JPS63190774A - 疎水性無機構造体 - Google Patents

疎水性無機構造体

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JPS63190774A
JPS63190774A JP62260740A JP26074087A JPS63190774A JP S63190774 A JPS63190774 A JP S63190774A JP 62260740 A JP62260740 A JP 62260740A JP 26074087 A JP26074087 A JP 26074087A JP S63190774 A JPS63190774 A JP S63190774A
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silylating agent
diameter
emulsion
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JP62260740A
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エイブラハム・アラヤ
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Unilever NV
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0022Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials

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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は疎水性の、空孔で相互に連通ずる多数のくぼみ
を有する高多孔性の、新規な三次元無機構造体に関する
同時係属中の欧州特許出願第200528号明m害には
、高多孔性の新規な三次元無機構造体が開示されている
が、それは本発明で提供される疎水特性を有してはいな
い。加えて、その同時係属中の出願には、そのような構
造体の製造方法が開示されている。欧州特許出願第20
0528号明4(IHFの内容を、ここで本発明の説明
のために参照する。
本発明の第一点では、空孔によって相互に連通ずる多数
のくぼみを包含する三次元疎水性のほぼ無機質の多孔性
構造体を提供し、そのくぼみの直径が0.5から100
μmの範囲であり、その空孔の直径が0.1から20μ
Mの範囲であり、構造体の多孔度は、予め決められた1
0μmの範囲の大きさに対しては、少なくとも2 cc
7gの細孔容積を有するくぼみを有し、細孔分布が狭い
ものである。
くぼみの直径は、0.5から50μmの範囲、空孔の直
径は0.5から10μmの範囲であり、且つくぼみは、
0.5から10μmの範囲内の直径を持つくぼみに対し
ては、少なくとも2 cc/gの細孔容積を有するのが
好ましい。くぼみの直径が、1から50μmの範囲、空
孔の直径が1から10μmの範囲であり、且つくぼみが
、1から10μmの範囲内の直径を持つくぼみに対して
は、少なくとも2cc/gの細孔容積を有すれば、更に
好ましい。
狭い細孔分布を有する疎水性の無機多孔性構造体は、特
定の最終用途で使用され得る。予め決められた範囲の大
きさの細孔容積を有するくぼみの割合は、存在するくぼ
みの細孔容積の総和に対して、少なくとも90%V/V
となる。例えばくぼみは、前記予め決められた範囲の細
孔の大きさに対しては8 cc/gまでの細孔容積を有
することができる。
構造体の多孔度は水銀多孔変針で測定できる。
該横遺体を有する無機物質は、アルミナ、シリカ、チタ
ニア、ジルコニア、及びこれらの混合物の中から選択さ
れ得る。
該構造体は、シリル化剤(silylatiB  ag
ent)を使用することによって、疎水性にするのが望
ましい。シリル化剤は疎水性構造体中の置換可能な水酸
基の少なくとも5モルパーセントの等価量と置き換わる
のが適当である。シリル化剤のレベルの上限は、該構造
体の組成によって決まるが、疎水性構造体中の置換可能
な水酸基の40モルパーセントまでの等価量が考えられ
る。
使用するシリル化剤はシロキサン、シラザン、オキシシ
ラン、アルキルハロシラン、アリールハロシラン、アリ
ールハロオキシシラン、アルキルハロオキシシラン、置
換誘導体及びこれらの混合物の中から選択されるのが適
当である。選択されるシリル化剤及びその量は、要求さ
れるシステム及び所望の疎水性の程度に依存する。しか
