RS65075B1 - Izolaciona kompozicija koja sadrži silicijum dioksid - Google Patents

Izolaciona kompozicija koja sadrži silicijum dioksid

Info

Publication number
RS65075B1
RS65075B1 RS20240061A RSP20240061A RS65075B1 RS 65075 B1 RS65075 B1 RS 65075B1 RS 20240061 A RS20240061 A RS 20240061A RS P20240061 A RSP20240061 A RS P20240061A RS 65075 B1 RS65075 B1 RS 65075B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
group
particles
silica
silica particles
salt
Prior art date
Application number
RS20240061A
Other languages
English (en)
Inventor
Naohiko Suemura
Masatoshi Sugisawa
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Publication of RS65075B1 publication Critical patent/RS65075B1/sr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/002—Inhomogeneous material in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/40—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • 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
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/141—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions
    • C01B33/1415—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by suspending finely divided silica in water
    • C01B33/1417—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by suspending finely divided silica in water an aqueous dispersion being obtained
    • 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
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/141—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions
    • C01B33/142—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates
    • 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
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/141—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions
    • C01B33/142—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates
    • C01B33/143—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates
    • C01B33/1435—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates using ion exchangers
    • 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
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/145—Preparation of hydroorganosols, organosols or dispersions in an organic medium
    • 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
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/146—After-treatment of sols
    • 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
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/146—After-treatment of sols
    • C01B33/149—Coating
    • 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
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

Opis
OBLAST TEHNIKE
[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na izolacionu kompoziciju koja sadrži čestice silicijum dioksida i na izolacioni proizvod napravljen od te kompozicije.
STANJE TEHNIKE
[0002] Mnoge smole sa poboljšanom mehaničkom čvrstoćom, hemijskom otpornošću, električnim svojstvima itd. do sada su široko korišćene u, na primer, električnim i elektronskim komponentama, delovima automobila i drugim mehaničkim delovima. U skladu sa savremenim trendom minijaturizacije elektronskih uređaja, komponente uređaja su postajale sve manjih dimenzija i tanje, što je dovelo do daljeg smanjenja izolacionog razmaka. Zbog toga se pojavila potreba za daljim poboljšanjem otpornosti na dielektrični proboj livenog proizvoda i izolacionih svojstava izolacione smole. Takva izolaciona smola se obogaćuje staklenim vlaknima, određenom vrstom sredstva za bojenje, ili nekim drugim aditivom u cilju poboljšanja električnih svojstava i drugih karakteristika smole, ili se u nju dodaje usporivač plamena, kako bi smola bila otporna na plamen. Međutim, poznato je da uključivanje, na primer, takvog aditiva u izolacionu smolu izaziva pogoršanje električnih svojstava, kao što su otpornost na dielektrični proboj i otpornost na lutajuće struje, što nameće određena ograničenja pri upotrebi smole u električnim i elektronskim komponentama.
[0003] U cilju ispunjavanja gore pomenute potrebe, učinjeni su pokušaji da se poboljšaju izolaciona svojstva komponenti koje se ugrađuju u kompoziciju.
[0004] Na primer, otkrivena je kompozicija za oblaganje koja ispoljava otpornost na parcijalno pražnjenje i sadrži poliimidni materijal za oblaganje koji uključuje poliimidni prekursor i organski rastvarač, i sol od organosilike koji sadrži čestice silicijum dioksida i disperzioni medijum za dispergovanje čestica silicijum dioksida u poliimidnom materijalu za oblaganje, pri čemu je količina natrijumovih jona sadržanih u česticama silicijum dioksida 5 × 10<-3>tež.%, ili manje, u odnosu na težinu čestica silicijum dioksida (videti Patentne dokumente 1 i 2). Patentni dokument 3 otkriva silicijum dioksid sa veoma niskim sadržajem natrijuma, koji se koristi u očvrsloj smoli, pogodnoj kao izolacioni medijum.
Dokumenti prethodnog stanja tehnike
Patentni dokumenti
[0005]
Patentni dokument 1: Objava neispitane japanske patentne prijave br. 2017-095547 (JP 2017-095547 A)
Patentni dokument 2: Objava neispitane japanske patentne prijave br. 2016-079195 (JP 2016-079195 A)
Patentni dokument 3 : SAD patentna prijava US2001/004651 A1
KRATAK OPIS PRONALASKA
Problemi koje treba rešiti pronalaskom
[0006] Ovaj pronalazak, kako je definisan u zahtevu 1, obezbeđuje izolacionu kompoziciju koja sadrži čestice silicijum dioksida, smolu i sredstvo za očvršćavanje, pri čemu je eluiranje jona Na iz čestica silicijum dioksida sprečeno ili smanjeno, a kompozicija tokom vremena podleže maloj promeni u izolacionim svojstvima.
Načini rešavanja problema
[0007] Prvi aspekt ovog pronalaska je izolaciona kompozicija, kako je definisana u zahtevu 1, koja sadrži čestice (A) silicijum dioksida, smolu (B) i sredstvo (C) za očvršćavanje, pri čemu: kada se vodeni rastvor čestica (A) silicijum dioksida koji ima koncentraciju SiO2od 3.8 mas.% zagreva 20 sati na 121 °C, količina jona Na eluiranih iz čestica (A) silicijum dioksida je 40 milionitih delova/SiO2ili manje.
[0008] Drugi aspekt ovog pronalaska, kako je definisan u zahtevu 2, je izolaciona kompozicija prema prvom aspektu, pri čemu je količina jona Na eluiranih iz čestica (A) silicijum dioksida nakon zagrevanja 5 do 38 milionitih delova/SiO2.
[0009] Treći aspekt ovog pronalaska je izolaciona kompozicija, kako je definisana u zahtevu 1, prema prvom aspektu, pri čemu:
čestice (A) silicijum dioksida sadrže oksid polivalentnog metala tako, da molski odnos polivalentnog metala M prema Si iznosi 0.001 do 0.02;
maseni odnos Na2O/SiO2u česticama silicijum dioksida je 700 do 1300 milionitih delova; i
čestice silicijum dioksida imaju, na svojoj površini, sloj koji ima debljinu od 0.1 do 1.5 nm i maseni odnos Na2O/SiO2od 10 do 400 milionitih delova, i imaju prosečan prečnik čestica od 5 do 40 nm.
[0010] Četvrti aspekt ovog pronalaska je postupak za proizvodnju izolacione kompozicije, kao što je definisano u zahtevu 3, prema bilo kom od prvog do trećeg aspekata, pri čemu postupak obuhvata:
korak pripremanja vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida;
korak (1) zamene vodenog medijuma vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida organskim medijumom, da bi se dobio sol čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu; i
korak (2) mešanja sola čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu proizvedenog u koraku (1) sa smolom (B) i sredstvom (C) za očvršćavanje.
[0011] Peti aspekt ovog pronalaska, kako je definisano u zahtevu 3, je postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema četvrtom aspektu, gde se vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida proizvodi primenom:
koraka pripreme vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata, i sledećih koraka (I) i (II):
korak (I): korak podvrgavanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida bilo kom od sledećih koraka (I-i) do (I-iii):
korak (I-i): korak održavanja vodene disperzije na sobnoj temperaturi do 50 °C u kiselim uslovima sa pH od 1 do 4,
korak (I-ii): korak zagrevanja vodene disperzije na 100 do 200 °C, i korak (I-iii): kombinacija koraka (I-i) i (I-ii); i
korak (II): korak podvrgavanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida koja je bila podvrgnuta koraku (I) sledećem koraku (II-i) ili (II-ii):
korak (II-i): korak uzastopnog izvođenja katjonske izmene i anjonske izmene, ili korak (II-ii): korak uzastopnog izvođenja katjonske izmene, anjonske izmene i katjonske izmene.
[0012] Šesti aspekt ovog pronalaska je postupak za proizvodnju izolacione kompozicije, kao što je definisano u zahtevu 3, prema petom aspektu, pri čemu se pH podešava na 1 do 4 u koraku (I-i) dodavanjem kiseline u vodenu disperziju čestica (a) silicijum dioksida.
[0013] Sedmi aspekt ovog pronalaska je postupak za proizvodnju izolacione kompozicije, kao što je definisano u zahtevu 3, prema četvrtom aspektu, gde se vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida proizvodi primenom:
koraka pripreme vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata, i
koraka dodavanja, u vodenu disperziju čestica (a) silicijum dioksida, jedinjenja silana sledeće formule (1):
RaSiX(4-a)Formula (1)
(gde R predstavlja C1-10alkil grupu, epoksi grupu, organsku grupu koja sadrži epoksi grupu, fenil grupu, organsku grupu koja sadrži fenil grupu, ili bilo koju njihovu kombinaciju, i vezan je za atom silicijuma preko Si-C veze; a je ceo broj od 0 do 3; i X je alkoksi grupa, aciloksi grupa ili halogena grupa), da bi se površine čestica (a) silicijum dioksida obložile proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1).
[0014] Osmi aspekt ovog pronalaska je postupak za proizvodnju izolacione kompozicije, kako je definisano u zahtevu 8,
prema sedmom aspektu, pri čemu korak oblaganja čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) obuhvata:
korak oblaganja čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 0; i
korak daljeg oblaganja čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 1 ili 2.
[0015] Deveti aspekt sadašnjeg pronalaska je postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema sedmom aspektu, pri čemu je jedinjenje silana formule (1) u kojoj a iznosi 0 tetraetoksisilan ili tetrametoksisilan, a jedinjenje silana formule (1) u kojoj a iznosi 1 ili 2 je silan koji ima organsku grupu koja sadrži epoksi grupu, silan koji ima fenil grupu, ili njihova kombinacija.
[0016] Deseti aspekt ovog pronalaska je postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema sedmom aspektu, pri čemu je maseni odnos čestica (a) silicijum dioksida prema proizvodu hidrolize ili kondenzatu hidrolize jedinjenja silana formule (1) 100 : 2 do 100 : 100.
[0017] Jedanaesti aspekt ovog pronalaska je postupak za proizvodnju izolacione kompozicije, kao što je definisano u zahtevu 8,
prema bilo kom od prvog do trećeg aspekata, gde postupak obuhvata:
korak pripremanja vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida;
korak (1) zamene vodenog medijuma vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida organskim medijumom, da bi se time proizveo sol čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu; i
korak (2) mešanja sola čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu proizvedenog u koraku (1) sa smolom (B) i sredstvom (C) za očvršćavanje, pri čemu se vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida priprema primenom:
koraka pripremanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata;
koraka podvrgavanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida koracima (I) i (II) opisanim u petom ili šestom aspektu; i
koraka oblaganja površina čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) opisanog u bilo kom od sedmog do desetog aspekata.
[0018] Dvanaesti aspekt ovog pronalaska je postupak za proizvodnju podloge, kako je definisano u zahtevu 9,
gde postupak obuhvata korak nanošenja izolacione kompozicije prema bilo kom od prvog do trećeg aspekta na podlogu, i korak zagrevanja kompozicije.
Efekti pronalaska
[0019] U izolacione kompozicije je i ranije dodavan silicijum dioksid (čestice silicijum dioksida) u cilju poboljšanja njenih električnih i mehaničkih svojstava. U mnogim slučajevima, dodavanje silicijum dioksida je obavljano postupkom koji uključuje proizvodnju sola silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata, zamenom vodenog disperzionog medijuma sola organskim rastvaračem za poboljšanje kompatibilnost sola sa smolom, a zatim ugradnjom sola u smolu.
[0020] Međutim, čestice silicijum dioksida u solu silicijum dioksida proizvedenom prethodno pomenutim postupkom sadrže jone alkalnih metala čak i nakon katjonske izmene. Prema tome, naknadna adsorpcija vlage iz vazduha na jone alkalnih metala (posebno jone natrijuma) eluirane iz čestica silicijum dioksida može da izazove pogoršanje izolacionih svojstava.
[0021] U ovom pronalasku, da bi se smanjilo eluiranje jona natrijuma sa površine čestica silicijum dioksida, proizvodi se vodeni sol čestica silicijum dioksida, a zatim se, na primer, pH vodenog sola održava u kiseloj oblasti dodavanjem kiseline, kako bi se na taj način uklonili natrijumovi joni koji su podložni eluiranju sa površina ili površinskih slojeva čestica silicijum dioksida, nakon čega sledi eliminacija natrijumovih jona iz reakcionog sistema putem katjonske izmene. Na taj način se joni natrijuma u česticama silicijum dioksida koje se koriste u ovom pronalasku uklanjaju ili se njihova količina smanjuje. Prema tome, kod podloge koja ima izolacioni film za oblaganje formiran nanošenjem izolacione kompozicije koja sadrži čestice silicijum dioksida moguće je sprečiti pogoršanje izolacionih karakteristika, koje može da bude uzrokovano adsorpcijom vlage iz vazduha na jone natrijuma.
