトルに
希釈した溶液を滴下口より1時間かけて滴下し、
滴下後内温を50℃まで上げて5時間撹拌を続け熟
成して加水分解、縮合を行い、球状シリカ水和物
粒子の懸濁体を得た。 このときの最終溶液全量に対する各原料の濃度
はテトラメトキシシラン0.40モル/リツトル、フ
エニルトリメトキシシラン0.20モル/リツトル、
水3.0モル/リツトル、アンモニア2.0モル/リツ
トルであつた。 次にアルコール(A)の種類及び焼成温度は表1に
示した通りにした以外は実施例1と同様にして多
孔質球状シリカ微粒子(9)を製造した。その分析結
果を表2に示す。 実施例 10〜16 シラン化合物またはその誘導体の種類、組成
比、有機溶剤の種類、最終溶液全量に対する各原
料の濃度、反応温度、アルコール(A)の種類、及び
焼成温度等の反応条件を表1に示した通りにした
以外は実施例9と同様にして多孔質球状シリカ微
粒子(10〜16)を製造した。その分析結果を表に
示す。 比較例 1 実施例6において得られた球状シリカ水和物微
粒子(6)−aを100℃で減圧乾燥して球状シリカ微
粒子(17)を製造した。その分析結果を表2に示す。 比較例 2 実施例1において、エチレングリコールに代え
てn−ブタノールを用い、最終温度を117℃とし
た以外は同様にして球状シリカ微粒子のn−ブタ
ノール懸濁体を得た。結合n−ブタノール量を定
量した後実施例1と同様にしてn−ブタノールを
除去し、得られた粉体を600℃で焼成して球状シ
リカ微粒子(18)を製造した。その分析結果を表2に
示す。 比較例 3 比較例1において得られた球状シリカ微粒子(17)
30gをエチレングリコール300g中に添加して超音
波分散した後、エチレングリコールの沸点下で2
時間加熱を続け、球状シリカ微粒子のエチレング
リコール懸濁体を得た。結合エチレングリコール
量を定量した後、実施例1と同様にしてエチレン
グリコールを除去し得られた粉体を400℃で焼成
して球状シリカ微粒子(19)を製造した。その分析結
果を表2に示す。 比較例 4 実施例1において得られた球状シリカ微粒子
(1−b)のエチレングリリコール懸濁体を実施
例1と同様にしてエチレングリコールを除去し、
得られた粉体を1200℃で焼成して球状シリカ微粒
子(20)を製造した。その分析結果を表2に示す。 比較例 5,6 シラン化合物またはその誘導体の種類、組成
比、有機溶剤の種類、最終溶液全量に対する各原
料の濃度、反応温度等の反応条件を表1に示した
通りにした以外は実施例9と同様にして球状シリ
カ水和物微粒子の懸濁体を得た。 続いて得られた球状シリカ水和物微粒子の懸濁
体をエバポレーターを用いて50℃で減圧濃縮して
有機溶剤、水及びアンモニアを留去した。得られ
た粉体を350℃で焼成して球状シリカ微粒子(21,
22)を製造した。その分析結果を表2に示す。
【表】
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 加水分解可能なシリコン化合物を水を含む有
機性溶液中で加水分解、縮合して球状シリカ水和
物微粒子を形成せしめ、該球状シリカ水和物微粒
子を乾燥および/または焼成して球状シリカ微粒
子を製造する方法において、乾燥および/または
焼成する以前に、該球状シリカ水和物微粒子を常
圧における沸点が120℃以上のアルコールの存在
下に加熱して該アルコールと結合せしめた後、該
乾燥および/または焼成を200℃〜1000℃の温度
ですることを特徴とする平均組成が一般式() (但し、Rは直接ケイ素原子に結合する炭素原
子を有する有機基の平均組成を示し、nは0〜1
の範囲の数をそれぞれ表わす。) で表わされる多孔質球状シリカ微粒子の製造法。 2 常圧における沸点が120℃以上のアルコール
の存在下に加熱するときの温度が50℃以上である
請求項1に記載の多孔質球状シリカ微粒子の製造
法。 3 加水分解可能なシリコン化合物が一般式
()R′mSiX4−m (但し、R′は置換基を有していてもよい炭素
数10までのアルキル基、アリール基、不飽和脂肪
族残基からなる群から選ばれる少なくとも一種の
基、Xは水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アル
コキシ基、アシロキシ基からなる群から選ばれる
少なくとも一種の基、mは0〜3の範囲の整数を
それぞれ表す。) で示されるシラン化合物およびその誘導体からな
る群から選ばれる少なくとも一種(但し、一般式
()においてm=2または3で示されるシラン
化合物およびその誘導体の単独使用は除く)であ
る請求項1または2に記載の多孔質球状シリカ微
粒子の製造法。 4 常圧における沸点が120℃以上のアルコール
が二価以上の多価アルコールである請求項1,2
または3に記載の多孔質球状シリカ微粒子の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6580788A JPH01239015A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 多孔質球状シリカ微粒子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6580788A JPH01239015A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 多孔質球状シリカ微粒子の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239015A JPH01239015A (ja) | 1989-09-25 |
| JPH0524857B2 true JPH0524857B2 (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=13297668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6580788A Granted JPH01239015A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 多孔質球状シリカ微粒子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239015A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617476B2 (ja) * | 1990-09-04 | 1994-03-09 | 工業技術院長 | 有機基修飾シリカ粒子、その製造方法および該粒子をフィラーとする樹脂組成物 |
| JP2006209050A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Jsr Corp | 反射防止膜 |
| WO2007017700A1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-15 | University Of Sunderland | Hydrophobic silica particles and methods of making same |
| TW201235299A (en) * | 2011-01-21 | 2012-09-01 | Dainippon Ink & Chemicals | Method for producing porous silica particles, resin composition for anti-reflection film and anti-reflection film |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2314219A1 (fr) * | 1975-06-10 | 1977-01-07 | Rhone Poulenc Ind | Compositions destinees a l'ignifugation de matieres plastiques |
| JP2560685B2 (ja) * | 1985-07-16 | 1996-12-04 | 東レ株式会社 | ポリエステルの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6580788A patent/JPH01239015A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239015A (ja) | 1989-09-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |