JPH09241016A - 無水シリカ微粉末および撥水性シリカ微粉末の製造方法 - Google Patents
無水シリカ微粉末および撥水性シリカ微粉末の製造方法Info
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- JPH09241016A JPH09241016A JP5145496A JP5145496A JPH09241016A JP H09241016 A JPH09241016 A JP H09241016A JP 5145496 A JP5145496 A JP 5145496A JP 5145496 A JP5145496 A JP 5145496A JP H09241016 A JPH09241016 A JP H09241016A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的温和な条件で、かつ、低コストで表面
特性の優れる無水シリカ微粉末を製造しうる方法を提供
する。 【解決手段】 シリカ濃度が２０〜６０重量％のシリカ
ゾルを、有機溶媒と共に共沸脱水した後、乾燥及び／又
は焼成する無水シリカ微粉末の製造方法。
特性の優れる無水シリカ微粉末を製造しうる方法を提供
する。 【解決手段】 シリカ濃度が２０〜６０重量％のシリカ
ゾルを、有機溶媒と共に共沸脱水した後、乾燥及び／又
は焼成する無水シリカ微粉末の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無水シリカ微粉末
を湿式法で安価に製造する方法に関する。さらに詳しく
は、１０ｎｍ以下の超微粒子が分散するシリカヒドロゾ
ルまたはシリカオルガノゾルから、その粒子を無水シリ
カ微粉末又は撥水性シリカ微粉末として理想的な形で取
り出す方法に関する。
を湿式法で安価に製造する方法に関する。さらに詳しく
は、１０ｎｍ以下の超微粒子が分散するシリカヒドロゾ
ルまたはシリカオルガノゾルから、その粒子を無水シリ
カ微粉末又は撥水性シリカ微粉末として理想的な形で取
り出す方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ケイ酸ゾルより無水シリカ超微粉体を製造する方法とし
ては、ケイ酸ソーダの中和により得られたケイ酸ヒドロ
ゲル中の水をアルコールやアセトンなどの有機溶媒で置
換後、オートクレーブ中に入れ、臨界点以上の高温高圧
下で処理した後、ゲルの収縮が起こらないよう徐々にオ
ートクレーブ内の気体を放出して大気圧まで圧力を降下
させた後、シリカを回収する、いわゆるエアロゲル法が
工業的に実施されている。しかし、この方法は装置が高
価な上、高温・高圧を必要とするため、製造コスト高で
あり、かつ危険性が伴う。さらに、この方法により得ら
れたシリカはシビアな条件で生成するため、シリカの表
面活性が失われる欠点がある。また、ケイ酸ゾルを遠心
式噴霧乾燥する方法も提案（特開昭５３−６５２９３
号）されているが、粒径が粗大で、比表面積も２００ｍ
2 ／ｇ以下と低い。
ケイ酸ゾルより無水シリカ超微粉体を製造する方法とし
ては、ケイ酸ソーダの中和により得られたケイ酸ヒドロ
ゲル中の水をアルコールやアセトンなどの有機溶媒で置
換後、オートクレーブ中に入れ、臨界点以上の高温高圧
下で処理した後、ゲルの収縮が起こらないよう徐々にオ
ートクレーブ内の気体を放出して大気圧まで圧力を降下
させた後、シリカを回収する、いわゆるエアロゲル法が
工業的に実施されている。しかし、この方法は装置が高
価な上、高温・高圧を必要とするため、製造コスト高で
あり、かつ危険性が伴う。さらに、この方法により得ら
れたシリカはシビアな条件で生成するため、シリカの表
面活性が失われる欠点がある。また、ケイ酸ゾルを遠心
式噴霧乾燥する方法も提案（特開昭５３−６５２９３
号）されているが、粒径が粗大で、比表面積も２００ｍ
2 ／ｇ以下と低い。
【０００３】また、ケイ酸ヒドロゲルを解砕後、共沸脱
水しうる有機溶剤と共沸脱水した後、乾燥または焼成す
ることを特徴とする無水シリカ微粉末の製造方法（特開
平６−１１５９２４号）が提案されているが、この方法
は次のようにまだ満足すべきものとはいえない。すなわ
ち、ケイ酸ヒドロゲルは、解砕のような単なる機械的粉
砕や剪断力による分散方法では完全に単粒子に分離しな
い、ゲルを分散したものは単粒子が凝集した二次粒子で
あり、単粒子として取り出すことは困難である。さら
に、ヒドロゲルの場合はケイ酸の水和度が高く、シリカ
分はわずか５％であり、９５％が水である。そのため、
水と置換するために有機溶媒の所要量が多いため、経済
的に生産することに問題がある。
水しうる有機溶剤と共沸脱水した後、乾燥または焼成す
ることを特徴とする無水シリカ微粉末の製造方法（特開
平６−１１５９２４号）が提案されているが、この方法
は次のようにまだ満足すべきものとはいえない。すなわ
ち、ケイ酸ヒドロゲルは、解砕のような単なる機械的粉
砕や剪断力による分散方法では完全に単粒子に分離しな
い、ゲルを分散したものは単粒子が凝集した二次粒子で
あり、単粒子として取り出すことは困難である。さら
に、ヒドロゲルの場合はケイ酸の水和度が高く、シリカ
分はわずか５％であり、９５％が水である。そのため、
水と置換するために有機溶媒の所要量が多いため、経済
的に生産することに問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の従
来のシリカ粉末の製造方法の欠点を克服し、比較的温和
な条件で、かつ、低コストで表面特性の優れる無水シリ
カ微粉末を製造しうる方法を開発するため鋭意研究を重
ねた結果、あらかじめシリカ濃度を例えば３０％以上と
著しく高めたヒドロゾルまたはオルガノゾルを有機溶媒
中で共沸脱水することにより、シリカヒドロゲルを解砕
した方法よりも粒度分布巾の狭いシャープな平均粒径を
有する無水シリカ微粉末の得られることを見い出し、こ
の知見に基づき本発明をなすに至った。すなわち本発明
は、（１）シリカ濃度が２０〜６０重量％のシリカゾル
を、有機溶媒と共に共沸脱水した後、乾燥及び／又は焼
成することを特徴とする無水シリカ微粉末の製造方法、
（２）共沸脱水を酸触媒の存在下で行った後、焼成する
ことを特徴とする（１）項記載の無水シリカ微粉末の製
造方法、（３）シリカ濃度が２５〜４０重量％である
（１）又は（２）項記載の無水シリカ微粉末の製造方
法、（４）シリカ濃度が２０〜６０重量％のシリカゾル
を、酸触媒の存在下で共沸脱水しうる有機溶媒と共に共
沸脱水した後、乾燥することを特徴とする撥水性シリカ
微粉末の製造方法、及び（５）シリカ濃度が２５〜４０
重量％である（４）項記載の撥水性シリカ微粉末の製造
方法を提供するものである。
来のシリカ粉末の製造方法の欠点を克服し、比較的温和
な条件で、かつ、低コストで表面特性の優れる無水シリ
カ微粉末を製造しうる方法を開発するため鋭意研究を重
ねた結果、あらかじめシリカ濃度を例えば３０％以上と
著しく高めたヒドロゾルまたはオルガノゾルを有機溶媒
中で共沸脱水することにより、シリカヒドロゲルを解砕
した方法よりも粒度分布巾の狭いシャープな平均粒径を
有する無水シリカ微粉末の得られることを見い出し、こ
の知見に基づき本発明をなすに至った。すなわち本発明
は、（１）シリカ濃度が２０〜６０重量％のシリカゾル
を、有機溶媒と共に共沸脱水した後、乾燥及び／又は焼
成することを特徴とする無水シリカ微粉末の製造方法、
（２）共沸脱水を酸触媒の存在下で行った後、焼成する
ことを特徴とする（１）項記載の無水シリカ微粉末の製
造方法、（３）シリカ濃度が２５〜４０重量％である
（１）又は（２）項記載の無水シリカ微粉末の製造方
法、（４）シリカ濃度が２０〜６０重量％のシリカゾル
を、酸触媒の存在下で共沸脱水しうる有機溶媒と共に共
沸脱水した後、乾燥することを特徴とする撥水性シリカ
微粉末の製造方法、及び（５）シリカ濃度が２５〜４０
重量％である（４）項記載の撥水性シリカ微粉末の製造
方法を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるシリカゾルの
分散媒は有機溶媒でも水でもよく、シリカ分散媒として
の有機溶媒が１−ブタノールやイソプロパノールのとき
は、そのまま共沸蒸留にかけられる利点がある。ケイ酸
ゾルでもオルガノゾルの場合で、媒体がプロパノール、
ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノー
ル、オクタノール、ノナノールなどのときには、そのま
ま共沸脱水して無水シリカ超微粉体および撥水性無水シ
リカ超微粉体が得られる。
分散媒は有機溶媒でも水でもよく、シリカ分散媒として
の有機溶媒が１−ブタノールやイソプロパノールのとき
は、そのまま共沸蒸留にかけられる利点がある。ケイ酸
ゾルでもオルガノゾルの場合で、媒体がプロパノール、
ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノー
ル、オクタノール、ノナノールなどのときには、そのま
ま共沸脱水して無水シリカ超微粉体および撥水性無水シ
リカ超微粉体が得られる。
【０００６】ケイ酸ゾルがヒドロゾルの場合には、共沸
脱水し得る有機溶剤との共沸脱水により、シリカゾル中
の水分が有機溶剤と置換し無水化されるとともに、シリ
カ表面のシラノール基が有機溶剤（例えば前記のアルコ
ール）のアルキル基とエステル交換され、撥水性の表面
（Ｓｉ−ＯＲ）を形成する。従って、共沸脱水後のオル
ガノゾルを乾燥または焼成することにより、実質的に水
分を含有しない無水シリカ微粉末を得ることができる。
さらに、このエステル化反応を酸の存在下で行うと、エ
ステル化反応がより進行し、シリカ表面のシラノール基
が完全に撥水性のアルキル基に置換されるため、これを
乾燥することにより撥水性シリカ微粉末が得られる。酸
としては、硫酸、塩酸などの鉱酸が好ましく、その他フ
ッ化ホウ素酸、塩化アルミニウム、塩化亜鉛なども用い
ることができる。この酸はエステル化反応の触媒として
働く。酸の添加は、反応液のｐＨが０．５〜４になるよ
うに添加する。この酸触媒を使用しない場合には、エス
テル化反応と同時にエステルの加水分解反応も進行する
ため、エステル化反応は徐々にしか進行せず、反応完結
に数日を要することになるので実用上好ましくない。
脱水し得る有機溶剤との共沸脱水により、シリカゾル中
の水分が有機溶剤と置換し無水化されるとともに、シリ
カ表面のシラノール基が有機溶剤（例えば前記のアルコ
ール）のアルキル基とエステル交換され、撥水性の表面
（Ｓｉ−ＯＲ）を形成する。従って、共沸脱水後のオル
ガノゾルを乾燥または焼成することにより、実質的に水
分を含有しない無水シリカ微粉末を得ることができる。
さらに、このエステル化反応を酸の存在下で行うと、エ
ステル化反応がより進行し、シリカ表面のシラノール基
が完全に撥水性のアルキル基に置換されるため、これを
乾燥することにより撥水性シリカ微粉末が得られる。酸
としては、硫酸、塩酸などの鉱酸が好ましく、その他フ
ッ化ホウ素酸、塩化アルミニウム、塩化亜鉛なども用い
ることができる。この酸はエステル化反応の触媒として
働く。酸の添加は、反応液のｐＨが０．５〜４になるよ
うに添加する。この酸触媒を使用しない場合には、エス
テル化反応と同時にエステルの加水分解反応も進行する
ため、エステル化反応は徐々にしか進行せず、反応完結
に数日を要することになるので実用上好ましくない。
【０００７】共沸脱水にあたっては、その途中で反応液
が減った分有機溶剤を随時補給し、有機溶剤の絶対量を
多くしておくことが、エステル化反応を迅速に完結させ
るためには有効である。また、加熱により蒸発する水お
よび有機溶剤をコンデンサーにより捕集し、回収した液
を分離して再利用することが可能である。反応終了後、
ろ過、遠心分離等により母液を分離し、酸触媒を使用し
た場合はこれを洗浄した後、乾燥及び／又は焼成する。
乾燥、焼成の条件は、所望するシリカ微粒子の比表面積
や表面性状等に応じて選択されるが、通常、乾燥は、８
０〜２００℃、好ましくは１００〜１５０℃で２４時間
程度行う。一方、８００℃以上の高温で焼成すると、無
水シリカ微粒子の細孔が封孔し、比表面積の低いものと
なる。それ故、比表面積の高い無水シリカ微粒子を得た
