JPH08119619A - Surface treatment of silica particles - Google Patents

Surface treatment of silica particles

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JPH08119619A
JPH08119619A JP26292594A JP26292594A JPH08119619A JP H08119619 A JPH08119619 A JP H08119619A JP 26292594 A JP26292594 A JP 26292594A JP 26292594 A JP26292594 A JP 26292594A JP H08119619 A JPH08119619 A JP H08119619A
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JP
Japan
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silica particles
methanol
particles
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silane
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Application number
JP26292594A
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Japanese (ja)
Inventor
Reiko Matsuda
麗子 松田
Takashi Maehara
喬 前原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
A & T Kk
Tokuyama Corp
Original Assignee
A & T Kk
Tokuyama Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To easily, continuously and efficiently execute surface treatment without needing pretreatment and with a simple operation by allowing a specified silane alkoxide compd. to coexist. CONSTITUTION: Cylindrical, flaky or spherical silica particles having 0.1-10μm average grain size, rich in surface hydroxyl group, good in dispersibility, synthesized by sol-gel method, etc., consisting essentially of SiO2 and having an affinity with a hydrolyzed matter of the silane alkoxide compd. are diluted with a dispersing medium, and 0.05-5wt.% water is added to this dispersion, and the dispersion is kept to alkali side with aqueous ammonia, etc., then, about 0.01-10m mol silane coupling agent containing a functional group for modifying the surface and alkoxide group, amino group, etc., reactive with hydroxyl group or silane alkoxide compd. on the surface of the silica particles are added to the dispersion per 1g silica particles, then, the silane alkoxide compd. expressed by the formula ((m) is 2-4, (x) is hydroxyl group or a halogen, R<1> is an alkyl or phenyl) is added to execute hydrolysis, then the surface treated silica particles are separated and washed and added with distilled water to obtain an aq. soln. of surface treated silica particles.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はシリカ粒子を用いる分野
においてシリカ粒子の表面状態を制御するための表面処
理方法に関するものである。得られたシリカ粒子は、例
えば、免疫学的分析を行なう分野で抗原あるいは抗体を
吸着させるなどの各種担体として用いられる。その他、
各種ポリマー、化粧品、インキ、グリース、ワックスな
どの分野において添加剤として利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment method for controlling the surface condition of silica particles in the field of using silica particles. The obtained silica particles are used as various carriers for adsorbing antigens or antibodies in the field of immunological analysis. Other,
It is used as an additive in the fields of various polymers, cosmetics, inks, greases and waxes.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりシリカ粒子の表面改質には界面
活性剤によって表面を疎水化するフラッシング法(色材
55[5]300-304 1982)、水性コロイド吸着によるコーテ
ィング法および粒子表面の官能基に有機物を反応させる
トポケミカルな手法などがある。中でもシリカ粒子表面
に存在する水酸基に着目し、これに有機合成化学の分野
で行われる反応を利用した親油化法の研究がある(宇津
木弘ら:シリカゲルの表面処理と処理シリカゲルの吸着
特性、「表面」16(9):525,1978)。また、目的とする官
能基を有する金属アルコキシドいわゆるシランカップリ
ング剤とシリカ表面の水酸基を反応させる方法が最近、
盛んに行なわれている。この方法は、物理吸着によるコ
ーティングと比較して化学的な結合によって表面処理剤
が固定化されるため表面状態の安定性の高い粒子を作製
することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, for surface modification of silica particles, a flushing method (coloring material in which the surface is made hydrophobic by a surfactant) is used.
55 [5] 300-304 1982), coating methods by adsorption of aqueous colloids and topochemical methods of reacting organic substances with functional groups on the surface of particles. Among them, focusing on the hydroxyl groups present on the surface of silica particles, there is research on the lipophilic method utilizing the reaction performed in the field of synthetic organic chemistry (Hiroshi Utsuki et al .: Surface treatment of silica gel and adsorption characteristics of treated silica gel, "Surface" 16 (9): 525,1978). In addition, a method of reacting a metal alkoxide having a desired functional group, a so-called silane coupling agent, with a hydroxyl group on the silica surface has recently been reported.
It is being actively conducted. According to this method, the surface treatment agent is immobilized by a chemical bond as compared with coating by physical adsorption, so that particles having a highly stable surface state can be produced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の反応は水酸基の
脱水反応によるのでシリカ粒子表面の水酸基とカップリ
ング剤の水酸基を選択的に反応させるために一旦表面付
近に存在する不必要な水酸基を除かなければならい。水
-有機溶媒の混合系で合成されるシリカ粒子の場合、例
えば粒子表面を乾燥させる、粒子の分散媒を非水溶媒に
置換する等の前処理を行なうのが一般的である。
Since the above-mentioned reaction is a dehydration reaction of hydroxyl groups, in order to selectively react the hydroxyl groups on the surface of the silica particles with the hydroxyl groups of the coupling agent, unnecessary hydroxyl groups present once near the surface are removed. I have to do it. water
-In the case of silica particles synthesized in a mixed system of an organic solvent, it is common to perform a pretreatment such as drying the particle surface or replacing the dispersion medium of the particles with a non-aqueous solvent.

【0004】しかしながら、シリカ粒子は乾燥させたり
分散媒を変えたりすると凝集が起こってしまう場合が多
い。特に、1μm以下の微粒子の場合は一旦凝集すると再
び分散させることが非常に困難である。このようにシリ
カ粒子の表面処理は前処理が煩雑で効率よく処理するの
が困難であるという問題点があった。
However, silica particles often agglomerate when they are dried or when the dispersion medium is changed. Particularly, in the case of fine particles having a size of 1 μm or less, it is very difficult to disperse them once they are aggregated. As described above, the surface treatment of the silica particles has a problem that the pretreatment is complicated and it is difficult to perform the treatment efficiently.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は表面処理方法
の上記問題点について鋭意研究を重ねた結果、簡便な操
作で容易に効率よく表面処理が可能である方法を完成す
るに至った。
As a result of intensive studies on the above problems of the surface treatment method, the present inventor has completed a method capable of easily and efficiently performing the surface treatment with a simple operation.

【0006】即ち本発明は、シリカ粒子をシランカップ
リング剤を用いて表面処理するに際して、下記一般式
(1)
That is, according to the present invention, when the silica particles are surface-treated with a silane coupling agent, the following general formula (1)

【0007】[0007]

【化2】 Embedded image

【0008】(式中、mは2〜4の整数、Xは水酸基ま
たはハロゲン原子、R1は アルキル基またはフェニル基
を表す)で示されるシランアルコキシド化合物を共存さ
せることを特徴とするシリカ粒子の表面処理方法であ
る。
Silane alkoxide compound represented by the formula: wherein m is an integer of 2 to 4, X is a hydroxyl group or a halogen atom, and R 1 is an alkyl group or a phenyl group. It is a surface treatment method.

【0009】他の発明は、上記表面処理において、表面
処理する際に併せて加水分解を行うことを特徴とするシ
リカ粒子の表面処理方法である。
Another invention is a surface treatment method for silica particles, characterized in that in the above surface treatment, hydrolysis is also carried out during the surface treatment.

【0010】本発明中に記載されているシリカ粒子と
は、特に合成法が限定されるものではなく、シランアル
コキシド化合物をアルカリ条件下にアルコールと水の混
合溶液中で加水分解-縮合反応させて合成する方法(ソ
ルーゲル法)、可溶性ケイ素塩の水溶液と酸から合成す
る方法等の湿式法によるシリカ粒子を始めとして、テト
ラクロロシランを加熱分解して合成する乾式法によるシ
リカ粒子なども使用することができる。好適には表面の
水酸基が豊富であるため表面処理効果が高い、分散性が
良い等の点でゾル−ゲル法によって合成されたシリカ粒
子が使用される。シリカ粒子の化学組成はSiO2を主成分
とするが、シランアルコキシド化合物、特にその加水分
解物と親和性を有する粒子であればよく、内層に有機層
を含む無機-有機複合体[(株)トクヤマ製イムノティ
クルスHDPなど]でもよいし、アルキル基、アルケニ
ル基、フェニル基、アミノ基、カルボニル基、メルカプ
ト基やハロゲン原子等を含有するシリカ粒子であっても
よい。また、アルミナ、チタニア、ジルコニアなどのシ
リカ以外の金属酸化物とシリカとの複合酸化物でもよ
い。
The silica particles described in the present invention are not particularly limited in the synthetic method, and a silane alkoxide compound is hydrolyzed and condensed in a mixed solution of alcohol and water under alkaline conditions. It is possible to use silica particles by a wet method such as a method of synthesizing (sol-gel method), a method of synthesizing an aqueous solution of a soluble silicon salt and an acid, and a silica particle by a dry method of thermally decomposing tetrachlorosilane. it can. Silica particles synthesized by the sol-gel method are preferably used because the surface treatment effect is high and the dispersibility is good because the surface has abundant hydroxyl groups. The chemical composition of the silica particles is SiO 2 as a main component, but any particles having an affinity for a silane alkoxide compound, especially a hydrolyzate thereof, may be used. Tokuyama Immunoticles HDP, etc.] or silica particles containing an alkyl group, an alkenyl group, a phenyl group, an amino group, a carbonyl group, a mercapto group, a halogen atom, or the like. A composite oxide of silica and a metal oxide other than silica such as alumina, titania, and zirconia may also be used.