し本発明の構造体は、構造体の全重量に対して0.5か
ら10重量パーセントの炭素含有量を有する。含まれる
炭素の実際の割合は、含まれるシリル化基のモル比率だ
けではなく、炭素鎖長にも依存する。
本発明の第二点は、本発明の第一点による三次元疎水性
のほぼ無機質の構造体の調製方法を提供し、その方法は
、 (a)  適当な乳化剤の存在下に無機構造体の前駆体
の水溶液を、油相を含有する水不混和性液体と接触させ
て、油相が50%より大の容積を占める水中油性乳濁液
を形成し、 (b)  ゲル化剤を加えるか、又は乳化無機ゾルを経
時的に凝固させることによって、乳濁液の連続水相をゲ
ル化することから成り、 無機構造体の前駆体の水溶液及び/又はゲル化若しくは
凝固した乳濁液が有効量の反応性シリル化剤と接触する
方法である。
無機構造体は、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニ
ア、及びこれらの混合物から選択された無機酸化物であ
るのが適当である。使用するシリル化剤の量は、置換可
能な水酸基の少なくとも5モルパーセントの等価量及び
置換可能な水酸基の40モルパーセントまでの等価量に
置き換わるのに有効であるのが望ましい。
無機構造体の前駆体の水溶液は、反応性シリル化剤の有
効量と接触するのが望ましい、前駆体は、所望の無機構
造体を形成するのに適した、例えば適当な無機塩及び低
級酸化物である。即ち、前駆体とシリル化剤との接触は
、乳濁液が凝固又はゲル化を起こす前に行なう、このよ
うにシリル化剤と接触させると、一定の構造体に関して
、前以て形成した横遺体をシリル化剤と接触させるより
も、取り込まれるシリル化剤の量が多くなる。従って、
乳濁液中のr油1相、即ち水不混和性液体は、使用する
シリル化剤の少なくとも一部分を形成するのが好ましい
、所望であれば、シリル化剤でr油」相全体を構成して
もよいし、又は例えばシクロヘキサンのような適当な水
不混和性の溶剤で希釈するか若しくはその中に溶解して
もよい、従って、シリル化剤は固体でも液体でもよい。
シリル化剤の使用する溶剤に対する比は、疎水性の程度
及び要求された構造体の全体の多孔度の両方に依存する
シリル化剤の量は、乳濁液の重量に対して2から50重
量パーセントの間であるのが望ましい。
本発明の方法によって、多孔性無機構造体は、充分なシ
リル化剤を使用するならば、外面及び内部のくぼみ及び
細孔双方が疎水性であり得る。
本発明の方法に使用する適当な反応性シリル化剤は該方
法中で加水分解されないか、又はそうでなければ不活性
化されないものであることが必要である。同様に、シリ
ル化剤は、本発明方法の条件下では、無機物質の時期単
向のゲル化を誘発してはならない。
反応性シリル化剤は、シロキサン、シラザン、オキシシ
ラン、アルキルハロシラン、アリールハロシラン、アル
キルハロオキシシラン、アリールハロオキシシラン、置
換誘導体及びこれらの混合物から選択されるのが望まし
い。
適当なシランの例は、 R−Si−0−Si−R及び R−Si−Nil−Si
−R(Rは−CH,又はC2H3) 及び、 R’ −SニーXll1 (R’は(nH2n++ (nは1から22)又は−C
、I+ 5、r内は1から3、−Xは−01、−Dr、
−I、−0Me、−0Et)である。
本発明方法の好適形態では、未反応シリル化剤とともに
水不混和性液体は、該構造体から除去して、任意に、全
電解質を洗浄して、構造体を乾燥させる0本発明方法に
使用する反応性シランど水不混和性液体の選択は、適合
する乳化剤を決定する因子であり、適当な情報は、r界
面活性剤1(Schwartz M^、&Perry 
HJ、 IntersciencePublisher
s、 New York、1974年)のようなテキス
トブックから得られる。必須条件は、比較的安定した水
中油性乳濁液を生成することであり、この乳濁液の生成
は、低速又は高速撹拌器又は振動混合器を包含する適当
な乳化装置によって容易になされる。
次の実施例は、本発明を実施する過程を示すと共に、調
製の一般的な方法を例示する。このように記述した本発
明の具体的実施例は、単に例にすぎない。
単語rミラノール(Miranol)1及び「クロデー
トリック(Crodateric)1は商品名であり、
イミダシリンベースの両性乳化剤のことである。
及1九[ 中性ケイ酸塩(SiOz:Na2Oは3.28及び28
.3%SiO2)531 lを水47−!で薄めて、1
5重量%SiO□を含有するケイ酸塩溶液を作成した。
希ケイ酸塩溶液44gを、250m lプラスチックビ
ーカーの中でミラノール0.4g及びクロデートリック
C0,4gと混合した。シクロヘキサン134m1及び