い場合の焼成温度は通常８００℃未満、好ましくは３０
０℃以上８００℃未満とする。３００℃以上とすること
により、微粒子表面のアルキル基が消失し、表面のシラ
ノール基が置換していない無水シリカ微粒子が得られ
る。撥水性シリカ微粒子の場合は、粒子表面のアルキル
基を消失させないため、好ましくは３００℃以下、より
好ましくは１５０〜２５０℃で、２４時間程度乾燥を行
う。
が減った分有機溶剤を随時補給し、有機溶剤の絶対量を
多くしておくことが、エステル化反応を迅速に完結させ
るためには有効である。また、加熱により蒸発する水お
よび有機溶剤をコンデンサーにより捕集し、回収した液
を分離して再利用することが可能である。反応終了後、
ろ過、遠心分離等により母液を分離し、酸触媒を使用し
た場合はこれを洗浄した後、乾燥及び／又は焼成する。
乾燥、焼成の条件は、所望するシリカ微粒子の比表面積
や表面性状等に応じて選択されるが、通常、乾燥は、８
０〜２００℃、好ましくは１００〜１５０℃で２４時間
程度行う。一方、８００℃以上の高温で焼成すると、無
水シリカ微粒子の細孔が封孔し、比表面積の低いものと
なる。それ故、比表面積の高い無水シリカ微粒子を得た
い場合の焼成温度は通常８００℃未満、好ましくは３０
０℃以上８００℃未満とする。３００℃以上とすること
により、微粒子表面のアルキル基が消失し、表面のシラ
ノール基が置換していない無水シリカ微粒子が得られ
る。撥水性シリカ微粒子の場合は、粒子表面のアルキル
基を消失させないため、好ましくは３００℃以下、より
好ましくは１５０〜２５０℃で、２４時間程度乾燥を行
う。
【０００８】本発明において出発原料として用いられる
シリカゾル中のシリカ濃度は、通常２０〜６０重量％、
好ましくは３０重量％より高く４０重量％以下である。
シリカ濃度が２０重量％未満では、共沸脱水に際し、有
機溶媒の使用量が極めて多くなり、収率が悪く、全く実
用に適さない。また目的の比表面積の大きい無水シリカ
微粉末が得られず、十分撥水性の高いものが得られな
い。また、６０重量％を越えると、含水率が低すぎて目
的の高い比表面積をもつ粒径分布巾の狭い超微粒子粉末
が得られない。本発明に用いられるシリカゾルはケイ酸
ナトリウムの酸による中和法及びイオン交換樹脂法で調
製することができる。
シリカゾル中のシリカ濃度は、通常２０〜６０重量％、
好ましくは３０重量％より高く４０重量％以下である。
シリカ濃度が２０重量％未満では、共沸脱水に際し、有
機溶媒の使用量が極めて多くなり、収率が悪く、全く実
用に適さない。また目的の比表面積の大きい無水シリカ
微粉末が得られず、十分撥水性の高いものが得られな
い。また、６０重量％を越えると、含水率が低すぎて目
的の高い比表面積をもつ粒径分布巾の狭い超微粒子粉末
が得られない。本発明に用いられるシリカゾルはケイ酸
ナトリウムの酸による中和法及びイオン交換樹脂法で調
製することができる。
【０００９】本発明方法によれば、市販品（商品名アエ
ロジル２００）および撥水化処理した市販品（商品名ア
エロジルＲ８０５）の比表面積（３８０ｍ2 ／ｇ以下）
より高く、比表面積５００ｍ2 ／ｇ以上であり、一次粒
径も市販品の２０ｎｍよりもはるかに微細な１０ｎｍ以
下のものが得られる。本発明の撥水性シリカをフーリエ
変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）で測定すると、アル
キル基のピークが認められ、これはシリカ表面が撥水性
のアルキル基で置換されたことを示している。また、こ
の粉末を水の上に落とすと長時間安定に浮く。これを３
００℃以上８００℃未満で焼成して得られた無水シリカ
微粉末は、アルキル基のピークが消失し乾式法などの無
水シリカと同様のピークを示す。さらに、本発明で得た
無水シリカ微粉末は、粒子間の結合力が非常に小さく、
容易に微粉末となる。これは、共沸脱水し得る有機溶剤
と共沸脱水することにより粒子表面のシラノール基が有
機溶剤のアルキル基とエステル交換して表面を撥水性の
アルキル基が覆うために、乾燥時に粒子同士のシラノー
ル基がシロキサン結合を形成せず、さらに、溶媒が表面
張力の小さいアルコールに置換されるために、乾燥の
際、ゲルの収縮力が弱まるためと考えられる。
ロジル２００）および撥水化処理した市販品（商品名ア
エロジルＲ８０５）の比表面積（３８０ｍ2 ／ｇ以下）
より高く、比表面積５００ｍ2 ／ｇ以上であり、一次粒
径も市販品の２０ｎｍよりもはるかに微細な１０ｎｍ以
下のものが得られる。本発明の撥水性シリカをフーリエ
変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）で測定すると、アル
キル基のピークが認められ、これはシリカ表面が撥水性
のアルキル基で置換されたことを示している。また、こ
の粉末を水の上に落とすと長時間安定に浮く。これを３
００℃以上８００℃未満で焼成して得られた無水シリカ
微粉末は、アルキル基のピークが消失し乾式法などの無
水シリカと同様のピークを示す。さらに、本発明で得た
無水シリカ微粉末は、粒子間の結合力が非常に小さく、
容易に微粉末となる。これは、共沸脱水し得る有機溶剤
と共沸脱水することにより粒子表面のシラノール基が有
機溶剤のアルキル基とエステル交換して表面を撥水性の
アルキル基が覆うために、乾燥時に粒子同士のシラノー
ル基がシロキサン結合を形成せず、さらに、溶媒が表面
張力の小さいアルコールに置換されるために、乾燥の
際、ゲルの収縮力が弱まるためと考えられる。
【００１０】撥水性シリカにあっては、例えば、従来の
市販品では表面をオクチルシラン化して撥水処理されて
おり、比表面積が１５０ｍ2 ／ｇで、一次粒子径２０ｎ
ｍであるが、本発明では後記の実施例１、２に示される
ように、比表面積５００ｍ2／ｇ以上、一次粒子径１０
ｎｍ以下の撥水性シリカ微粉末が得られる。このように
して得られた撥水性シリカは、市販品のうちでも高品質
の無水シリカの用途であるシリコーンオイル、グリース
用として、また、シリコーンラバーの補強充填剤、塗料
・インクの粘度・チキソトロピー性の調整、顔料の分散
性向上および沈降防止剤として好適であり、これらを本
発明品で置き換えることが可能であるばかりでなく、従
来のものよりもさらにその効果を高めることが可能であ
る。
市販品では表面をオクチルシラン化して撥水処理されて
おり、比表面積が１５０ｍ2 ／ｇで、一次粒子径２０ｎ
ｍであるが、本発明では後記の実施例１、２に示される
ように、比表面積５００ｍ2／ｇ以上、一次粒子径１０
ｎｍ以下の撥水性シリカ微粉末が得られる。このように
して得られた撥水性シリカは、市販品のうちでも高品質
の無水シリカの用途であるシリコーンオイル、グリース
用として、また、シリコーンラバーの補強充填剤、塗料
・インクの粘度・チキソトロピー性の調整、顔料の分散
性向上および沈降防止剤として好適であり、これらを本
発明品で置き換えることが可能であるばかりでなく、従
来のものよりもさらにその効果を高めることが可能であ
る。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例をあげて具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例により限定されるものでは
ない。なお、例中の組成を示す％は重量％を示す。 実施例１ シリカヒドロゾル（ＳｉＯ2 含有量３０．４％、ｐＨ１
０．２、比重１．１３）１００ｇを１リットル容量の三
つ口フラスコに注ぎ１−ブタノール５００ｍｌを加えマ
ントルヒーターで加熱、攪拌しながら共沸脱水した。三
つ口フラスコのゾルは、加熱により水と１−ブタノール
を蒸発するのでコンデンサーで冷却して捕集した。ま
た、この共沸脱水の途中で新たな１−ブタノールを随時
追加した。フラスコ内の温度が１−ブタノールの沸点
（１１７．３℃）に達したときに加熱を止め冷却後ろ過
により母液を分離した。フィルターケーキを乾燥器で１
２０℃、２４時間乾燥して無水シリカの乾燥物２９．７
ｇを得た。さらに、この乾燥物を電気炉で６００℃、３
時間焼成し、無水シリカの焼成物を得た。得られた無水
シリカの乾燥物および焼成物の比表面積をＢＥＴ法にて