[0022] Alternativno, da bi se smanjilo eluiranje jona natrijuma sa površina čestica silicijum dioksida, proizvodi se vodeni sol čestica silicijum dioksida, a zatim se površine čestica silicijum dioksida oblažu kondenzatom hidrolize jedinjenja silana. U ovom slučaju, eluiranje jona natrijuma sa površina čestica silicijum dioksida je sprečeno, budući da su čestice silicijum dioksida obložene proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana koji gotovo da ne sadrži jone natrijuma.
[0023] Kao što je gore opisano, eluiranje jona natrijuma sa površina čestica silicijum dioksida korišćenih u ovom pronalasku je smanjeno ili sprečeno. Prema tome, manje je verovatno da će očvrsli proizvod proizveden od izolacione kompozicije ovog pronalaska koja sadrži čestice silicijum dioksida podleći pogoršanju izolacionih svojstava.
KRATAK OPIS CRTEŽA
[0024]
[SL. 1] SL. 1 prikazuje vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda proizvedenog od kompozicije epoksidne smole koja ne sadrži čestice silicijum dioksida (tj. sadrži samo epoksidnu smolu i sredstvo za očvršćavanje) pri primenjenom naponu od 20 kV, 15 kV ili 10 kV, i pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda na 5 kV
[SL. 2] SL. 2 prikazuje vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda proizvedenog od kompozicije epoksidne smole koja sadrži sol 1A silicijum dioksida pripremljen u primeru 1 (tj. koji sadrži čestice silicijum dioksida, epoksidnu smolu i sredstvo za očvršćavanje) pri primenjenom naponu od 20 kV, 15 kV ili 10 kV, i pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda na 5 kV [SL. 3] SL. 3 prikazuje vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda proizvedenog od kompozicije epoksidne smole koja sadrži sol 2A silicijum dioksida pripremljen u primeru 2 (tj. koji sadrži čestice silicijum dioksida, epoksidnu smolu i sredstvo za očvršćavanje) pri primenjenom naponu od 20 kV, 15 kV ili 10 kV, i pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda na 5 kV [SL. 4] SL. 4 prikazuje vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda proizvedenog od kompozicije epoksidne smole koja sadrži sol 3A silicijum dioksida pripremljen u primeru 3 (tj. koji sadrži čestice silicijum dioksida, epoksidnu smolu i sredstvo za očvršćavanje) pri primenjenom naponu od 20 kV, 15 kV ili 10 kV, i pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda na 5 kV [SL. 5] SL. 5 prikazuje vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda proizvedenog od kompozicije epoksidne smole koja sadrži sol 1a silicijum dioksida pripremljen u uporednom primeru 1 (tj. koji sadrži čestice silicijum dioksida, epoksidnu smolu i sredstvo za očvršćavanje) pri primenjenom naponu od 20 kV, 15 kV ili 10 kV, i pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda na 5 kV
NAČINI IZVOĐENJA PRONALASKA
[Izolaciona kompozicija]
[0025] Ovaj pronalazak je usmeren na izolacionu kompoziciju koja sadrži čestice (A) silicijum dioksida, smolu (B) i sredstvo (C) za očvršćavanje, u kojoj su čestice (A) silicijum dioksida takve da je, kada se vodena disperzija čestica silicijum dioksida koja ima koncentraciju SiO2od 3.8 mas.% zagreva 20 sati na 121 °C, količina jona Na eluiranih iz čestica silicijum dioksida 40 milionitih delova/SiO2ili manje.
<Čestice (A) silicijum dioksida>
[0026] U ovom pronalasku, čestice (A) silicijum dioksida su takve da je količina Na jona eluiranih iz čestica silicijum dioksida nakon zagrevanja pod gore opisanim uslovima 40 milionitih delova/SiO2ili manje, poželjno 5 do 38 milionitih delova/SiO2sa praktičnog stanovišta.
[0027] Poželjno, čestice (A) silicijum dioksida sadrže oksid polivalentnog metala tako, da je molski odnos polivalentnog metala M prema Si 0.001 do 0.02, maseni odnos Na2O/SiO2u česticama silicijum dioksida je 700 do 1300 milionitih delova, a čestice silicijum dioksida imaju, na svojoj površini, sloj koji ima debljinu od 0.1 do 1.5 nm i maseni odnos Na2O/SiO2od 10 do 400 milionitih delova (tj. sloj koji sadrži smanjenu količinu jona Na), i imaju prosečan prečnik čestica od 5 do 40 nm.
[0028] Prethodno pomenuti oksid polivalentnog metala je baziran na alkalnom silikatu koji služi kao sirovina za čestice silicijum dioksida.
[0029] Čestice silicijum dioksida koje se mogu koristiti u ovom pronalasku mogu da se pripreme iz vodenog sola silicijum dioksida (vodena disperzija čestica silicijum dioksida) dobijenog bilo kojim poznatim postupkom kao u konvencionalnom slučaju. Na primer, vodeni sol silicijum dioksida se priprema zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata (posebno natrijum silikata). Kao što je dole opisano, u vodenom solu silicijum dioksida (tj. vodenoj disperziji čestica silicijum dioksida) korišćenom u ovom pronalasku, na primer, čestice silicijum dioksida mogu da budu podvrgnute površinskom tretmanu, ili medijum (disperzioni medijum) može da bude zamenjen.
[0030] Alkalni silikat koji služi kao sirovina sadrži polivalentni metal pored silicijuma, a polivalentni metal formira pomenuti oksid polivalentnog metala. Primeri polivalentnog metala uključuju gvožđe, aluminijum, cink, cirkonijum, titan, kalaj i olovo.
Čestice (A) silicijum dioksida su zasnovane na solu silicijum dioksida.
[0031] Čestice (A) silicijum dioksida mogu da imaju prosečni prečnik čestica od 5 do 40 nm.
[0032] „Prosečni prečnik čestica“, kako se ovde koristi, odgovara prečniku specifične površine (D (nm)) dobijenom sledećom formulom: D (nm) = 2720/S, gde je S specifična površina (m<2>/g) merena metodom adsorpcije azota, a prosečni prečnik čestica može biti prosek prečnika primarnih čestica (prosečan prečnik primarnih čestica).
<Postupak za proizvodnju izolacione kompozicije>
[0033] Izolaciona kompozicija ovog pronalaska može da se proizvede postupkom koji uključuje korak pripreme vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida, korak (1) zamene vodenog medijuma vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida organskim medijumom (organski rastvarač), da bi se na taj način proizveo sol čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu (u daljem tekstu može da bude nazvan „sol silicijum dioksida dispergovan u organskom rastvaraču“) i korak (2) mešanja sola čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu proizvedenog u koraku (1) sa smolom (B) i sredstvom (C) za očvršćavanje.
[0034] Izolaciona kompozicija ovog pronalaska može da sadrži čestice (A) silicijum dioksida u količini od 2 do 50 mas.%, smolu (B) u količini od 20 do 90 mas.% i sredstvo (C) za očvršćavanje u količini od 0.1 do 60 mas.%.
[0035] Izolaciona kompozicija može opciono da sadrži, na primer, promotor očvršćavanja (promotor reakcije) ili reaktivni razblaživač.
[0036] Gore pomenuta količina odgovara vrednosti u odnosu na ukupnu količinu (sadržaj čvrste materije) (uzetu kao 100 mas.%) čestica (A) silicijum dioksida, smole (B), sredstva (C) za očvršćavanje i opcione komponente (npr. promotor očvršćavanja).
[0037] Izolaciona kompozicija može imati sadržaj čvrste materije od 10 do 100 mas.%. Sadržaj čvrste materije odgovara količini svih komponenti izolacione kompozicije, osim količine rastvarača. Dakle, rastvarač je komponenta kompozicije pored čvrstog sadržaja i odgovara, na primer, organskom rastvaraču sola čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu.
[0038] U ovom pronalasku, kompozicija može da se pripremi uklanjanjem organskog rastvarača nakon mešanja sola čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu, smole (B) i sredstva (C) za očvršćavanje. U ovom slučaju, kompozicija može da ima sadržaj čvrste materije od oko 100 mas.%, a skupljanje kompozicije prilikom očvršćavanja može da bude smanjeno.
[0039] Organski rastvarač gore pomenutog sola silicijum dioksida dispergovanog u organskom rastvaraču može da bude, na primer, alkohol, etar, keton, estar, amid, ugljovodonik ili nitril.
[0040] Primeri alkohola uključuju metanol, etanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, izobutil alkohol, 2-butanol, etilen glikol, glicerin, propilen glikol, trietilen glikol, polietilen glikol, benzil alkohol, 1,5-pentandiol i diaceton alkohol.
[0041] Primeri etra uključuju dietil etar, dibutil etar, tetrahidrofuran, dioksan, etilen glikol monometil etar, etilen glikol monopropil etar, propilen glikol monometil etar, propilen glikol monoetil etar, dietilen glikol monometil etar, dietilen glikol monoetil etar i dietilen glikol monobutil etar.
[0042] Primeri ketona uključuju aceton, metil etil keton, 2-pentanon, 3-pentanon, metil izobutil keton, 2-heptanon i cikloheksanon.
[0043] Primeri estra uključuju etil format, metil acetat, etil acetat, propil acetat, butil acetat, etilen glikol monoetil etar acetat, etilen glikol monobutil etar acetat i propilen glikol monometil etar acetat.
[0044] Primeri amida uključuju acetamid, N,N-dimetilformamid, N,N-dimetilacetamid i N-metil-2-pirolidon.
[0045] Primeri ugljovodonika uključuju n-heksan, cikloheksan, benzen, toluen, ksilen, petrolej i stiren. Primeri halogenovanog ugljovodonika uključuju dihlorometan i trihloroetilen.
[0046] Primeri nitrila uključuju acetonitril, glutaronitril, metoksiacetonitril, propionitril i benzonitril.
[0047] Primeri drugih organskih rastvarača uključuju dimetil sulfoksid.
[0048] Sol silicijum dioksida dispergovan u organskom rastvaraču ima koncentraciju SiO2od 5 do 70 mas.%, poželjno 15 do 60 mas.%.
<Postupak (1) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida>
[0049] Vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida koji se koristi u ovom pronalasku može da se proizvede primenom koraka pripremanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata, i sledećih koraka (I) i (II):
korak (I): korak podvrgavanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida bilo kom od sledećih koraka (1-i) do (I-iii):
korak (1-i): korak održavanja vodene disperzije na sobnoj temperaturi do 50 °C u kiselim uslovima sa pH od 1 do 4,
korak (I-ii): korak zagrevanja vodene disperzije na 100 do 200 °C, i
korak (I-iii): kombinacija koraka (1-i) i (I-ii); i
korak (II): korak podvrgavanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida koja je bila izložena koraku (I) sledećem koraku (II-i) ili (II-ii):
korak (II-i): korak uzastopnog izvođenja katjonske izmene i anjonske izmene, ili korak (II-ii): korak uzastopnog izvođenja katjonske izmene, anjonske izmene i katjonske izmene.
<<Korak (I)>>
[0050] Korak (1-i) u koraku (I): Korak održavanja vodene disperzije na sobnoj temperaturi do 50 °C u kiselim uslovima sa pH od 1 do 4 uključuje uklanjanje natrijumovih jona sa površina ili površinskih slojeva čestica (a) silicijum dioksida sadržanih u vodenoj disperziji čestica (a) silicijum dioksida korišćenjem kiseline, da bi se na taj način formirale čestice (A) silicijum dioksida koje imaju sloj koji sadrži smanjenu količinu jona natrijuma. Vrednost pH se podešava na 1 do 4 dodavanjem kiseline (npr. sumporne kiseline, azotne kiseline ili hlorovodonične kiseline) u vodenu disperziju čestica (a) silicijum dioksida.
[0051] Korak (I-ii) u koraku (I): Korak zagrevanja vodene disperzije na 100 do 200 °C uključuje uklanjanje natrijumovih jona sa površina ili površinskih slojeva čestica (a) silicijum dioksida sadržanih u vodenoj disperziji čestica (a) silicijum dioksida korišćenjem autoklava, da bi se na taj način formirale čestice (A) silicijum dioksida koje imaju sloj koji sadrži smanjenu količinu jona natrijuma.
[0052] U koraku (I), korak (I-i) i korak (I-ii) mogu da se koriste u kombinaciji (korak (I-iii)). U ovom slučaju, ne postoje nikakva posebna ograničenja u vezi sa redosledom ovih koraka. Na primer, korak (I-ii) može biti praćen korakom (I-i).
<<Korak (II)>>
[0053] Vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida se proizvodi primenom koraka (II) nakon koraka (I).
[0054] Korak (II) je ili korak (II-i) uzastopnog izvođenja katjonske izmene i anjonske izmene, ili korak (II-ii) uzastopnog izvođenja katjonske izmene, anjonske izmene i katjonske izmene. Kada se vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida podvrgne koraku (II-ii), količina jona preostalih u vodenom solu se dalje smanjuje.
<Postupak (2) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida>
[0055] U ovom pronalasku, vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida se takođe može proizvesti primenom koraka pripreme vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata, i koraka dodavanja, u vodenu disperziju čestica (a) silicijum dioksida, jedinjenja silana formule (1), da bi se na taj način obložile površine čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1).
[0056] U jedinjenju silana formule (1), grupa R je vezana za atom silicijuma preko Si-C veze.
[0057] Primeri C1-10alkil grupe predstavljene sa R uključuju linearne ili granate alkil grupe koje imaju od 1 do 10 atoma ugljenika, kao što je metil grupa, etil grupa, n-propil grupa, i-propil grupa, n-butil grupa, i-butil grupa, s-butil grupa, t-butil grupa, n-pentil grupa, 1-metil-n-butil grupa, 2-metil-n-butil grupa, 3-metil-n-butil grupa, 1,1-dimetil-n-propil grupa, 1,2-dimetil-n-propil grupa, 2,2-dimetil-n-propil grupa, 1-etil-n-propil grupa, n-heksil grupa, 1-metil-n-pentil grupa, 2-metiln-pentil grupa, 3-metil-n-pentil grupa, 4-metil-n-pentil grupa, 1,1-dimetil-n-butil grupa, 1,2-dimetil-n-butil grupa, 1,3-dimetil-n-butil grupa, 2,2-dimetil-n-butil grupa, 2,3-dimetil-n-butil grupa, 3,3-dimetil-n-butil grupa, 1-etil-n-butil grupa, 2-etil-n-butil grupa, 1,1,2-trimetil-n-propil grupa, 1,2,2-trimetil-n-propil grupa, 1-etil-1-metil-n-propil grupa i 1-etil-2-metil-n-propil grupa.
[0058] Gore pomenuta alkil grupa može da bude ciklična alkil grupa. Primeri cikličnih alkil grupa koje imaju od 1 do 10 atoma ugljenika uključuju ciklopropil grupu, ciklobutil grupu, 1-metilciklopropil grupu, 2-metil-ciklopropil grupu, ciklopentil grupu, 1-metil-ciklobutil grupu, 2-metilciklobutil grupu, 3-metil-ciklobutil grupu, 1,2-dimetil-ciklopropil grupu, 2,3-dimetil-ciklopropil grupu, 1-etil-ciklopropil grupu, 2-etil-ciklopropil grupu, cikloheksil grupu, 1-metil-ciklopentil grupu, 2-metil-ciklopentil grupu, 3-metil-ciklopentil grupu, 1-etil-ciklobutil grupu, 2-etilciklobutil grupu, 3-etil-ciklobutil grupu, 1,2-dimetil-ciklobutil grupu, 1,3-dimetil-ciklobutil grupu, 2,2-dimetil-ciklobutil grupu, 2,3-dimetil-ciklobutil grupu, 2,4-dimetil-ciklobutil grupu, 3,3-dimetil-ciklobutil grupu, 1-n-propil-ciklopropil grupu, 2-n-propil-ciklopropil grupu, 1-i-propilciklopropil grupu, 2-i-propil-ciklopropil grupu, 1,2,2-trimetil-ciklopropil grupu, 1,2,3-trimetilciklopropil grupu, 2,2,3-trimetil-ciklopropil grupu, 1-etil-2-metil-ciklopropil grupu, 2-etil-1-metil-ciklopropil grupu, 2-etil-2-metil-ciklopropil grupu i 2-etil-3-metil-ciklopropil grupu.
[0059] U jedinjenju formule (1), epoksi grupa predstavljena sa R može da bude direktno vezana za atom silicijuma (R = epoksi grupa), a organska grupa koja sadrži epoksi grupu može biti, na primer, epoksi grupa vezana za atom silicijuma preko C1-10alkilen grupe ili etarske grupe.
[0060] Primeri alkilen grupe uključuju organske grupe pripremljene uklanjanjem jednog atoma vodonika iz bilo koje od gore navedenih alkil grupa, kao što su etilen grupa i propilen grupa.
[0061] U jedinjenju formule (1), fenil grupa predstavljena sa R može da bude direktno vezana za atom silicijuma (R = fenil grupa), a organska grupa koja sadrži fenil grupu može biti, na primer, fenil grupa vezana za atom silicijuma preko C1-10alkilen grupe.
[0062] Primeri alkilen grupe uključuju organske grupe pripremljene uklanjanjem jednog atoma vodonika iz bilo koje od gore navedenih alkil grupa, kao što su etilen grupa i propilen grupa. Fenil grupa može da bude supstituisana fenil grupa.
[0063] U jedinjenju formule (1), alkoksi grupa predstavljena sa X je, na primer, alkoksi grupa koja ima linearni, razgranati ili ciklični alkilni fragment koji ima od 1 do 20 atoma ugljenika. Primeri linearne ili granate alkoksi grupe uključuju metoksi grupu, etoksi grupu, n-propoksi grupu, ipropoksi grupu, n-butoksi grupu, i-butoksi grupu, s-butoksi grupu, t-butoksi grupu, n-pentiloksi grupu, 1-metil-n-butoksi grupu, 2-metil-n-butoksi grupu, 3-metil-n-butoksi grupu, 1,1-dimetil-npropoksi grupu, 1,2-dimetil-n-propoksi grupu, 2,2-dimetil-n-propoksi grupu, 1-etil-n-propoksi grupu, n-heksiloksi grupu, 1-metil-n-pentiloksi grupu, 2-metil-n-pentiloksi grupu, 3-metil-npentiloksi grupu, 4-metil-n-pentiloksi grupu, 1,1-dimetil-n-butoksi grupu, 1,2-dimetil-n-butoksi grupu, 1,3-dimetil-n-butoksi grupu, 2,2-dimetil-n-butoksi grupu, 2,3-dimetil-n-butoksi grupu, 3,3-dimetil-n-butoksi grupu, 1-etil-n-butoksi grupu, 2-etil-n-butoksi grupu, 1,1,2-trimetil-n-propoksi grupu, 1,2,2-trimetil-n-propoksi grupu, 1-etil-1-metil-n-propoksi grupu i 1-etil-2-metil-n-propoksi grupu. Primeri ciklične alkoksi grupe uključuju ciklopropoksi grupu, ciklobutoksi grupu, 1-metilciklopropoksi grupu, 2-metil-ciklopropoksi grupu, ciklopentiloksi grupu, 1-metil-ciklobutoksi grupu, 2-metil-ciklobutoksi grupu, 3-metil-ciklobutoksi grupu, 1,2-dimetil-ciklopropoksi grupu, 2,3-dimetil-ciklopropoksi grupu, 1-etil-ciklopropoksi grupu, 2-etil-ciklopropoksi grupu, cikloheksiloksi grupu, 1-metil-ciklopentiloksi grupu, 2-metil-ciklopentiloksi grupu, 3-metilciklopentiloksi grupu, 1-etil-ciklobutoksi grupu, 2-etil-ciklobutoksi grupu, 3-etil-ciklobutoksi grupu, 1,2-dimetil-ciklobutoksi grupu, 1,3-dimetil-ciklobutoksi grupu, 2,2-dimetil-ciklobutoksi grupu, 2,3-dimetil-ciklobutoksi grupu, 2,4-dimetil-ciklobutoksi grupu, 3,3-dimetil-ciklobutoksi grupu, 1-n-propil-ciklopropoksi grupu, 2-n-propil-ciklopropoksi grupu, 1-i-propil-ciklopropoksi grupu, 2-i-propil-ciklopropoksi grupu, 1,2,2-trimetil-ciklopropoksi grupu, 1,2,3-trimetilciklopropoksi grupu, 2,2,3-trimetil-ciklopropoksi grupu, 1-etil-2-metil-ciklopropoksi grupu, 2-etil-1-metil-ciklopropoksi grupu, 2-etil-2-metil-ciklopropoksi grupu i 2-etil-3-metil-ciklopropoksi grupu.
[0064] Primeri aciloksi grupe predstavljene sa X uključuju C2-20aciloksi grupe, kao što je metilkarboniloksi grupa, etilkarboniloksi grupa, n-propilkarboniloksi grupa, i-propilkarboniloksi grupa, n-butilkarboniloksi grupa, i-butilkarboniloksi grupa, s-butilkarboniloksi grupa, tbutilkarboniloksi grupa, n-pentilkarboniloksi grupa, 1-metil-n-butilkarboniloksi grupa, 2-metil-nbutilkarboniloksi grupa, 3-metil-n-butilkarboniloksi grupa, 1,1-dimetil-n-propilkarboniloksi grupa, 1,2-dimetil-n-propilkarboniloksi grupa, 2,2-dimetil-n-propilkarboniloksi grupa, 1-etil-npropilkarboniloksi grupa, n-heksilkarboniloksi grupa, 1-metil-n-pentilkarboniloksi grupa, 2-metiln-pentilkarboniloksi grupa, 3-metil-n-pentilkarboniloksi grupa, 4-metil-n-pentilkarboniloksi grupa, 1,1-dimetil-n-butilkarboniloksi grupa, 1,2-dimetil-n-butilkarboniloksi grupa, 1,3-dimetil-nbutilkarboniloksi grupa, 2,2-dimetil-n-butilkarboniloksi grupa, 2,3-dimetil-n-butilkarboniloksi grupa, 3,3-dimetil-n-butilkarboniloksi grupa, 1-etil-n-butilkarboniloksi grupa, 2-etil-nbutilkarboniloksi grupa, 1,1,2-trimetil-n-propilkarboniloksi grupa, 1,2,2-trimetil-npropilkarboniloksi grupa, 1-etil-1-metil-n-propilkarboniloksi grupa, 1-etil-2-metil-npropilkarboniloksi grupa, fenilkarboniloksi grupa i tozilkarboniloksi grupa.
[0065] Primeri halogene grupe predstavljene sa X uključuju fluor, hlor, brom i jod.
[0066] U slučaju oblaganja proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1), poželjno je da se čestice (a) silicijum dioksida oblože proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 0, a zatim da se oblože proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 1 ili 2; odnosno, ovim dvostepenim oblaganjem na česticama (a) silicijum dioksida se formira dvoslojna struktura.
[0067] U slučaju oblaganja proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1), čestice (a) silicijum dioksida mogu da budu obložene proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 0, a zatim da budu obložene proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 1; odnosno, ovim dvostepenim oblaganjem na česticama (a) silicijum dioksida može da se formira dvoslojna struktura.
[0068] Prvo oblaganje proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 0 se poželjno izvodi korišćenjem proizvoda hidrolize ili kondenzata hidrolize tetraetoksisilana ili tetrametoksisilana.
[0069] Drugo oblaganje proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 1 ili 2 se poželjno izvodi korišćenjem silana koji ima organsku grupu koja sadrži epoksi grupu, kao što je 3-glicidoksipropiltrimetoksisilan, 3-glicidoksipropiltrietoksisilan, 3-glicidoksipropilmonometildimetoksi silan ili 3-glicidoksipropilmonometildietoksisilan, silana koji ima fenil grupu, kao što je feniltrimetoksisilan, feniltrietoksisilan, fenilmonometildimetoksisilan ili fenilmonometildietoksisilan, ili bilo koja njihova kombinacija.
[0070] Hidrolizabilna grupa jedinjenja silana formule (1): -Si-X grupa (tj. alkoksisilil grupa, aciloksisilil ili halogenovana silil grupa) hidrolizuje sa vodom, a količina vode je 0.5 do 100 mol, poželjno 1 do 10 mol, u odnosu na 1 mol hidrolizabilne grupe. Voda koja se koristi za hidrolizu može biti voda sadržana u vodenoj disperziji čestica (a) silicijum dioksida.
[0071] Hidroliza i kondenzacija jedinjenja silana formule (1) se generalno izvode na temperaturi od 20 do 80 °C.
[0072] Hidroliza može da bude potpuna hidroliza ili delimična hidroliza. Dakle, proizvod hidrolize može da sadrži proizvod delimične hidrolize ili monomer.
[0073] Gore pomenuta hidroliza i kondenzacija se mogu izvesti sa katalizatorom (katalizator hidrolize).
[0074] Katalizator hidrolize može da se koristi u količini od 0.001 do 10 mola, poželjno 0.001 do 1 mol, u odnosu na 1 mol gore pomenute hidrolizabilne grupe.
[0075] Primeri katalizatora hidrolize uključuju jedinjenje metalnog helata, organsku kiselinu, neorgansku kiselinu, organsku bazu i neorgansku bazu.
[0076] Gore pomenuta hidroliza i kondenzacija mogu da proizvedu kondenzat hidrolize (poliorganosiloksan) hidrolizabilnog silana sa težinski prosečnom molekulskom težinom od 1000 do 1000 000 ili 1000 do 100000.
[0077] Dobijeni kondenzat hidrolize može da bude u obliku smeše kondenzata hidrolize i proizvoda nepotpune hidrolize (tj. proizvoda delimične hidrolize) ili jedinjenja silana. Smeša se može koristiti. Kondenzat je polimer koji ima strukturu polisiloksana.
[0078] Maseni odnos čestica (a) silicijum dioksida prema proizvodu hidrolize ili kondenzatu hidrolize jedinjenja silana formule (1) može da bude 100 : 2 do 100 : 100.
[0079] Količina proizvoda hidrolize ili kondenzata hidrolize jedinjenja silana formule (1) (tj. količina obloge na površinama čestica) može se smatrati količinom jedinjenja silana koju treba dodati. Prema tome, maseni odnos čestica (a) silicijum dioksida prema jedinjenju silana formule (1) dodatom česticama (a) silicijum dioksida u prethodno pomenutom rastvoru može se posmatrati kao 100 : 2 do 100 : 100.
<Postupak (3) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida>
[0080] Vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida može da se proizvede kombinacijom <postupka (1) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida> i <postupka (2) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida> koji su opisani iznad.
[0081] Konkretno, vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida može da se proizvede primenom koraka pripremanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata, koraka (I) i (II) opisanih u <postupku (1) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida>, a zatim primenom koraka oblaganja površina čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) opisanog u <postupku (2) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida>.
[0082] U <postupku (1) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida>, joni natrijuma se uklanjaju sa površina ili površinskih slojeva čestica (a) silicijum dioksida, da bi se tako formirale čestice silicijum dioksida koje imaju sloj koji sadrži smanjenu količinu jona natrijuma. Nakon toga, u <postupku (2) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida>, čestice silicijum dioksida se oblažu proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana koji skoro da ne sadrži natrijumove jone, čime se eluiranje natrijumovih jona sa površina čestica silana dalje sprečava ili smanjuje.
[0083] Čestice (a) silicijum dioksida koje su podvrgnute koracima (I) i (II) opisanim u <postupku (1) za proizvodnju vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida> mogu se smatrati „česticama (A) silicijum dioksida“; tj. česticama silicijum dioksida koje imaju površinu ili površinski sloj koji sadrži smanjenu količinu natrijumovih jona. Međutim, u postupku 3 za proizvodnju, čestice silicijum dioksida se smatraju „česticama (a) silicijum dioksida“ opisanim u postupku 2 za proizvodnju.
[Smola (B)]
[0084] U ovom pronalasku, smola (B) može da bude polimerizujuće jedinjenje, kao što je polimerizujuće jedinjenje koje ima etilenski nezasićenu vezu, polimerizujuće jedinjenje koje ima epoksi prsten, polimerizujuće jedinjenje koje ima oksetanski prsten, ili polimerizujuće jedinjenje koje ima vinil etarsku strukturu, ili smola pripremljena polimerizacijom takvog polimerizujućeg jedinjenja. Prema tome, smola (B) u ovom pronalasku se odnosi i na polimerizujuće jedinjenje (tzv. monomer) i na polimer jedinjenja (smola u užem smislu). Smola pripremljena polimerizacijom bilo kog od gore pomenutih polimerizujućih jedinjenja ima polimerizujuću funkcionalnu grupu na kraju ili bočnom lancu smole. Takva funkcionalna grupa može da se koristi za dalju polimerizaciju.
[0085] Primeri polimerizujućeg jedinjenja koje ima etilenski nezasićenu vezu uključuju jedinjenja nezasićene karboksilne kiseline, kao što su akrilna kiselina, metakrilna kiselina, itakonska kiselina, krotonska kiselina, maleinska kiselina i ftalna kiselina. Polimerizujuće jedinjenje može da bude jedinjenje estra nezasićene karboksilne kiseline ili jedinjenje amida nezasićene karboksilne kiseline, koje je izvedeno iz takvog jedinjenja nezasićene karboksilne kiseline i jedinjenja alkohola ili jedinjenja amina. Primeri jedinjenja estra ili jedinjenja amida uključuju jedinjenje estra akrilne kiseline, jedinjenje estra metakrilne kiseline, jedinjenje estra itakonske kiseline, jedinjenje estra krotonske kiseline, jedinjenje estra maleinske kiseline, jedinjenje estra ftalne kiseline, jedinjenje amida akrilne kiseline, jedinjenje amida metakrilne kiseline, jedinjenje amida itakonske kiseline, jedinjenje amida krotonske kiseline, jedinjenje amida maleinske kiseline i jedinjenje amida ftalne kiseline. Primeri jedinjenja alkohola uključuju, ali nisu posebno ograničeni na poliolna jedinjenja koja imaju dve do šest hidroksi grupa, kao što su etilen glikol, trietilen glikol, tetraetilen glikol, tris(2-hidroksiletil)izocijanurična kiselina, trietanolamin i pentaeritritol. Primeri jedinjenja amina uključuju, ali nisu posebno ograničeni na poliaminska jedinjenja koja imaju dve do šest primarnih ili sekundarnih amino grupa, kao što su etilendiamin, diaminocikloheksan, diaminonaftalen, 1,4-bis(aminometil)cikloheksan, 3,3',4,4'-tetraaminobifenil i tris(2-aminoetil)amin.
[0086] Specifični primeri polimerizujućeg jedinjenja koje ima etilenski nezasićenu vezu uključuju etilen glikol di(met)akrilat, dietilen glikol di(met)akrilat, trietilen glikol di(met)akrilat, tetraetilen glikol di(met)akrilat, nonaetilen glikol di(met)akrilat, polietilen glikol di(met)akrilat, tripropilen glikol di(met)akrilat, tetrapropilen glikol di(met)akrilat, nonapropilen glikol di(met)akrilat, polipropilen glikol di(met)akrilat, 2,2-bis[4-((met)akriloksidietoksi)fenil]propan, 3-fenoksi-2propanoil (met)akrilat, 1,6-bis(3-(met)akriloksi-2-hidroksipropil)-heksil etar, trimetilolpropan tri(met)akrilat, glicerol tri(met)akrilat, (met)akrilat estar tris-(2-hidroksiletil)-izocijanurične kiseline, pentaeritritol tri(met)akrilat, pentaeritritol tetra(met)akrilat, dipentaeritritol tri(met)akrilat, dipentaeritritol penta(met)akrilat, dipentaeritritol heksa(met)akrilat, tripentaeritritol okta(met)akrilat, tripentaeritritol hepta(met)akrilat, 2-hidroksipropil (met)akrilat, 2-etilheksil (met)akrilat, 2-norbornilmetil (met)akrilat, 2-hidroksi-3-fenoksipropil (met)akrilat, 2-hidroksietil (met)akrilat, 2,2-dimetilbutil (met)akrilat, 2-hidroksibutil (met)akrilat, n-propil (met)akrilat, n-butil (met)akrilat, i-butil (met)akrilat, t-butil (met)akrilat, n-heksil (met)akrilat, npentil (met)akrilat, n-oktil (met)akrilat, 2-metoksietil (met)akrilat, 2-metoksimetoksietil (met)akrilat, 3-pentil (met)akrilat, 3-metil-2-norbornilmetil (met)akrilat, 3-metoksibutil (met)akrilat, 4-hidroksibutil (met)akrilat, 4-metil-2-propilpentil (met)akrilat, 5-norbornen-2-ilmetil (met)akrilat, i-propil (met)akrilat, n-oktadecil (met)akrilat, n-nonil (met)akrilat, sek-butil (met)akrilat, t-pentil (met)akrilat, α-hidroksimetiletil (met)akrilat, α-hidroksimetilbutil (met)akrilat, α-hidroksimetilmetil (met)akrilat, (met)akrilna kiselina, n-stearil (met)akrilat, izooktil (met)akrilat, izononil (met)akrilat, izobornil (met)akrilat, etil (met)akrilat, etilkarbitol (met)akrilat, etoksietil (met)akrilat, etoksietoksietil (met)akrilat, etoksidietilen glikol (met)akrilat, cikloheksil (met)akrilat, cikloheksilmetil (met)akrilat, ciklopentil (met)akrilat, diciklopenteniloksietil (met)akrilat, cetil (met)akrilat, tetrahidrofurfuril (met)akrilat, fenoksietil (met)akrilat, (met)akriloiloksietil hirogen ftalat, benzil (met)akrilat, metil (met)akrilat, metoksietil (met)akrilat, metoksietoksietil (met)akrilat, metoksipolietilen glikol (met)akrilat, lauril (met)akrilat, 1,3-butandiol di(met)akrilat, 1,4-butandiol di(met)akrilat, 1,6-heksanediol di(met)akrilat, 1,9-nonandiol di(met)akrilat, alilovani cikloheksil di(met)akrilat, glicerin di(met)akrilat, diciklopentanil di(met)akrilat, triciklodekandimetanol di(met)akrilat, trimetilolpropan di(met)akrilat, neopentil glikol adipat di(met)akrilat, neopentil glikol di(met)akrilat, di(met)akrilat estar neopentil glikol hidroksipivalične kiseline, etoksilovani trimetilolpropan tri(met)akrilat, glicerin propoksitri(met)akrilat, trimetilolpropan polietoksitri(met)akrilat, dipentaeritritol tri(met)akrilat modifikovan propionskom kiselinom, ditrimetilolpropan tetra(met)akrilat, dipentaeritritol tetra(met)akrilat modifikovan propionskom kiselinom, propoksilovani pentaeritritol tetra(met)akrilat, dipentaeritritol penta(met)akrilat modifikovan propionskom kiselinom, glicidil (met)akrilat, N,N-dimetil(met)akrilamid, N,N-dietil(met)akrilamid, vinilbenzen, divinilbenzen, viniltoluen, stirene, α-metilstiren i p-metilstiren. Na primer, izraz „etilen glikol di(met)akrilat“, kako se ovde koristi, odnosi se i na etilen glikol diakrilat i na etilen glikol dimetakrilat.
[0087] Drugi primeri polimerizujućeg jedinjenja koje ima etilenski nezasićenu vezu uključuju uretanska jedinjenja koja se mogu dobiti reakcijom između polivalentnog izocijanatnog jedinjenja i jedinjenja hidroksialkil estra nezasićene karboksilne kiseline; jedinjenja koja se mogu dobiti reakcijom između polivalentnog epoksi jedinjenja i jedinjenja hidroksialkil estra nezasićene karboksilne kiseline; jedinjenja dialil estra, kao što je dialil ftalat; i divinil jedinjenja, kao što je divinil ftalat.
[0088] Polimerizujće jedinjenje koje ima epoksi prsten može da bude jedinjenje koje ima jedan do šest epoksi prstenova. Polimerizujće jedinjenje koje ima jedan do šest epoksi prstenova može da se dobije iz jedinjenja koje ima dve ili više hidroksi grupa ili karboksi grupa, kao što je jedinjenje diola, jedinjenje triola, jedinjenje dikarboksilne kiseline ili jedinjenje trikarboksilne kiseline i jedinjenja glicidila, kao što je epihlorohidrin. Polimerizujće jedinjenje koje ima epoksi prsten može da bude jedinjenje koje ima dve ili više struktura glicidil etra ili struktura glicidil estra.
[0089] Specifični primeri polimerizujućeg jedinjenja koje ima epoksi prsten uključuju diglicidil etar 1,4-butandiola, 1,2-epoksi-4-(epoksietil)cikloheksan, triglicidil etar glicerola, diglicidil etar dietilen glikola, glicidil etar 2,6-diglicidilfenila, 1,1,3-tris[p-(2,3-epoksipropoksi)fenil]propan, diglicidil estar 1,2-cikloheksandikarboksilne kiseline, 4,4'-metilenbis(N,N-diglicidilanilin), 3,4-epoksicikloheksilmetil-3,4-epoksicikloheksankarboksilat, triglicidil etar trimetiloletana, triglicidil-p-aminofenol, tetraglicidilmetaksilendiamin, tetraglicidildiaminodifenilmetan, tetraglicidil-1,3-bisaminometilcikloheksan, bisfenol-A-diglicidil etar, bisfenol-F-diglicidil etar, bisfenol-S-diglicidil etar, tetraglicidil etar pentaeritritola diglicidil etar rezorcinola, diglicidil estar ftalne kiseline, diglicidil etar neopentil glikola, diglicidil etar polipropilen glikola, tetrabromobisfenol-A-diglicidil etar, diglicidil etar bisfenol heksafluoroacetona, diglicidil etar pentaeritritola, hidrogenovani bisfenol-A-diglicidil etar, tris-(2,3-epoksipropil) izocijanurat, 1-{2,3-di(propioniloksi)}-3,5-bis(2,3-epoksipropil)-1,3,5-triazin-2,4,6(1H,3H,5H)-trion, 1,3-bis{2,3-di(propioniloksi)}-5-(2,3-epoksipropil)-1,3,5-triazin-2,4,6(1H,3H,5H)-trion,
monoalildiglicidil izocijanurat, polidiglicidil etar diglicerola, poliglicidil etar pentaeritritola, 1,4-bis(2,3-epoksipropoksiperfluoroizopropil)cikloheksan, poliglicidil etar sorbitola, poliglicidil etar trimetilolpropana, diglicidil etar rezorcina, diglicidil etar 1,6-heksanediola, diglicidil etar polietilen glikola, glicidil etar fenila, glicidil etar p-tercijarnog butil fenila, diglicidil etar adipinske kiseline, diglicidil etar o-ftalne kiseline, glicidil etar dibromofenila, 1,2,7,8-diepoksioktan, diglicidil etar 1,6-dimetilol perfluoroheksana, 4,4'-bis(2,3-epoksipropoksiperfluoroizopropil) difenil etar, 2,2-bis(4-glicidiloksifenil)propan, 3,4-epoksicikloheksilmetil-3',4'-epoksicikloheksan karboksilat, 3,4-epoksicikloheksiloksiran, 2-(3,4-epoksicikloheksil)-3',4'-epoksi-1,3-dioksan-5-spirocikloheksan, 1,2-etilendioksi-bis(3,4-epoksicikloheksilmetan), 4',5'-epoksi-2'metilcikloheksilmetil-4,5-epoksi-2-metilcikloheksan karboksilat, etilen glikol-bis(3,4-epoksicikloheksan karboksilat), bis-(3,4-epoksicikloheksilmetil) adipat i bis(2,3-epoksiciklopentil) etar.
[0090] Polimerizujuće jedinjenje koje ima epoksi prsten može da bude estarski modifikovano epoksi jedinjenje uključujući jedinjenje (i) koje ima funkcionalnu grupu sledeće formule (2):
(gde su R1i R2svaki nezavisno alkil grupa, alkenil grupa, alkinil grupa, aril grupa, aralkil grupa, heterociklična grupa, ili halogenovani, aminovani ili nitrovani derivat bilo koje od njih) u molekulu i jedinjenje (ii) koje ima glicidil grupu u molekulu.
[0091] Polimerizujuće jedinjenje koje ima oksetanski prsten može da bude jedinjenje koje ima jedan do šest oksetanskih prstenova. Primeri jedinjenja uključuju 3 -etil-3-hidroksimetiloksetan, 3 -etil-3-(fenoksimetil)oksetan, 3,3-dietiloksetan, 3-etil-3-(2-etilheksiloksimetil)oksetan, 1,4-bis(((3-etil-3-oksetanil)metoksi)metil)benzen, di((3-etil-3-oksetanil)metil) etar i pentaeritritol tetrakis((3-etil-3-oksetanil)metil) etar.
[0092] Polimerizujuće jedinjenje koje ima vinil etarsku strukturu može da bude jedinjenje koje ima jednu do šest vinil etarskih struktura. Primeri jedinjenja uključuju vinil-2-hloroetil etar, vinilnormalni butil etar, divinil etar 1,4-cikloheksandimetanola, glicidil etar vinila, bis(4-(viniloksimetil)cikloheksilmetil) glutarat, tri(etilen glikol) divinil etar, divinil estar adipinske kiseline, divinil etar dietilen glikola, tris(4-viniloksi)butil trimelilat, bis(4-(viniloksi)butil) tereftalat, bis(4-(viniloksi)butil izoftalat, divinil etar etilen glikola, divinil etar 1,4-butandiola, divinil etar tetrametilen glikola, divinil etar tetraetilen glikola, divinil etar neopentil glikola, trivinil etar trimetilolpropana, trivinil etar trimetiloletana, divinil etar heksandiola, divinil etar 1,4-cikloheksandiola, divinil etar tetraetilen glikola, divinil etar pentaeritritola, trivinil etar pentaeritritola i divinil etar cikloheksandimetanola.
[Sredstvo (C) za očvršćavanje]
[0093] U ovom pronalasku, sredstvo (C) za očvršćavanje funkcioniše kao sredstvo za očvršćavanje smole (B).
[0094] Kada je smola (B) polimerizujuće jedinjenje koje ima etilenski nezasićenu vezu ili polimerizujuće jedinjenje koje ima vinil etarsku strukturu, sredstvo (C) za očvršćavanje može da bude inicijator radikalske polimerizacije.
[0095] Primeri inicijatora radikalske polimerizacije uključuju azo jedinjenja, kao što je azobisizobutironitril; i organske perokside, kao što su di-terc-butil peroksid i terc-butil hidroperoksid.
[0096] Kada je smola (B) polimerizujuće jedinjenje koje ima epoksi prsten ili polimerizujuće jedinjenje koje ima oksetanski prsten, sredstvo (C) za očvršćavanje može biti, na primer, anhidrid kiseline, amin ili diamin (poliamin).
[0097] Primeri anhidrida kiseline uključuju dianhidride alifatičnih i aromatičnih tetrakarboksilnih kiselina.
[0098] Primeri dianhidrida alifatične tetrakarboksilne kiseline uključuju anhidrid metiltetrahidroftalne kiseline, anhidrid tetrahidroftalne kiseline, metilnadik anhidrid, anhidrid heksahidroftalne kiseline i anhidrid metilheksahidroftalne kiseline.
[0099] Primeri dianhidrida aromatične tetrakarboksilne kiseline uključuju dianhidrid piromelitne kiseline, dianhidrid 3,3',4,4'-benzofenontetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 3,3',4,4'-bifenil sulfon tetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 1,4,5,8-naftalentetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 2,3,6,7-naftalentetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 3,3',4,4'-bifenil etra tetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 3,3',4,4'-dimetildifenilsilantetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 3,3',4,4'-tetrafenilsilantetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 1,2,3,4-furantetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 4,4'-bis(3,4-dikarboksifenoksi)difenil sulfida, 4,4'-bis(3,4-dikarboksifenoksi)difenil sulfonski dianhidrid, dianhidrid 4,4'-bis(3,4-dikarboksifenoksi)difenilpropana, dianhidrid 3,3',4,4'-perfluoroizopropilidendiftalne kiseline, dianhidrid 3,3',4,4'-bifeniltetrakarboksilne kiseline, dianhidrid 2,3,3',4'-bifeniltetrakarboksilne kiseline, dianhidrid oksida bis(ftalna kiselina)fenilfosfina, p-fenilen-bis(trifenilftalna kiselina) dianhidrid, m-fenilen-bis(trifenilftalna kiselina) dianhidrid, dianhidrid bis(trifenilftalna kiselina)-4,4'-difenilnog etra i dianhidrid bis(trifenilftalna kiselina)-4,4'-difenilmetana. Među ovim dianhidridima aromatične tetrakarboksilne kiseline, dianhidrid piromelitne kiseline je posebno poželjan sa stanovišta, na primer, dostupnosti i univerzalnosti.
[0100] Ovi anhidridi kiselina mogu da se koriste sami ili u kombinaciji dve ili više vrsta.
[0101] Primeri amina uključuju primarne, sekundarne i tercijarne alifatične amine, hibridne amine, aromatične amine, heterociklične amine, jedinjenja koja sadrže azot i imaju karboksi grupu, jedinjenja koja sadrže azot i imaju sulfonil grupu, jedinjenja koja sadrže azot i imaju hidroksi grupu, jedinjenja koja sadrže azot i imaju hidroksifenil grupu, alkoholna jedinjenja koja sadrže azot, amide, imide, karbamate, amonijak i amonijumove soli.
[0102] Primeri primarnog alifatičnog amina uključuju metilamin, etilamin, n-propilamin, izopropilamin, n-butilamin, izobutilamin, sek-butilamin, terc-butilamin, pentilamin, tercamilamin, ciklopentilamin, heksilamin, cikloheksilamin, heptilamin, oktilamin, nonilamin, decilamin, dodecilamin, cetilamin, metilendiamin, etilendiamin i tetraetilenpentamin.
[0103] Primeri sekundarnog alifatičnog amina uključuju dimetilamin, dietilamin, di-n-propilamin, diizopropilamin, di-n-butilamin, diizobutilamin, di-sek-butilamin, dipentilamin, diciklopentilamin, diheksilamin, dicikloheksilamin, diheptilamin, dioktilamin, dinonilamin, didecilamin, didodecilamin, dicetilamin, N,N-dimetilmetilendiamin, N,N-dimetiletilendiamin i N,N-dimetiltetraetilenpentamin.
[0104] Primeri tercijarnog alifatičnog amina uključuju trimetilamin, trietilamin, tri-n-propilamin, triizopropilamin, tri-n-butilamin, triizobutilamin, tri-sek-butilamin, tripentilamin, triciklopentilamin, triheksilamin, tricikloheksilamin, triheptilamin, trioktilamin, trinonilamin, tridecilamin, tridodecilamin, tricetilamin, N,N,N',N'-tetrametilmetilendiamin, N,N,N',N'-tetrametiletilendiamin i N,N,N',N'-tetrametiltetraetilenpentamin.
[0105] Primeri hibridnog amina uključuju dimetiletilamin, metil etil propil amin, benzilamin, fenetilamin i benzildimetilamin.
[0106] Specifični primeri aromatičnog amina i heterocikličnog amina uključuju derivate anilina (npr. anilin, N-metilanilin, N-etilanilin, N-propilanilin, N,N-dimetilanilin, 2-metilanilin, 3-metilanilin, 4-metilanilin, etilanilin, propilanilin, trimetilanilin, 2-nitroanilin, 3-nitroanilin, 4-nitroanilin, 2,4-dinitroanilin, 2,6-dinitroanilin, 3,5-dinitroanilin i N,N-dimetiltoluidin), difenil(ptolil)amin, metildifenilamin, trifenilamin, fenilendiamin, naftilamin, diaminonaftalen, derivate pirola (npr. pirol, 2H-pirol, 1-metilpirol, 2,4-dimetilpirol, 2,5-dimetilpirol i N-metilpirol), derivate oksazola (npr. oksazol i izooksazol), derivate tiazola (npr. tiazol i izotiazol), derivate imidazola (npr. imidazol, 4-metilimidazol i 4-metil-2-fenilimidazol), derivate pirazola, derivate furazana, derivate pirolina (npr. pirolin i 2-metil-1-pirolin), derivate pirolidina (npr. pirolidin, N-metilpirolidin, pirolidinon i N-metilpirolidon), derivate imidazolina, derivate imidazolidina, derivate piridina (npr. piridin, metilpiridin, etilpiridin, propilpiridin, butilpiridin, 4-(1-butilpentil)pridin, dimetilpiridin, trimetilpiridin, trietilpiridin, fenilpiridin, 3-metil-2-fenilpiridin, 4-terc-butilpiridin, difenilpiridin, benzilpiridin, metoksipiridin, butoksipiridin, dimetoksipiridin, 4-pirolidinopiridin, 2-(1-etilpropil)piridin, aminopiridin i dimetilaminopiridin), derivate piridazina, derivate pirimidina, derivate pirazina, derivate pirazolina, derivate pirazolinona, derivate piperidina, derivate piperazina, derivate morfolina, derivate indola, derivate izoindola, derivate 1H-indazola, derivate indolina, derivate hinolina (npr. hinolin i 3-hinolinkarbonitril), derivate izohinolina, derivate cinolina, derivate hinazolina, derivate hinoksalina, derivate ftalazina, derivate purina, derivate pteridina, derivate karbazola, derivate fenantridina, derivate akridina, derivate fenazina, derivate 1,10-fenantrolina, derivate adenina, derivate adenozina, derivate guanina, derivate guanozina, derivate uracila i derivate uridina.
[0107] Primeri jedinjenja koje sadrži azot i ima karboksi grupu uključuju aminobenzojevu kiselinu, indolkarboksilnu kiselinu i derivate aminokiselina (npr. nikotinska kiselina, alanin, arginin, asparaginska kiselina, glutaminska kiselina, glicin, histidin, izoleucin, glicilleucin, leucin, metionin, fenilalanin, treonin, lizin, 3-aminopirazin-2-karboksilna kiselina i metoksialanin).
[0108] Primeri jedinjenja koje sadrži azot i ima sulfonil grupu uključuju 3-piridinsulfonsku kiselinu i piridinijum p-toluensulfonat.
[0109] Primeri jedinjenja koje sadrži azot i ima hidroksi grupu, jedinjenja koje sadrži azot i ima hidroksifenil grupu i alkoholnog jedinjenja koje sadrži azot uključuju 2-hidroksipiridin, aminokrezol, 2,4-hinolindiol, 3-indolmetanol hidrat, monoetanolamin, dietanolamin, trietanolamin, N-etildietanolamin, N,N-dietiletanolamin, triizopropanolamin, 2,2'-iminodietanol, 2-aminoetanol, 3-amino-1-propanol, 4-amino-1-butanol, 4-(2-hidroksietil)morfolin, 2-(2-hidroksietil)piridin, 1-(2-hidroksietil)piperazin, 1-[2-(2-hidroksietoksi)etil]piperazin, piperidinetanol, 1-(2-hidroksietil)pirolidin, 1-(2-hidroksietil)-2-pirolidinon, 3-piperidino-1,2-propandiol, 3-pirolidino-1,2-propandiol, 8-hidroksijulolidin, 3-hinuklidinol, 3-tropanol, 1-metil-2-pirolidinetanol, 1-aziridinetanol, N-(2-hidroksietil)ftalimid i N-(2-hidroksietil)izonikotinamid.
[0110] Primeri amida uključuju formamid, N-metilformamid, N,N-dimetilformamid, acetamid, N-metilacetamid, N,N-dimetilacetamid, propionamid, benzamid i 1-cikloheksilpirolidon.