【0011】形状は、円柱状、燐片状、不定形など特に
限定はされない。免疫学的分析法の担体として利用する
場合には、前記ゾルーゲル法で合成された平均粒径が0.
1〜10μmの球状のものが好適に利用される。
The shape is not particularly limited, and may be cylindrical, scaly, or amorphous. When used as a carrier for immunological analysis, the average particle size synthesized by the sol-gel method is 0.
A spherical shape having a diameter of 1 to 10 μm is preferably used.

【0012】本発明の前記一般式(1)で示されるシラ
ンアルコキシド化合物を具体的に例示すれば、テトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキ
シシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシ
ランル、トリエトキシクロロシラン、トリエトキシシラ
ン、ナトリウムオルソシリケートなどが挙げられる。こ
れらシランアルコキシド化合物の中でも、反応系内にナ
トリウムイオン、塩素イオン等の分散媒あるいはそれに
類する有機溶媒の成分以外のイオンが残存しない、入手
し易い等の点でテトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シランなどが好適に使用される。
Specific examples of the silane alkoxide compound represented by the general formula (1) of the present invention include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraphenoxysilane, and triethoxychlorosilane. , Triethoxysilane, sodium orthosilicate, and the like. Among these silane alkoxide compounds, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, etc., are sodium ions in the reaction system, ions other than the components of the dispersion medium such as chlorine ions or components of an organic solvent similar thereto do not remain, and are easily available. It is preferably used.

【0013】また、該シランアルコキシド化合物は単独
で使用されるのみならず、加水分解−縮合反応によって
アルミナ、チタニア、ジルコニアなどのシリカ以外の金
属酸化物となりうる金属アルコキシドと共存させて使用
することもできる。この場合、シランアルコキシド化合
物はシランアルコキシド化合物とその他の金属アルコキ
シドの合計量に対して、通常70mol%以上使用する。こ
の金属アルコキシドを具体的に例示すればテトラメトキ
シチタネート、テトラエトキシチタン、テトライソプロ
ポキシチタン、テトラブトキシチタン等のチタンアルコ
キシド、テトラプロポキシジルコニウム、テトライソプ
ロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム等
のジルコニウムアルコキシド、テトラエトキシアルミニ
ウム等のアルミニウムアルコキシドといった既知のアル
コキシドが挙げられる。
The silane alkoxide compound may be used not only alone but also in the presence of a metal alkoxide capable of forming a metal oxide other than silica such as alumina, titania and zirconia by a hydrolysis-condensation reaction. it can. In this case, the silane alkoxide compound is usually used in an amount of 70 mol% or more based on the total amount of the silane alkoxide compound and the other metal alkoxide. Specific examples of this metal alkoxide include titanium alkoxide such as tetramethoxy titanate, tetraethoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, and tetrabutoxy titanium, zirconium alkoxide such as tetrapropoxy zirconium, tetraisopropoxy zirconium, and tetrabutoxy zirconium, and tetraethoxy. Known alkoxides such as aluminum alkoxides such as aluminum can be mentioned.