ヘキサメチルジシロクサン(11MDS)10mlをケ
イ酸塩乳化剤混合物に加えて、振動ミキサーを用いて5
分間撹拌した。グラスチック滴下ピペットを用いて5N
[酸の中に落とすと、乳化ケイ酸塩がゲル化した。ゲル
を、室温で18時間該酸中に放置し、次いで鎖酸から分
離して水で洗い流し、固着した酸性溶液を全て除去した
。湿潤な生成物を最初に空気乾燥させて、それから繰り
返し水で洗ってから110℃の温度で16時間乾燥させ
た。
電子i微鏡(SEN)によって乾燥生成物を検査すると
、空孔によって相互に連通したくぼみを有する三次元の
網状構造体であることがわかった。水銀多孔度肝によっ
て測定すると1から10μmの間の乾燥生成物の細孔容
積は4.5cc/gであり、炭素硫黄分析器(LECO
C5−244)によって測定した炭素含有量は2.1%
であった。
106〜250μの粒子の大きさの乾燥生成物0.05
゜を、100m1ビーカー中の水15m1の表面に置い
た。
ミラノールを少量のサンプル上に滴定した。メタノール
28m1を撹拌しなから全サンプルに適用して、完全に
ぬらして、ビーカーの底に沈澱させた。同様の粒子の大
きさであるが分散相でHMDSを全く加えないで作った
サンプルは、1ml以下のメタノールによって、完全に
ぬれて、ビーカーの底に沈澱した。
火1j[L シクロヘキサン1141及びHMDS30m lを使用
する以外は、実施例1と同じ操作を実施した。
乾燥生成物は、1から10μmの間に4.4cc/gの
細孔容積及び2.7重量%の炭素含有量を有していた。
生成物のSENは、添付の第2図のように、空孔で相互
に連通したくぼみを有する三次元網状構造体を示した。
火1」[L シクロヘキサン72m l及びt1MDs72mlを使
用する以外は、実施例1と同じ操作を実施した。
1から10μm間の乾燥生成物の細孔容積は4,3cc
/gであり、炭素含有量は6.5重量%であった。
メタノール36m lを要して、106〜250μ粒子
サイズの生成物0.05gをぬらして、水15m lが
入ったビーカーの底に完全に沈澱させた。生成物の電子
顕微鏡(SEN)は、空孔によって相互に連通したくぼ
みを有する三次元網状構造体を示した。
第1図は実施例3の生成物の多孔性のl・レースであり
、縦軸に累積細孔容積cc/g、横軸に細孔の直径の対
数をとったグラフである。
及1九支 シクロヘキサン36m l及びHMDS108mlを使
用する以外は、実施例1と同じ操作を実施した。
乾燥生成物は1から10μmの間に4 cc7gの細孔
容積及び9.1重量%の炭素含有量を有した。生成物の
SENは空孔によって相互に連通したくぼみを有する三
次元網状構造体を示した。
え1九i HMDS144mlを使用する以外は、実施例1と同じ
操作を実施した。
乾燥生成物は、1から10μmの間に3.7cc/gの
細孔容積及び9.8重量%の炭素含有量を有した。生成
物のSENは、添付の第3図に示したように、空孔によ
って相互に連通したくぼみを有する三次元網状構造体を
示した。
支11[− 20重量%Si02を含むケイ酸ナトリウムの水溶液1
60gを、400m lプラスチックビーカーの中で、
ミラノール1.6g及びクロデートリックC1,3gと
混合した。シクロヘキサン3111を、ケイ酸塩/乳化
剤混合物に加えて、続いてt1MDs55mlを加えた
。混合物を振動ミキサーを用いて25分間撹拌した。得
られた乳濁液を、次いで実施例1と同様に処理した。
乾燥生成物の細孔容積は1から10μmの間で3.4c
c/gであった。生成物は全体の多孔度が4.93cc
/gであり、13.6重量%の炭素を含有していた。
夫[ ケイ酸ナトリウム溶液(20%SiO2)63H、ミラ
ノール0.6g、クロデートリックCO,52g、シク
ロヘキサン141m1及びlIMDs3mlを使用して
、実施例6と同じ方法を行った。
生成物は、全体の多孔度5.78cc/H,0,5から
5μ輪の間の多孔度5.23cc/gを有した。生成物
の炭素含有量は1.6重量%であった。
え1昨影 ケイ酸ナトリウム水溶液(20%S!02)83g、ミ
ラノール0.63.、クロデートリックC0,52g、
シクロヘキサン138輸l及びHMDS8n+ lを使
用して、実施例6と同じ方法を行った。
生成物は、全体の多孔度5.28cc/H,0,5から
5μmの間の多孔度は3.3cc/gを有した6生成物
の炭素含有量は2.65重量%であった。
夫11% ケイ酸ナトリウム水溶液(20重1%SiO□含有)1
60g、ミラノール1.6g、クロデートリックC1,
3g、シクロヘキサン348m l及びFIMDS18
繭Iを使用して、実施例6と同じ方法を行った。
生成物は、全体の多孔度5.19cc/gであり、0.