測定したところ、乾燥物は５２０ｍ2 ／ｇ、焼成物は４
８０ｍ2 ／ｇの値が得られた。また、透過型電子顕微鏡
（日本電子製：ＪＥＭ−２０１０）で観察した結果、と
もに１０ｎｍ程度の一次粒子が確認された。得られた無
水シリカの乾燥物および焼成物はともにかさ高く、容器
に入れて振る程度の弱い力で容易に微粉末になった。こ
れら微粉末を遠心沈降式粒度測定機（島津製作所製：Ｓ
Ａ−ＣＰ３Ｌ）により測定したところ、平均粒径は０．
８５μｍ（一次粒子径１０ｎｍ）であり、サブミクロン
の微粉末であった。上記無水シリカの乾燥物をＦＴ−Ｉ
Ｒ（日本電子製：ＦＴ−ＩＲ−７３００）で測定したと
ころ、ブチル基のピークが認められた。この粉末を、水
を入れたビーカーに落とすと懸濁した。上記無水シリカ
焼成物はＦＴ−ＩＲによるブチル基のピークが消失し、
乾式法無水シリカ同様の表面状態であった。
るが、本発明はこれら実施例により限定されるものでは
ない。なお、例中の組成を示す％は重量％を示す。 実施例１ シリカヒドロゾル（ＳｉＯ2 含有量３０．４％、ｐＨ１
０．２、比重１．１３）１００ｇを１リットル容量の三
つ口フラスコに注ぎ１−ブタノール５００ｍｌを加えマ
ントルヒーターで加熱、攪拌しながら共沸脱水した。三
つ口フラスコのゾルは、加熱により水と１−ブタノール
を蒸発するのでコンデンサーで冷却して捕集した。ま
た、この共沸脱水の途中で新たな１−ブタノールを随時
追加した。フラスコ内の温度が１−ブタノールの沸点
（１１７．３℃）に達したときに加熱を止め冷却後ろ過
により母液を分離した。フィルターケーキを乾燥器で１
２０℃、２４時間乾燥して無水シリカの乾燥物２９．７
ｇを得た。さらに、この乾燥物を電気炉で６００℃、３
時間焼成し、無水シリカの焼成物を得た。得られた無水
シリカの乾燥物および焼成物の比表面積をＢＥＴ法にて
測定したところ、乾燥物は５２０ｍ2 ／ｇ、焼成物は４
８０ｍ2 ／ｇの値が得られた。また、透過型電子顕微鏡
（日本電子製：ＪＥＭ−２０１０）で観察した結果、と
もに１０ｎｍ程度の一次粒子が確認された。得られた無
水シリカの乾燥物および焼成物はともにかさ高く、容器
に入れて振る程度の弱い力で容易に微粉末になった。こ
れら微粉末を遠心沈降式粒度測定機（島津製作所製：Ｓ
Ａ−ＣＰ３Ｌ）により測定したところ、平均粒径は０．
８５μｍ（一次粒子径１０ｎｍ）であり、サブミクロン
の微粉末であった。上記無水シリカの乾燥物をＦＴ−Ｉ
Ｒ（日本電子製：ＦＴ−ＩＲ−７３００）で測定したと
ころ、ブチル基のピークが認められた。この粉末を、水
を入れたビーカーに落とすと懸濁した。上記無水シリカ
焼成物はＦＴ−ＩＲによるブチル基のピークが消失し、
乾式法無水シリカ同様の表面状態であった。
【００１２】実施例２ 実施例１と同様の方法でシリカ分散液を得、これに濃硫
酸を加えｐＨを１に調整し、実施例１と同様の方法で共
沸脱水した。反応液の温度が１−ブタノールの沸点（１
１７．３℃）に達したときに加熱を止め、冷却後にろ
過、洗浄して母液を分離した。フィルターケーキを乾燥
器で１２０℃、２４時間乾燥して、２９．８ｇ撥水性シ
リカの乾燥物を得た。さらにこの乾燥物の一部を電気炉
で６００℃、３時間焼成してシリカの焼成物を得た。得
られた無水シリカの乾燥物および焼成物の比表面積をＢ
ＥＴ法にて測定したところ、乾燥物は５４０ｍ2 ／ｇ、
焼成物は６２０ｍ2 ／ｇの値が得られた。また、透過型
電子顕微鏡で観察した結果、ともに１０ｎｍ程度の一次
粒子が確認された。得られた無水シリカの乾燥物および
焼成物はともにかさ高く、容器に入れて振る程度の弱い
力で容易に微粉末になった。さらに、この微粉末を遠心
沈降式粒度測定機により測定したところ、平均粒子径は
それぞれ０．８２および０．８０μｍであり、ともにサ
ブミクロンの微粉末であった。上記無水シリカの乾燥物
をＦＴ−ＩＲで測定したところ、ブチル基のピークが認
められた。この粉末を、水を入れたビーカーに落とし攪
拌しても懸濁することなく長時間安定に浮き、強い撥水
性を示すシリカ微粉末が得られた。上記無水シリカの焼
成物はＦＴ−ＩＲによるブチル基のピークが消失し、乾