【0014】本発明に用いるシランカップリング剤とは
表面改質のための官能基と、シリカ粒子表面の水酸基あ
るいは前記シランアルコキシド化合物と反応するアルコ
キシド基、アミノ基等の部分を有する化合物である。
The silane coupling agent used in the present invention is a compound having a functional group for surface modification and a moiety such as a hydroxyl group on the surface of silica particles or an alkoxide group or an amino group which reacts with the silane alkoxide compound.

【0015】具体的に例示すればば、アルキル基を有す
るシランカップリング剤としては、メチルトリメトキシ
シラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、オクチルト
リメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラ
ン、プロピルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキ
シシラン、オクタデシルトリエトキシシラン等があり、
その他の官能基を持つものとして、3-メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、(メルカプトメチル)メチル
ジエトキシシラン、(メルカプトメチル)ジメチルエト
キシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-アミノプルピルトリ
エトキシシラン、ビス{3-(トリエトキシシリル)プ
ロピル}テトラサルファイド、3-イソシアナートプロ
ピルトリエトキシシラン、N-{(3-トリメトキシシリ
ル)プロピル}エチレンジアミン三酢酸ソーダ塩、N-
(トリエトキシシリルプロピル)尿素、3-クロロプロ
ピルトリエトキシシラン、ジエチルフォスフェートエチ
ルトリエトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルイ
ソチオウロニウムクロライド、メチル{2-(3-トリメ
トキシシリルプロピルアミノ)エチルアミン}-3-プロ
ピオネート、3-アミノプロピルトリエトキシシランな
どが挙げられる。また、一般的に加水分解後にシリカ粒
子と親和性があればその他の金属アルコキシド系のカッ
プリング剤あるいはこれとシランカップリング剤の混合
系でも可能である。例えば、イソプロピルトリイソステ
アロイルチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチ
タネート等のチタネートカップリング剤、ジルコニウム
ラクテート、アセチルアセトンジルコニウムブチレート
等のジルコネートカップリング剤、その他ジルコアルミ
ネート系カップリング剤等が挙げられる。
To give a concrete example, the silane coupling agent having an alkyl group includes methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, and octadecyltrimethoxysilane. ,
There are methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, etc.,
As those having other functional groups, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, (mercaptomethyl) methyldiethoxysilane, (mercaptomethyl) dimethylethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, methacryl Roxypropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane,
Bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopurupyltriethoxysilane, bis {3- (triethoxysilyl) propyl} tetrasulfide, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, N-{(3-trimethoxysilyl) Propyl} ethylenediamine triacetic acid sodium salt, N-
(Triethoxysilylpropyl) urea, 3-chloropropyltriethoxysilane, diethylphosphateethyltriethoxysilane, trimethoxysilylpropylisothiouronium chloride, methyl {2- (3-trimethoxysilylpropylamino) ethylamine} -3 -Propionate, 3-aminopropyltriethoxysilane and the like. Generally, other metal alkoxide-based coupling agents or mixed systems of these and silane coupling agents can be used as long as they have an affinity for silica particles after hydrolysis. Examples thereof include titanate coupling agents such as isopropyl triisostearoyl titanate and isopropyl trioctanoyl titanate, zirconate coupling agents such as zirconium lactate and acetylacetone zirconium butyrate, and other zircoaluminate coupling agents.

【0016】上記シランカップリング剤の中でも粒子に
疎水性を付加する場合処理効果が高いこと、粒子に蛋白
質を吸着させる場合効果が高いこと等の理由により3-
メルカプトプロピルトリメトキシシラン、(メルカプト
メチル)メチルジエトキシシラン、(メルカプトメチ
ル)ジメチルエトキシシラン等のメルカプト基含有シラ
ンカップリング剤が好適に使用される。
Among the above silane coupling agents, the treatment effect is high when hydrophobicity is added to the particles, and the effect is high when proteins are adsorbed to the particles.
Mercapto group-containing silane coupling agents such as mercaptopropyltrimethoxysilane, (mercaptomethyl) methyldiethoxysilane, and (mercaptomethyl) dimethylethoxysilane are preferably used.

【0017】次に、本発明のシリカ粒子の表面処理方法
について述べる。
Next, the surface treatment method of the silica particles of the present invention will be described.