5から5μ慣の間の多孔度3 cc/gを有した。生成
物の炭素含有量は8.08重量%であった。
丸1鰻則 欧州特許出願第200528号明細書に記載の方法に従
って調製した多孔性シリカ構造体6.7gを21プラス
チツクビーカーに入れた。構造体は、1から10μsの
細孔容積4.2cc/gを有していた。 IIMDS1
44+slを加えて、次いで5N硫酸11を加えた。ビ
ーカーの内容物を24時間撹拌した。実施例1のように
生成物を酸から分離して、洗浄し、乾燥させた。
生成物は、全体の多孔度6.08cc/g、1から10
μ…の間の多孔度3.9cc7g企有した。生成物は6
.7重量%の炭素を含有した。
及1既比 (酸ミョウバン[2,76%^1201.20%H2S
O,及び77.24%1120]53gとケイ酸ナトリ
ウム[10,4重量%SiO□]165gを混合して調
製した)アルミノケイ酸ナトリウムゾル44gを、25
0m1プラスチツクビーカーの中で、マーボール(Me
rpo I )0.3gと混合した。シクロヘキサン1
30m lをアルミノケイ酸塩/乳化剤混合物に加えて
、続いてHMDS14mlを加えた。混合物を振動ミキ
サーを用いて10分間撹拌して、得られた乳濁液を15
分間放置した。乳濁液を、プラスチック滴下ピペットを
用いて1M炭酸アンモニウム中に滴下してゲル化させた
。ゲルを炭酸アンモニウム中に2時間放置し、次いで実
施例1と同様に分離して、水で洗い流し、空気乾燥させ
、洗浄してオーブンで乾燥させた。
生成物の全体の多孔度は4゜16cc/gであり、0.
5から10μmの間の多孔度は2.2cc/gであった
生成物は1.7重量%の炭素を含有した。
え1叱對 Ti(S04)z溶液(112SO,中)15%−/V
)15+++1を、250m1プラスチツクビーカーの
中に入った12%シリカゾル30m lに加えた。マー
ボール0.3gと混合し、シクロヘキサン130m1を
加えて、続いてl1MDs14mlを加えた。混合物を
振動ミキサーを用いて10分間撹拌して、得られた乳濁
液を15分間放置した。乳濁液を、25%アンモニア溶
液に滴下してゲル化させた。10分間放置してから、ゲ
ルを分離させ、空気乾燥させた。生成物を実施例1と同
様に洗浄及び乾燥させた。
生成物の全体の多孔度は3.18cc/gであり、1か
ら10μmの間の多孔度は2.0ce/gであった。
生成物は2.8重量%の炭素を含有した。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例3の生成物の多孔度のトレースを勺人 
予雲゛);ター°Lつ7:与 手続?f11正書く方式) 1.事件の表示   昭和62年特許願第260740
号2、発明の名称   疎水性無機構造体3、補正をす
る者 事件との関係  特許出願人 名称     ユニリーバ−・ナームローゼ・ペンノー
トシャープ 4、代 理 人   東京都新宿区新宿1丁目1番14
号 山田ピル5、補正指令の日付   昭和62年12
月24日6、補正により増加する発明の数 8、補正の内容 (1)  明細書中、第22頁第1行目ないし第3行目
を以下の文章と差し換える。 「 第1図は実施例3で得られた生成物の多孔度のトレ
ースを示し、第2図は実施例2で得られた粒子構造の走
査電子顕微鏡写真であり、第3図は実施例5で得られた
粒子構造の走査電子顕微鏡写真である。」

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)空孔によって相互に連通する多数のくぼみを包含
    する三次元疎水性のほぼ無機質の多孔性構造体であって
    、くぼみの直径が0.5から100μmの範囲であり且
    つ空孔の直径が0.1から20μmの範囲であり、該構
    造体の多孔度は、予め決められた10μmの範囲の大き
    さに対しては少なくとも2cc/gの細孔容積を有する
    くぼみを有し、細孔分布が狭い前記構造体。
  2. (2)くぼみの直径が0.5から50μmの範囲であり
    、空孔の直径が0.5から10μmの範囲であり、且つ
    くぼみが、0.5から10μmの範囲内の直径を持つく
    ぼみに対しては、少なくとも2cc/gの細孔容積を有
    する特許請求の範囲第1項に記載の構造体。
  3. (3)くぼみの直径が1から50μmの範囲であり、空
    孔の直径が1から10μmの範囲であり、且つくぼみが
    、1から10μmの範囲内の直径を持つくぼみに対して
    は、少なくとも2cc/gの細孔容積を有する特許請求