[0111] Primeri imida uključuju ftalimid, sukcinimid i maleimid.
[0112] Primeri karbamata uključuju N-t-butoksikarbonil-N,N-dicikloheksilamin, N-tbutoksikarbonilbenzimidazol i oksazolidinon.
[0113] Primeri amonijum katjona uključuju amonijum katjon dobijen protonovanjem atoma azota, na primer, amonijaka, primarnog, sekundarnog ili tercijarnog alifatičnog amina, hibridnog amina, aromatičnog amina, heterocikličnog amina, jedinjenja koje sadrži azot i ima karboksi grupu, jedinjenje koje sadrži azot i ima sulfonil grupu, jedinjenje koje sadrži azot i ima hidroksi grupu, jedinjenje koje sadrži azot i ima hidroksifenil grupu ili alkoholnog jedinjenja koje sadrži azot, i kvaternarni amonijum katjon. Primeri kvaternarnog amonijum katjona uključuju tetraetilamonijum i benziltrietilamonijum.
[0114] Primeri aromatičnog diaminskog jedinjenja uključuju p-fenilendiamin, m-fenilendiamin, 2,4-diaminotoluen, 4,4'-diaminobifenil, 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluorometil)bifenil, 3,3'diaminodifenil sulfon, 4,4'-diaminodifenil sulfon, 4,4'-diaminodifenil sulfid, 4,4'-diaminodifenilmetan, 4,4'-diaminodifenil etar, 3,4'-diaminodifenil etar, 3,3'- diaminodifenil etar, 1,4-bis(4-aminofenoksi)benzen, 1,3-bis(4-aminofenoksi)benzen, 1,3-bis(3-aminofenoksi)benzen, 4,4'-bis(4-aminofenoksi)bifenil, bis[4-(4-aminofenoksi)fenil] sulfon, bis[4-(3-aminofenoksi)fenil] sulfon, 2,2-bis[4-(4-aminofenoksi)fenil]propan i 2,2-bis[4-(4-aminofenoksi)fenil] heksafluoropropan. Od navedenog, 4,4'-diaminodifenil etar je poželjan. Ova jedinjenja mogu da se koriste sama ili u kombinaciji dve ili više vrsta.
<Postupak proizvodnje podloge>
[0115] Ovaj pronalazak je takođe usmeren na postupak za proizvodnju podloge, gde postupak obuhvata korak nanošenja gore pomenute izolacione kompozicije (izolaciona kompozicija koja sadrži čestice (A) silicijum dioksida, smolu (B) i sredstvo (C) za očvršćavanje) na podlogu i korak zagrevanja kompozicije.
[0116] Podloga koja se koristi u ovom pronalasku može da bude podloga formirana od, na primer, metala (npr. aluminijuma, bakra, nerđajućeg čelika ili silicijuma), stakla, plastike ili staklene tkanine.
[0117] Gore pomenuta izolaciona kompozicija se može naneti na podlogu bilo kojim postupkom, kao što je rotaciono oblaganje, presvlačenje, zalivanje smešom, livenje ili impregnacija. Naneti film za oblaganje može da ima debljinu od 100 nm do 5 mm. Naneti film za oblaganje može da se zagreje na 50 do 500 °C.
[0118] Izolaciona kompozicija ovog pronalaska može se prikladno koristiti kao izolaciona smola za elektronske materijale, kao što je materijal za zaptivanje poluprovodnika, lepak za elektronski materijal, materijal za štampanu ploču, materijal izolacionog filma između slojeva i materijal za zaptivanje napojnog modula, i koristi se kao izolaciona smola u visokonaponskim uređajima, kao što su kalem elektrogeneratora, kalem transformatora i gasnoizolacioni prekidački uređaj.
Primeri
[0119] Sadašnji pronalazak će u nastavku biti detaljnije opisan u vidu primera. Međutim, ovaj pronalazak nije ograničen na sledeće primere.
(Analitičke metode)
[Merenje koncentracije SiO2]
[0120] Ciljni sol silicijum dioksida je stavljen u sud za topljenje i osušen na 130 °C. Nakon toga, dobijeni gel je pečen na 1000 °C, a ostatak od paljenja je izmeren da bi se izračunala koncentracija SiO2.
[0121] [Merenje prosečnog prečnika primarnih čestica (prečnik čestica meren metodom adsorpcije azota)]
[0122] Specifična površina praha pripremljenog sušenjem kiselog sola silicijum dioksida na 300 °C merena je uređajem za merenje specifične površine Monosorb (registrovani trgovački znak) MS-16 (dostupan kod Yuasa Ionics Inc.), da bi se na taj način izračunao prosečni prečnik primarnih čestica.
[Merenje sadržaja vode]
[0123] Sadržaj vode je određen metodom titracije po Karl Fišeru.
[Merenje viskoziteta]
[0124] Viskozitet ciljnog sola silicijum dioksida je izmeren rotacionim viskozimetrom tipa B (dostupan kod Toki Sangyo Co., Ltd.).
[Merenje prosečne količine polivalentnog metala elementa M: molski odnos M/Si]
[0125] Ciljni sol silicijum dioksida je razložen fluorovodoničnom kiselinom da bi se na taj način pripremio rastvor. Rastvor je podvrgnut ICP atomskoj emisionoj spektroskopiji (ICP-AES) da bi se tako izmerile količine gvožđa, aluminijuma, cinka, cirkonijuma i titana sadržane u solu silicijum dioksida. Tako izmerene vrednosti su korišćene za izračunavanje prosečne količine polivalentnog metala elementa M sadržanog u solu silicijum dioksida: molskog odnosa M/Si.
[Merenje masenog odnosa Na2O/SiO2u česticama]
[0126] Ciljni sol silicijum dioksida je razložen fluorovodoničnom kiselinom da bi se na taj način pripremio rastvor. Rastvor je podvrgnut atomskoj apsorpcionoj spektrometriji (AAS) da bi se na taj način izmerila količina Na2O sadržanog u solu silicijum dioksida (jedinica: milioniti deo/SiO2).
[Merenje masenog odnosa Na2O/SiO2na površini čestica]
[0127] Sakupljen je kiseli sol silicijum dioksida (1.0 g kao SiO2) i razblažen čistom vodom do 50 g, nakon čega je usledilo podešavanje pH na 1.9 sa 8 mas.% sumporne kiseline, a zatim je usledila retencija 4.5 sata na 23 °C. Dobijeni sol je stavljen u jednokratni uređaj za centrifugalnu ultrafiltraciju (trgovački naziv CENTRICUT, dostupan kod KURABO INDUSTRIES LTD., granična molekulska težina: 10 000) i centrifugiran na 3000 o/min 30 minuta. Količina Na sadržana u rezultujućem filtratu je merena atomskom apsorpcionom spektrometrijom. Ovako izmerena vrednost je korišćena za izračunavanje količine Na2O na površini čestica (jedinica: milioniti deo/SiO2).
[Merenje količine eluiranog jona Na]
[0128] Sol silicijum dioksida je stavljen u Teflon (registrovani trgovački znak) kontejner, a zatim razblažen čistom vodom da bi se postigla koncentracija SiO2od 3.8 mas.%, nakon čega sledi zagrevanje u autoklavu na 121 °C tokom 20 sati. Dobijeni sol je sipan u jednokratni uređaj za centrifugalnu ultrafiltraciju (trgovački naziv CENTRICUT, dostupan kod KURABO INDUSTRIES LTD., granična molekulska težina: 10 000) i centrifugiran na 3000 o/min 30 minuta. Količina Na sadržana u rezultujućem filtratu je merena atomskom apsorpcionom spektrometrijom. Ovako izmerena vrednost je korišćena za izračunavanje količine jona Na eluiranih iz čestica (jedinica: milioniti deo/SiO2).
(Referentni primer 1)
[0129] Plastični kontejner od 100 L je napunjen sa 9.6 kg rastvora natrijum silikata (Br.3 natrijum silikat, dostupan kod Fuji Chemical Co., Ltd., koncentracija SiO2: 29.1 mas.%, molski odnos SiO2/Na2O: 3.2, molski odnos Al2O3/SiO2: 0.0003) i 60.2 kg čiste vode, i smeša je mešana da bi se postigla homogenost. Dok je razblaženi rastvor natrijum silikata mešan pomoću disperzatora, 1.98 kg vodenog rastvora natrijum aluminata (koncentracija Al2O3: 1.0 mas.%, koncentracija Na2O: 0.77 mas.%) je dodato u rastvor natrijum silikata, i dobijena smeša je mešana 30 minuta. Dobijeni vodeni rastvor je propušten kroz kolonu napunjenu sa 24 L jako kisele katjonske izmenjivačke smole tipa vodonika (Amberlite (registrovani trgovački znak) IR-120B, dostupne kod ORGANO CORPORATION), da bi se na taj način pripremilo 70.0 kg aktivnog rastvora silikata (koncentracija SiO2: 3.7 mas.%, pH: 2.8).
[0130] Kontejner od nerđajućeg čelika od 100 L koji ima refluksni kondenzator, mešalicu, jedinicu za grejanje i jedan priključak za ubrizgavanje tečnosti napunjen je sa 0.31 kg prethodno pomenutog rastvora natrijum silikata i 9.1 kg čiste vode, i smeša je zagrejana do 90 °C da bi se na taj način pripremila tečna zaliha. Dok je tečna zaliha održavana na 90 °C, dodato joj je 69.6 kg gore pomenutog rastvora aktivnog silikata kroz priključak za ubrizgavanje tečnosti pri konstantnom protoku tokom šest sati. Nakon završetka dodavanja, dobijena smeša je održavana na 90 ° C četiri sata, a zatim koncentrovana ultrafiltracijom, da bi se na taj način pripremilo 9.0 kg alkalnog sola 1 silicijum dioksida sa koncentracijom SiO2od 28.5 mas.% (prosečan prečnik primarnih čestica (prečnik čestica meren metodom adsorpcije azota): 11.3 nm, pH: 9.8).
[0131] Alkalni sol 1 silicijum dioksida je propušten uzastopno kroz kolonu napunjenu sa 1.5 L jako kisele katjonske izmenjivačke smole tipa vodonika (Amberlite (registrovani trgovački znak) IR-120B, dostupne kod ORGANO CORPORATION), kolonu napunjenu sa 1.0 L jako bazne anjonske izmenjivačke smole tipa hidroksilne grupe (Amberlite (registrovani trgovački znak) IR-410, dostupne kod ORGANO CORPORATION) i kolonu napunjenu sa 300 mL jako kisele katjonske izmenjivačke smole tipa vodonika (Amberlite IR-120B), da bi se na taj način pripremilo 10.0 kg kiselog sola 1a silicijum dioksida (koncentracija SiO2: 25.0 mas.%, prosečan prečnik primarnih čestica: 11.3 nm, pH: 2.8, prosečna količina polivalentnog metala elementa M: molski odnos M/Si: 0.0028, količina jona Na eluirana iz čestica: 41 milioniti deo/SiO2, maseni odnos Na2O/SiO2u česticama: 1486 milionitih delova, maseni odnos Na2O/SiO2na površini čestica: 569 milionitih delova).
(Primer 1)
[0132] U autoklavu od 3-L od nerđajućeg čelika, 2000 g kiselog sola 1a silicijum dioksida pripremljenog u referentnom primeru 1 je zagrevano na 120 °C tokom šest sati. Dobijeni sol je sakupljen u bocu sa širokim otvorom od polietilena od 3 L i u sol je dodato 50 g 8 mas.% sumporne kiseline uz mešanje pomoću disperzatora na 1000 o/min, što je praćeno mešanjem tokom 10 minuta. Dobijeni sol silicijum dioksida je imao pH od 1.6. Nakon što je sol ostavljen da miruje na 23 °C tokom 24 sata, sol je propušten uzastopno kroz kolonu napunjenu sa 100 mL jako kisele katjonske izmenjivačke smole tipa vodonika (Amberlite IR-120B), kolonu ispunjenu sa 250 mL jako bazne anjonske izmenjivačke smole tipa hidroksilne grupe (Amberlite IR-410) i kolonu ispunjenu sa 50 mL jako kisele katjonske izmenjivačke smole tipa vodonika (Amberlite IR-120B) tokom dva sata, da bi se pripremio kiseli sol 1A silicijum dioksida (prosečan prečnik primarnih čestica: 11.3 nm, koncentracija SiO2: 23.7 mas.%, pH: 2.6, prosečna količina polivalentnog metala elementa M: molski odnos M/Si: 0.0022, količina jona Na eluirana iz čestica: 9 milionitih delova/SiO2, maseni odnos Na2O/SiO2u česticama: 869 milionitih delova, maseni odnos Na2O/SiO2na površini čestica: 318 milionitih delova).