【0018】本表面処理方法はシリカ粒子をシランカッ
プリング剤を用いて表面処理するに際して、前記一般式
(1)で示されるシランアルコキシド化合物を共存させ
ることを特徴とする。また、その際に、併せて加水分解
を行うことを特徴とする。
This surface treatment method is characterized in that when the silica particles are surface-treated with a silane coupling agent, the silane alkoxide compound represented by the general formula (1) is allowed to coexist. In addition, at that time, it is also characterized in that hydrolysis is also performed.

【0019】シリカ粒子を表面処理する際、通常シリカ
粒子を分散媒で希釈する。該分散媒はシリカ粒子が溶解
せず表面処理に用いるシランカップリング剤およびシラ
ンアルコキシド化合物等の原料がある程度溶解するもの
であればよい。一般には反応性、操作性および入手が容
易なこと等の理由によりメタノール、エタノール、イソ
プロパノール、ブタノール、イソアミルアルコール、エ
チレングリコールおよびプロピレングリコール等のアル
コール溶媒が好適に用いられる。また、その他の有機溶
媒をアルコール溶媒に一部混合して用いることもでき
る。
When the silica particles are surface-treated, the silica particles are usually diluted with a dispersion medium. The dispersion medium may be any one as long as the silica particles are not dissolved and the raw materials such as the silane coupling agent and the silane alkoxide compound used for the surface treatment are dissolved to some extent. In general, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, isoamyl alcohol, ethylene glycol and propylene glycol are preferably used because of their reactivity, operability and easy availability. Further, the other organic solvent may be partially mixed with the alcohol solvent and used.

【0020】前記の分散媒中で併せて加水分解を行う場
合はシランアルコキシド化合物あるいはシランカップリ
ング剤が加水分解されるために水が含有されていること
が望ましい。水の含有量はアルコキシド化合物、シラン
カップリング剤の種類、後述する溶媒のアルカリ性度に
よっても異なり一概に限定することはできないが一般に
は0.05〜5wt%の範囲が好適である。
When the hydrolysis is also carried out in the above dispersion medium, it is desirable that the silane alkoxide compound or the silane coupling agent is hydrolyzed to contain water. The water content varies depending on the alkoxide compound, the type of silane coupling agent, and the alkalinity of the solvent described later, and cannot be unconditionally limited, but generally a range of 0.05 to 5 wt% is preferable.

【0021】また、前記分散媒は、表面処理に際して併
せて加水分解を実施する場合はシランアルコキシド化合
物、シランカップリング剤の種類によっては酸性下に実
施する場合もあるが、通常中性、特にアルカリ性にして
実施するのが好適である。該分散媒をアルカリ性とする
手段は如何なる方法でもよいが一般にはアンモニア水ま
たは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウ
ム等の水酸化アルカリを添加するかあるいはこれらの化
合物を併用する方法が好適である。これらの化合物の添
加量も特に限定されず適宜使用すればよいが、一般には
アンモニア水を用いるときはアンモニア濃度が5〜30wt
%、好ましくは5〜25wt%の範囲で用いられる。
Further, when the dispersion medium is hydrolyzed together with the surface treatment, it may be acidified depending on the kind of the silane alkoxide compound and the silane coupling agent, but is usually neutral, particularly alkaline. It is suitable to carry out. Any means may be used for making the dispersion medium alkaline, but in general, a method of adding ammonia water or an alkali hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or lithium hydroxide, or a method of using these compounds in combination is preferable. is there. The addition amount of these compounds is not particularly limited and may be appropriately used, but generally when using aqueous ammonia, the ammonia concentration is 5 to 30 wt.
%, Preferably in the range of 5 to 25 wt%.

【0022】前記分散媒中において分散させる粒子の濃
度は原料として用いるシランアルコキシド化合物、シラ
ンカップリング剤の種類によって反応性が異なるので一
概に限定できないが一般に1〜10wt%程度が好適に用い
られる。濃度が低すぎると表面処理の効率が低下する傾
向があり、高すぎると粒子の分散性が低下して均一に表
面処理されにくい傾向がある。
The concentration of the particles dispersed in the dispersion medium cannot be unconditionally limited because the reactivity varies depending on the type of the silane alkoxide compound and the silane coupling agent used as raw materials, but generally about 1 to 10 wt% is preferably used. If the concentration is too low, the efficiency of the surface treatment tends to decrease, and if it is too high, the dispersibility of the particles tends to decrease, and uniform surface treatment tends to be difficult.