式法無水シリカと同様の表面状態であった。
酸を加えｐＨを１に調整し、実施例１と同様の方法で共
沸脱水した。反応液の温度が１−ブタノールの沸点（１
１７．３℃）に達したときに加熱を止め、冷却後にろ
過、洗浄して母液を分離した。フィルターケーキを乾燥
器で１２０℃、２４時間乾燥して、２９．８ｇ撥水性シ
リカの乾燥物を得た。さらにこの乾燥物の一部を電気炉
で６００℃、３時間焼成してシリカの焼成物を得た。得
られた無水シリカの乾燥物および焼成物の比表面積をＢ
ＥＴ法にて測定したところ、乾燥物は５４０ｍ2 ／ｇ、
焼成物は６２０ｍ2 ／ｇの値が得られた。また、透過型
電子顕微鏡で観察した結果、ともに１０ｎｍ程度の一次
粒子が確認された。得られた無水シリカの乾燥物および
焼成物はともにかさ高く、容器に入れて振る程度の弱い
力で容易に微粉末になった。さらに、この微粉末を遠心
沈降式粒度測定機により測定したところ、平均粒子径は
それぞれ０．８２および０．８０μｍであり、ともにサ
ブミクロンの微粉末であった。上記無水シリカの乾燥物
をＦＴ−ＩＲで測定したところ、ブチル基のピークが認
められた。この粉末を、水を入れたビーカーに落とし攪
拌しても懸濁することなく長時間安定に浮き、強い撥水
性を示すシリカ微粉末が得られた。上記無水シリカの焼
成物はＦＴ−ＩＲによるブチル基のピークが消失し、乾
式法無水シリカと同様の表面状態であった。
【００１３】実施例３ １−ブタノールの代わりにイソプロパノールを用いた以
外は上記実施例１と全く同様にしてシリカ微粉末の製造
を行ったところ、実施例１の場合と異なり、そのまま共
沸脱水することにより、同様のシリカ微粉体が得られ
た。
外は上記実施例１と全く同様にしてシリカ微粉末の製造
を行ったところ、実施例１の場合と異なり、そのまま共
沸脱水することにより、同様のシリカ微粉体が得られ
た。
【００１４】
【発明の効果】本発明方法によれば、表面活性の損なわ
れにくい、比較的温和な処理を行う、低コストの工程に
よって、高い比表面積を持つサブミクロン粒子の形状の
無水シリカを得ることができる。しかも本発明では、前
記のようにシリカの一次粒子が単分散したシリカゾルを
共沸脱水後、乾燥及び／又は焼成するため、得られる無
水シリカ、撥水性シリカは粒子が微細なうえ、粒径分布
の狭い、粒のそろったものとなる。また、分散液が二次
粒子の場合には、目的物の粒子の形が不定形に凝集した
ものとなるが、本発明方法では粒子の形もそろったもの
が得られる。
れにくい、比較的温和な処理を行う、低コストの工程に
よって、高い比表面積を持つサブミクロン粒子の形状の
無水シリカを得ることができる。しかも本発明では、前
記のようにシリカの一次粒子が単分散したシリカゾルを
共沸脱水後、乾燥及び／又は焼成するため、得られる無
水シリカ、撥水性シリカは粒子が微細なうえ、粒径分布
の狭い、粒のそろったものとなる。また、分散液が二次
粒子の場合には、目的物の粒子の形が不定形に凝集した
ものとなるが、本発明方法では粒子の形もそろったもの
が得られる。
Claims (5)
- 【請求項１】 シリカ濃度が２０〜６０重量％のシリカ
ゾルを、有機溶媒と共に共沸脱水した後、乾燥及び／又
は焼成することを特徴とする無水シリカ微粉末の製造方
法。 - 【請求項２】 共沸脱水を酸触媒の存在下で行った後、
焼成することを特徴とする請求項１記載の無水シリカ微
粉末の製造方法。 - 【請求項３】 シリカ濃度が２５〜４０重量％である請
求項１又は２記載の無水シリカ微粉末の製造方法。 - 【請求項４】 シリカ濃度が２０〜６０重量％のシリカ
ゾルを、酸触媒の存在下で共沸脱水しうる有機溶媒と共
に共沸脱水した後、乾燥することを特徴とする撥水性シ
リカ微粉末の製造方法。 - 【請求項５】 シリカ濃度が２５〜４０重量％である請