[0133] Stakleni reaktor (unutrašnja zapremina: 3 L) koji ima mešalicu, kondenzator, termometar i dva ulazna priključka napunjen je sa 2000 g kiselog sola 1A silicijum dioksida. Dok je sol u reaktoru održavan u stanju ključanja, para metanola stvorena u drugom kotlu je kontinuirano dodavana u sol silicijum dioksida u reaktoru, pri čemu je voda zamenjena metanolom dok je nivo tečnosti održavan skoro konstantnim. Zamena je završena kada je zapremina destilata dostigla 20 L, da bi se na taj način pripremilo 1840 g sola 1A silicijum dioksida dispergovanog u metanolu. Nađeno je da sol 1A silicijum dioksida dispergovan u metanolu ima koncentraciju SiO2od 25.0 mas.%, sadržaj vode od 0.6 mas.% i viskozitet od 2 mPa.s.
[0134] U bocu od 500 mL u obliku patlidžana je sakupljeno 300 g sola 1A silicijum dioksida dispergovanog u metanolu. Dok je sol silicijum dioksida mešan magnetnom mešalicom, 18.5 g feniltrimetoksisilana (trgovački naziv: KBM-103, dostupan kod Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) je dodato u sol silicijum dioksida, a temperatura tečnosti je dva sata održavana na 60 °C. Posle dodavanja 0.225 g triamilamina (reagens dostupan kod Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), pripremljen je površinski tretiran sol 1A silicijum dioksida dispergovan u metanolu.
[0135] U 294.9 g površinski tretiranog sola 1A silicijum dioksida dispergovanog u metanolu dodato je 300 g metil etil ketona i 123.2 g bisfenol F epoksidne smole (trgovački naziv: YDF-8170C, dostupne kod NIPPON STEEL & SUMIKIN CHEMICAL CO., LTD.), i smeša je mešana dok se ne postigne homogenost. Nakon toga, metanol i metil etil keton su uklonjeni pomoću rotacionog isparivača na 200 do 10 Torr i temperaturi kupatila od 90 °C, da bi se na taj način pripremio sol 1A silicijum dioksida dispergovan u bisfenol F epoksidnoj smoli (koncentracija SiO2: 30.5 mas.%, viskozitet B-tipa (25 °C): 7000 mPa·s, epoksi ekvivalent: 250 g/ekv.).
(Primer 2)
[0136] Odvojivi stakleni balon od 2 L je napunjen sa 652 g kiselog sola 1a silicijum dioksida pripremljenog u referentnom primeru 1 (prosečan prečnik primarnih čestica: 11.3 nm, koncentracija SiO2: 25.0 mas.%, pH: 2.8, prosečna količina polivalentnog metala elementa M: molski odnos M/Si: 0.0028), i 978 g čiste vode je dodato u balon. Nakon toga, dodato je 11.0 g 10% vodenog rastvora natrijum hidroksida i dobijena smeša je mešana. Balon je zagrejan na unutrašnju temperaturu od 85 °C, i u kapima je u balon dodato 172 g tetraetoksisilana tokom tri sata. Nakon toga, smeša je zagrevana na 85 °C jedan sat, a zatim koncentrovana na rotacionom isparivaču dok koncentracija SiO2nije dostigla 23%. Zatim je 850 g dobijenog sola propušteno kroz kolonu napunjenu sa 300 mL jako kisele katjonske izmenjivačke smole tipa vodonika (Amberlite IR-120B) tokom jednog sata, da bi se pripremio kiseli sol 2A silicijum dioksida (prosečan prečnik primarnih čestica: 12.0 nm, koncentracija SiO2: 21.6 mas.%, pH: 3.0, prosečna količina polivalentnog metala elementa M: molski odnos M/Si: 0.0021, količina jona Na eluirana iz čestica: 17 milionitih delova/SiO2, maseni odnos Na2O/SiO2u česticama: 1263 milionita dela, maseni odnos Na2O/SiO2na površini čestica: 340 milionitih delova).
[0137] Stakleni reaktor (unutrašnja zapremina: 1 L) koji ima mešalicu, kondenzator, termometar i dva ulazna priključka napunjen je sa 500 g kiselog sola 2A silicijum dioksida. Dok je sol u reaktoru održavan u stanju ključanja, para metanola stvorena u drugom kotlu je kontinuirano dodavana u sol silicijum dioksida u reaktoru, pri čemu je voda zamenjena metanolom dok je nivo tečnosti održavan skoro konstantnim. Zamena je završena kada je zapremina destilata dostigla 5 L, da bi se na taj način pripremilo 430 g sola 2A silicijum dioksida dispergovanog u metanolu. Nađeno je da sol 2A silicijum dioksida dispergovan u metanolu ima koncentraciju SiO2od 25.0 mas.%, sadržaj vode od 0.6 mas.% i viskozitet od 2 mPa·s.
[0138] Primenjen je isti postupak kao u primeru 1 (tj. površinski tretman feniltrimetoksisilanom i dodavanje bisfenol F epoksidne smole), osim što je sol 1A silicijum dioksida dispergovan u metanolu iz primera 1 zamenjen solom 2A silicijum dioksida dispergovanim u metanolu, da bi se tako pripremio sol 2A silicijum dioksida dispergovan u bisfenol F epoksidnoj smoli (koncentracija SiO2: 30.5 mas.%, viskozitet B-tipa (25 °C): 4300 mPa·s, epoksi ekvivalent: 243 g/ekv.).
(Primer 3)
[0139] Odvojivi stakleni balon od 2 L je napunjen sa 652 g kiselog sola 1a silicijum dioksida pripremljenog u referentnom primeru 1 (prosečan prečnik primarnih čestica: 11.3 nm, koncentracija SiO2: 25.0 mas.%, pH: 2.8, prosečna količina polivalentnog metala elementa M: molski odnos M/Si: 0.0028), i 978 g čiste vode je dodato u balon. Zatim je dodato 23.9 g 10% vodenog rastvora natrijum hidroksida i dobijena smeša je mešana. Balon je zagrejan na unutrašnju temperaturu od 85 ° C i 374 g tetraetoksisilana je ukapavanjem dodato u balon tokom tri sata. Nakon toga, smeša je zagrevana na 85 °C jedan sat, a zatim koncentrovana na rotacionom isparivaču dok koncentracija SiO2nije dostigla 23%. Nakon toga, 868 g dobijenog sola je propušteno kroz kolonu napunjenu sa 300 mL jako kisele katjonske izmenjivačke smole tipa vodonika (Amberlite IR-120B) tokom jednog sata, da bi se pripremio kiseli sol 3A silicijum dioksida (prosečan prečnik primarnih čestica: 12.6 nm, koncentracija SiO2: 24.1 mas.%, pH: 2.7, prosečna količina polivalentnog metala elementa M: molski odnos M/Si: 0.0016, količina jona Na eluirana iz čestica: 32 milionita dela/SiO2, maseni odnos Na2O/SiO2u česticama: 1103 milionita dela, maseni odnos Na2O/SiO2na površini čestica: 153 milionita dela).
[0140] Primenjen je isti postupak kao u primeru 1 (tj. izmena metanolom, površinski tretman feniltrimetoksisilanom i dodavanje bisfenol F epoksidne smole), osim što je kiseli sol 2A silicijum dioksida iz primera 2 zamenjen kiselim solom 3A silicijum dioksida, da bi se tako pripremio sol 3A silicijum dioksida dispergovan u bisfenol F epoksidnoj smoli (koncentracija SiO2: 30.5 mas.%, viskozitet B-tipa (25 °C): 5380 mPa·s, epoksi ekvivalent: 243 g/ekv.).
(Uporedni primer 1)
[0141] Primenjen je isti postupak kao u primeru 1 (tj. izmena metanolom, površinski tretman feniltrimetoksisilanom i dodavanje bisfenol F epoksidne smole), osim što je 2000 g kiselog sola 1A silicijum dioksida iz primera 1 zamenjeno sa 1900 g kiselog sola 1a silicijum dioksida pripremljenog u referentnom primeru 1, da bi se tako pripremio sol 1a silicijum dioksida dispergovan u bisfenol F epoksidnoj smoli (koncentracija SiO2: 30.5 mas.%, viskozitet B-tipa (25 °C): 4800 mPa·s, epoksi ekvivalent: 247 g/ekv.).
[0142] Svaki od solova silicijum dioksida dispergovanih u bisfenol F epoksidnoj smoli pripremljenih u primerima 1 do 3 i uporednom primeru 1 je pomešan sa opcionom epoksidnom smolom (bisfenol F epoksidna smola, trgovački naziv: YDF-8170C, dostupan kod NIPPON STEEL & SUMIKIN CHEMICAL CO., LTD.), anhidridom kiseline (RIKACID MH-700, dostupan kod New Japan Chemical Co., Ltd.) koji služi kao sredstvo za očvršćavanje i promotorom reakcije (dimetilbenzilamin, dostupan kod Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) u proporcijama prikazanim u tabeli 1, da bi se na taj način pripremila kompozicija za očvršćavanje epoksidne smole.
[0143] Kompozicija za očvršćavanje epoksidne smole je naneta na livenu ploču (staklena ploča debljine 3 mm tretirana sredstvom za odvajanje od kalupa koje sadrži fluor (naziv proizvoda: Optool DSX, dostupan kod DAIKIN INDUSTRIES, Ltd.)) i zagrevana pod sledećim uslovima očvršćavanja (na 70 °C tokom dva sata, zatim na 90 °C tokom dva sata, a zatim na 150 °C tokom osam sati), da bi se na taj način pripremio proizvod očvrsle epoksidne smole.
[0144] U sledećem opisu, gore pomenuti primeri br. i uporedni primer br. solova silicijum dioksida dispergovanih u bisfenol F epoksidnoj smoli se takođe smatraju primerima kompozicija za očvršćavanje epoksidne smole i njihovih očvrslih proizvoda.
Tabela 1
Primer 1 Primer 2 Primer 3 Uporedni primer 1 Epoksidna smola (g) - 23.8 23.8 23.8 Sol silicijum dioksida dispergovan u 61.7 32.9 32.9 32.9 epoksidnoj smoli (g)
Sredstvo za očvršćavanje (g) 37.9 42.8 42.8 42.8 Promotor reakcije (g) 0.4 0.5 0.5 0.5 Sadržaj SiO2(mas.%) 18.8 10.0 10.0 10.0
(Merenje veka trajanja do dielektričnog proboja proizvoda očvrsle epoksidne smole)
[0145] Svaki očvrsli proizvod je formiran u uzorke u vidu listova od kojih svaki ima veličinu od 140 mm × 140 mm i debljinu (t) od 1 mm. Vek trajanja do dielektričnog proboja svakog uzorka meren je uređajem za ispitivanje dielektričnog proboja (model: YST-243WS, dostupan kod Yamayo Shikenki) na ispitnoj temperaturi od 110 °C (vazduh) i ispitnim naponima (primenjenim naponima) od 20 kV, 15 kV i 10 kV. Test je uključivao upotrebu donje ravne elektrode (φ) = 25 mm) i gornje sferne elektrode (φ) = 20 mm), a ove elektrode su bile raspoređene tako da dođu u kontakt sa uzorkom. Vek trajanja do dielektričnog proboja uzoraka (n = 3 ili 4) je izmeren na svakom naponu, a svaki primenjeni napon V [kV/mm] je grafički prikazan u odnosu na odgovarajući vek trajanja do dielektričnog proboja t (čas), da bi se na taj način dobio V-t grafikon. Pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja (h: čas) na 5 kV izračunat je ekstrapolacijom V-t grafikona.
[0146] Poređenja radi, očvrsli proizvod (blank) je pripremljen od kompozicije epoksidne smole koja sadrži samo epoksidnu smolu bez silicijum-dioksida i sredstvo za očvršćavanje. Izmeren je vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda, i izračunat je pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja očvrslog proizvoda.
[0147] Dobijeni V-t grafikoni su prikazani na SL. 1 (blank), SL.2 (Primer 1), SL.3 (Primer 2), SL. 4 (Primer 3) i SL.5 (Uporedni primer 1). Pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja na 5 kV prikazan je u tabeli 2.
Tabela 2
Blank Primer 1 Primer 2 Primer 3 Uporedni primer 1 Sol silicijum dioksida dispergovan
- 1A 2A 3A 1a u epoksidnoj smoli (tip)
Sadržaj SiO2(mas.%) 0 18.8 10.0 10.0 10.0 Pretpostavljeni vek trajanja do
1300 23385 8502 6742 1727 dielektričnog proboja na 5 kV (h)
[0148] Kao što je prikazano na SL. 2 (Primer 1), SL.3 (Primer 2) i SL.4 (Primer 3), kompozicija ovog pronalaska je postigla dug vek trajanja do dielektričnog proboja na 10 kV i pokazala umereno smanjenje veka trajanja do dielektričnog proboja povezano sa povećanjem primenjenog napona (ispitnog napona), u poređenju sa slučajem kompozicije blanka (SL.1) i uporednog primera 1 (SL.
5).
[0149] Pretpostavljeni vek trajanja do dielektričnog proboja na 5 kV izračunat je iz prethodno navedenih rezultata (Tabela 2). Rezultati pokazuju da kompozicija ovog pronalaska verovatno pokazuje otpornost na napon tokom dužeg vremenskog perioda, u poređenju sa kompozicijama blanka i uporednog primera 1.