    の範囲第2項に記載の構造体。
  4. (4)くぼみが、前記予め決められた範囲の細孔の大き
    さに対しては、8cc/gまでの細孔容積を有する特許
    請求の範囲第1項から第3項のいずれか一項に記載の構
    造体。
  5. (5)該構造体を有する無機物質がアルミナ、シリカ、
    チタニア、ジルコニア、及びこれらの混合物の中から選
    択される特許請求の範囲第1項から第4項のいずれか一
    項に記載の構造体。
  6. (6)シリル化剤が、無機構造体中の置換可能な水酸基
    の少なくとも5モルパーセントの等価量と置き換わる特
    許請求の範囲第5項に記載の構造体。
  7. (7)シリル化剤が、無機構造体中の置換可能な水酸基
    の40モルパーセントまでの等価量と置き換わる特許請
    求の範囲第5項又は第6項に記載の構造体。
  8. (8)シリル化剤が疎水性構造体を生成するために使用
    されて、且つシロキサン、シラザン、オキシシラン、ア
    ルキルハロシラン、アリールハロシラン、アリールハロ
    オキシシラン、アルキルハロオキシシラン、置換誘導体
    及びこれらの混合物の中から選択される特許請求の範囲
    第5項から第7項のいずれか一項に記載の構造体。
  9. (9)該構造体が、構造体の全重量に対して0.5から
    10重量%の範囲内の炭素含有量を有する特許請求の範
    囲第1項から第8項のいずれか一項に記載の構造体。
  10. (10)特許請求の範囲第1項から第4項のいずれか一
    項に記載の三次元疎水性のほぼ無機質の構造体を調製す
    るための方法であって、 (a)適当な乳化剤の存在下に無機構造体の前駆体の水
    溶液を、油相を含有する水不混和性液体と接触させて、
    油相が50%より大の容積を占める水中油性乳濁液を形
    成し、 (b)ゲル化剤を加えるか、又は乳化無機ゾルを経時的
    に凝固させることによって、乳濁液の連続水相をゲル化
    することから成り、無機構造体の前駆体の水溶液及び/
    又はゲル化若しくは凝固した乳濁液が有効量の反応性シ
    リル化剤と接触する前記方法。
  11. (11)無機構造体が、アルミナ、シリカ、チタニア、
    ジルコニア、及びこれらの混合物から選択される無機酸
    化物である特許請求の範囲第10項に記載の方法。
  12. (12)使用するシリル化剤の量が、置換可能な水酸基
    の少なくとも5モルパーセントの等価量及び置換可能な
    水酸基の40モルパーセントまでの等価量に置き換わる
    のに有効である特許請求の範囲第10項又は第11項に
    記載の方法。
  13. (13)乳濁液中の水不混和性液体が反応性シリル化剤
    を包含する特許請求の範囲第10項から第12項のいず
    れか一項に記載の方法。
  14. (14)反応性シリル化剤が、シロキサン、シラザン、
    オキシシラン、アルキルハロシラン、アリールハロシラ
    ン、アルキルハロオキシシラン、アリールハロオキシシ
    ラン、置換誘導体及びこれらの混合物の中から選択され
    る特許請求の範囲第10項から第13項のいずれか一項
    に記載の方法。
  15. (15)シリル化剤が、R−Si−O−Si−R及びR
    −Si−NH−Si−R(Rは−CH_3又は−C_2
    H_5)、並びにR′−Si−Xm(R′はC_nH_
    2_n_+_1(nは1から22)若しくは−C_6H
    _5、−XはCl、Br、I、OMe、OEt、及びm
    は1から3)である特許請求の範囲第14項に記載の方
    法。
  16. (16)該構造体から未反応シリル化剤を全て排除して
    、該構造体を乾燥させることを包含する特許請求の範囲
    第10項から第15項のいずれか一項に記載の方法。
  17. (17)シリル化剤を、乳濁液の重量に対して2から5
    0重量%の間の量で使用する特許請求の範囲第10項か
    ら第16項のいずれか一項に記載の方法。
JP62260740A 1986-10-16 1987-10-15 疎水性無機構造体 Pending JPS63190774A (ja)

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GB8624872 1986-10-16
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