求項４記載の撥水性シリカ微粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145496A JPH09241016A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 無水シリカ微粉末および撥水性シリカ微粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145496A JPH09241016A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 無水シリカ微粉末および撥水性シリカ微粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09241016A true JPH09241016A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12887388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5145496A Pending JPH09241016A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 無水シリカ微粉末および撥水性シリカ微粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09241016A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100496333B1 (ko) * | 2002-02-26 | 2005-06-21 | 유정근 | 초미세분말 산화규소의 제조방법 |
| KR100597076B1 (ko) * | 2004-09-09 | 2006-07-06 | 주식회사 마스타테크론 | 나노크기입자의 실리카 제조 방법 및 이로부터 제조된나노크기입자의 실리카 |
| WO2021060202A1 (ja) | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 豊田合成株式会社 | 霜耐性を有する撥水膜及びその製造方法 |
| CN114408930A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-04-29 | 南方科技大学 | 一种纳米SiO2及其制备方法、CO2吸附剂及其使用方法 |
| CN114436275A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-06 | 南方科技大学 | 纳米SiO2及其制备方法、CO2吸附剂及其应用 |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP5145496A patent/JPH09241016A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100496333B1 (ko) * | 2002-02-26 | 2005-06-21 | 유정근 | 초미세분말 산화규소의 제조방법 |
| KR100597076B1 (ko) * | 2004-09-09 | 2006-07-06 | 주식회사 마스타테크론 | 나노크기입자의 실리카 제조 방법 및 이로부터 제조된나노크기입자의 실리카 |
| WO2021060202A1 (ja) | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 豊田合成株式会社 | 霜耐性を有する撥水膜及びその製造方法 |
| CN114436275A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-06 | 南方科技大学 | 纳米SiO2及其制备方法、CO2吸附剂及其应用 |
| CN114408930A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-04-29 | 南方科技大学 | 一种纳米SiO2及其制备方法、CO2吸附剂及其使用方法 |
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