INDUSTRIJSKA PRIMENLJIVOST
[0150] Ovaj pronalazak može da obezbedi izolacionu kompoziciju koja sadrži čestice silicijum dioksida, smolu i sredstvo za očvršćavanje, pri čemu je eluiranje jona Na iz čestica silicijum dioksida smanjeno, a izolaciona svojstva kompozicije se tokom vremena ne menjaju.

Claims (9)

PATENTNI ZAHTEVI
1. Izolaciona kompozicija koja sadrži čestice (A) silicijum dioksida, smolu (B) i sredstvo (C) za očvršćavanje, naznačena time, što:
kada se vodeni rastvor čestica (A) silicijum dioksida koji ima koncentraciju SiO2od 3.8 mas.% zagreva 20 sati na 121 °C, količina jona Na eluiranih iz čestica (A) silicijum dioksida je 40 milionitih delova/SiO2ili manje,
čestice (A) silicijum dioksida sadrže oksid polivalentnog metala tako, da molski odnos polivalentnog metala M prema Si iznosi 0.001 do 0.02;
maseni odnos Na2O/SiO2u česticama silicijum dioksida je 700 do 1300 milionitih delova; i
čestice silicijum dioksida imaju, na svojoj površini, sloj koji ima debljinu od 0.1 do 1.5 nm i maseni odnos Na2O/SiO2od 10 do 400 milionitih delova, i imaju prosečan prečnik čestica od 5 do 40 nm.
2. Izolaciona kompozicija prema zahtevu 1, naznačena time, što je količina jona Na eluiranih iz čestica (A) silicijum dioksida nakon zagrevanja 5 do 38 milionitih delova/SiO2.
3. Postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema zahtevu 1 ili 2, gde postupak obuhvata:
korak pripremanja vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida;
korak (1) zamene vodenog medijuma vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida organskim medijumom, da bi se dobio sol čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu; i korak (2) mešanja sola čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu proizvedenog u koraku (1) sa smolom (B) i sredstvom (C) za očvršćavanje, pri čemu se vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida proizvodi primenom:
(i) koraka pripremanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata, i sledećih koraka (I) i (II):
korak (I): korak podvrgavanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida bilo kom od sledećih koraka (I-i) do (I-iii):
korak (I-i): korak održavanja vodene disperzije na sobnoj temperaturi do 50 °C u kiselim uslovima sa pH od 1 do 4,
korak (I-ii): korak zagrevanja vodene disperzije na 100 do 200 °C, i
korak (I-iii): kombinacija koraka (I-i) i (I-ii); i
korak (II): korak podvrgavanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida koja je bila podvrgnuta koraku (I) sledećem koraku (II-i) ili (II-ii):
korak (II-i): korak uzastopnog izvođenja katjonske izmene i anjonske izmene, ili
korak (II-ii): korak uzastopnog izvođenja katjonske izmene, anjonske izmene i katjonske izmene;
i/ili
(ii) koraka pripreme vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata, i
koraka dodavanja, u vodenu disperziju čestica (a) silicijum dioksida, jedinjenja silana sledeće formule (1):
RaSix(4-a)Formula (1)
(gde R predstavlja C1-10alkil grupu, epoksi grupu, organsku grupu koja sadrži epoksi grupu, fenil grupu, organsku grupu koja sadrži fenil grupu, ili bilo koju njihovu kombinaciju, i vezan je za atom silicijuma preko Si-C veze; a je ceo broj od 0 do 3; i X je alkoksi grupa, aciloksi grupa ili halogena grupa), da bi se površine čestica (a) silicijum dioksida obložile proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1).
4. Postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema zahtevu 3, naznačen time, što se pH podešava na 1 do 4 u koraku (I-i) dodavanjem kiseline u vodenu disperziju čestica (a) silicijum dioksida.
5. Postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema zahtevu 3, naznačen time, što korak oblaganja čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) obuhvata:
korak oblaganja čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 0; i
korak daljeg oblaganja čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) u kojoj a iznosi 1 ili 2.
6. Postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema zahtevu 3, naznačen time, što je jedinjenje silana formule (1) u kojoj a iznosi 0 tetraetoksisilan ili tetrametoksisilan, a jedinjenje silana formule (1) u kojoj a iznosi 1 ili 2 je silan koji ima organsku grupu koja sadrži epoksi grupu, silan koji ima fenil grupu, ili njihova kombinacija.
7. Postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema zahtevu 3, naznačen time, što maseni odnos čestica (a) silicijum dioksida prema proizvodu hidrolize ili kondenzatu hidrolize jedinjenja silana formule (1) iznosi 100 : 2 do 100 : 100.
8. Postupak za proizvodnju izolacione kompozicije prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što postupak obuhvata:
korak pripremanja vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida;
korak (1) zamene vodenog medijuma vodenog sola čestica (A) silicijum dioksida organskim medijumom, da bi se time proizveo sol čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu; i korak (2) mešanja sola čestica (A) silicijum dioksida u organskom medijumu proizvedenog u koraku (1) sa smolom (B) i sredstvom (C) za očvršćavanje, pri čemu se vodeni sol čestica (A) silicijum dioksida priprema primenom:
koraka pripreme vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida zagrevanjem silikatne tečnosti dobijene katjonskom izmenom vodenog rastvora alkalnog silikata;
koraka podvrgavanja vodene disperzije čestica (a) silicijum dioksida koracima (I) i (II) opisanim u zahtevu 3 ili 4; i
koraka oblaganja površina čestica (a) silicijum dioksida proizvodom hidrolize ili kondenzatom hidrolize jedinjenja silana formule (1) opisanog u bilo kom od zahteva 3 i 5 do 7.
9. Postupak za proizvodnju podloge, gde postupak obuhvata korak nanošenja izolacione kompozicije prema zahtevu 1 ili 2 na podlogu i korak zagrevanja kompozicije.
RS20240061A 2017-09-07 2018-09-07 Izolaciona kompozicija koja sadrži silicijum dioksid RS65075B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017171967 2017-09-07
PCT/JP2018/033283 WO2019050008A1 (ja) 2017-09-07 2018-09-07 シリカ含有絶縁性組成物
EP18853127.1A EP3680918B1 (en) 2017-09-07 2018-09-07 Silica-containing insulating composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS65075B1 true RS65075B1 (sr) 2024-02-29

Family

ID=65634113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20240061A RS65075B1 (sr) 2017-09-07 2018-09-07 Izolaciona kompozicija koja sadrži silicijum dioksid

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11961636B2 (sr)
EP (1) EP3680918B1 (sr)
JP (1) JP7231886B2 (sr)
KR (1) KR102563150B1 (sr)
CN (1) CN111095440B (sr)
RS (1) RS65075B1 (sr)
TW (1) TWI778124B (sr)
WO (1) WO2019050008A1 (sr)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11549019B2 (en) * 2020-07-07 2023-01-10 Nissan Chemical Corporation Inorganic oxide sol dispersed in hydrocarbon and production method therefor
KR102516530B1 (ko) * 2020-11-04 2023-03-31 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 질소함유 용매에 분산된 알루미늄함유 실리카졸 및 수지 조성물
CN113088094B (zh) * 2021-02-23 2022-04-19 上杭鑫昌龙实业有限公司 一种高压电气绝缘填充膏及其制备方法和应用
IL310816A (en) * 2021-08-31 2024-04-01 Nissan Chemical Corp Organosilica sol containing an epoxy group, an epoxy resin composition and a production method thereof
KR102692760B1 (ko) * 2021-10-26 2024-08-07 피아이첨단소재 주식회사 폴리아믹산 조성물 및 이의 제조방법
KR102692756B1 (ko) * 2021-10-26 2024-08-07 피아이첨단소재 주식회사 폴리아믹산 조성물 및 이의 제조방법
JPWO2024038900A1 (sr) * 2022-08-18 2024-02-22
JP7632771B2 (ja) * 2023-02-20 2025-02-19 日産化学株式会社 エポキシ基含有ケイ素化合物が結合したシリカ粒子を含むゾル及びその製造方法
JP7674622B1 (ja) * 2023-07-28 2025-05-09 日産化学株式会社 １価アルカリ金属イオン含有中空シリカゾル及びその製造方法
JP7823796B2 (ja) * 2023-11-29 2026-03-04 日産化学株式会社 有機酸を含む窒素含有有機溶媒に分散したシリカゾル及び絶縁性樹脂組成物

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5829858A (ja) * 1981-08-13 1983-02-22 Nitto Electric Ind Co Ltd 電子部品封止用樹脂組成物
NO300125B1 (no) * 1988-03-16 1997-04-14 Nissan Chemical Ind Ltd Stabil væskeformig silikasol, samt fremgangsmåte ved fremstilling derav
JPH0764544B2 (ja) * 1989-12-15 1995-07-12 信越化学工業株式会社 シリカ粉末の製造方法
JP3965536B2 (ja) * 1998-01-07 2007-08-29 株式会社龍森 絶縁材料用微細球状シリカの製造方法
JP4614214B2 (ja) * 1999-12-02 2011-01-19 信越化学工業株式会社 半導体装置素子用中空パッケージ
JP4631119B2 (ja) 2000-01-28 2011-02-16 Ｊｓｒ株式会社 疎水化コロイダルシリカの製造方法
JP4502723B2 (ja) * 2004-06-23 2010-07-14 日本化学工業株式会社 シリカゲル粉末、絶縁性向上剤組成物及び絶縁性樹脂組成物
CN1669922A (zh) * 2005-02-22 2005-09-21 山东海化集团有限公司 一种沉淀二氧化硅的制备方法
KR101565513B1 (ko) * 2008-02-12 2015-11-03 닛산 가가쿠 고교 가부시키가이샤 실리카콜로이드입자, 이의 제조방법, 유기용매분산실리카졸, 중합성화합물분산실리카졸 및 디카르본산무수물분산실리카졸
JP5484100B2 (ja) * 2009-03-31 2014-05-07 株式会社アドマテックス コロイダルシリカ及びその製造方法
JP6007851B2 (ja) * 2013-04-08 2016-10-12 日立金属株式会社 絶縁電線、およびそれを用いたコイル、モータ
EP3009480B1 (en) * 2013-06-10 2019-05-01 Nissan Chemical Corporation Silica-containing resin composition and method for producing same, and molded article produced from silica-containing resin composition
JP2016079195A (ja) 2014-10-10 2016-05-16 株式会社日立製作所 電気絶縁樹脂
JP2016222507A (ja) * 2015-06-01 2016-12-28 コニカミノルタ株式会社 合わせガラス用中間膜、それを用いた合わせガラスおよびその製造方法
JP6661993B2 (ja) 2015-11-19 2020-03-11 日立金属株式会社 耐部分放電性塗料および絶縁電線

Also Published As

Publication number Publication date
JP7231886B2 (ja) 2023-03-02
CN111095440B (zh) 2022-01-04
US20200286644A1 (en) 2020-09-10
KR20200051645A (ko) 2020-05-13
KR102563150B1 (ko) 2023-08-07
EP3680918A1 (en) 2020-07-15
US11961636B2 (en) 2024-04-16
TWI778124B (zh) 2022-09-21
TW201919998A (zh) 2019-06-01
CN111095440A (zh) 2020-05-01
EP3680918B1 (en) 2023-12-27
JPWO2019050008A1 (ja) 2020-11-05
EP3680918A4 (en) 2021-06-30
WO2019050008A1 (ja) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7231886B2 (ja) シリカ含有絶縁性組成物
TWI457283B (zh) 氧化矽膠體粒子及其製造方法、以及其有機溶劑分散氧化矽溶膠、聚合性化合物分散氧化矽溶膠及二羧酸酐分散氧化矽溶膠
JP2025169811A (ja) ロタキサン分散中空シリカゾル及びその製造方法
WO2022186312A1 (ja) 保護膜形成組成物
KR102791043B1 (ko) 휘발성 알데히드의 발생을 저감한 금속산화물입자함유 조성물
KR102835143B1 (ko) 도전성 산화 제 2 주석 입자를 포함하는 유기 용매 분산 졸 및 그 제조 방법
JP7674622B1 (ja) １価アルカリ金属イオン含有中空シリカゾル及びその製造方法
CN119894824B (en) Hollow silica sol containing 1-valent alkali metal ion and method for producing same
JP7669586B2 (ja) アルミニウム原子含有中空シリカ粒子及びその製造方法
CN117177941A (zh) 具有粒度分布的硅溶胶和其制造方法
KR102863674B1 (ko) 코어 셸 구조를 갖는 금속 산화물 입자 및 그 제조 방법
TW202428515A (zh) 含有胺的中空氧化矽粒子之有機溶劑溶膠及其製造方法
WO2025057876A1 (ja) 重合性シラン化合物を含む金属酸化物ゾル及びその製造方法
TW202604895A (zh) 圖案形成用組合物及硬化膜
TW202323356A (zh) 含環氧基之有機矽溶膠、環氧樹脂組成物、及其製造方法