【0023】ゾル−ゲル法によるシリカ粒子の合成に用
いる溶媒が前記分散媒と同一の場合は、粒子の合成後に
連続して本発明の表面処理を行なうことが可能である。
When the solvent used for synthesizing silica particles by the sol-gel method is the same as the dispersion medium, the surface treatment of the present invention can be continuously performed after synthesizing the particles.

【0024】表面処理に用いるシランカップリング剤の
量は必要とする表面処理の効果によって決定すればよ
く、特に限定するものではないが一般にシリカ粒子1gに
対して0.01〜10mmol程度が用いられる。
The amount of the silane coupling agent used for the surface treatment may be determined depending on the required effect of the surface treatment, and is not particularly limited, but generally 0.01 to 10 mmol per 1 g of silica particles is used.

【0025】表面処理に用いるシランアルコキシド化合
物の量は一概に限定できない。特に同時に加水分解を行
う時はその加水分解速度、シランカップリング剤の加水
分解速度等も考慮されて決定されるが、通常シリカ粒子
1gに対して0.01〜10mmol程度用いられる。シランアルコ
キシド化合物の濃度が高すぎると目的とする粒子以外の
微粒子発生の原因となり、低すぎると表面処理効果が低
下する傾向がある。また、シランカップリング剤とシラ
ンアルコキシド化合物の使用割合は両化合物の加水分解
速度によって異なるので一概には限定されるものではな
いがシランアルコキシド化合物の量はシランカップリン
グ剤に対して通常10mol%から4倍mol量程度で使用され
る。
The amount of the silane alkoxide compound used for the surface treatment cannot be unconditionally limited. Especially when simultaneously performing hydrolysis, the hydrolysis rate, the hydrolysis rate of the silane coupling agent, etc. are also taken into consideration for determination.
About 0.01 to 10 mmol is used for 1 g. If the concentration of the silane alkoxide compound is too high, it causes the generation of fine particles other than the intended particles, and if it is too low, the surface treatment effect tends to decrease. Further, the use ratio of the silane coupling agent and the silane alkoxide compound varies depending on the hydrolysis rate of both compounds, and thus is not particularly limited, but the amount of the silane alkoxide compound is usually 10 mol% to the silane coupling agent. It is used in a 4-fold molar amount.

【0026】表面処理はシランカップリング剤とシラン
アルコキシド化合物をシリカ粒子と接触させて行う。両
化合物を添加する方法は一概には限定されないが、通
常、粒子を分散させた分散媒中に各々別々に添加しなが
ら表面処理を行う。その際、加水分解を行う場合、添加
する速度は加水分解速度によって決定すればよい。添加
する順序は一概には限定されるものではなく、両化合物
の反応性によって決定すればよい。シランカップリング
剤とシランアルコキシド化合物の加水分解速度が著しく
異なる場合は異なる速度で添加すればよい。また、両化
合物を予め混合し、この混合物を粒子に添加してもよい
し、予め粒子と両化合物を同時に混合して表面処理を行
うことも可能である。
The surface treatment is carried out by bringing the silane coupling agent and the silane alkoxide compound into contact with the silica particles. The method of adding both compounds is not particularly limited, but usually, the surface treatment is performed while adding them separately to the dispersion medium in which the particles are dispersed. In that case, when performing hydrolysis, the addition rate may be determined by the hydrolysis rate. The order of addition is not particularly limited, and may be determined by the reactivity of both compounds. When the hydrolysis rates of the silane coupling agent and the silane alkoxide compound are significantly different, they may be added at different rates. Further, both compounds may be mixed in advance and the mixture may be added to the particles, or the particles and both compounds may be mixed at the same time for the surface treatment.

【0027】上記のように混合された該シリカ粒子混合
液は、通常、全成分を混合後、一般に0〜50℃で、10〜3
0時間程度撹拌して表面処理される。
The silica particle mixed solution mixed as described above is generally 10 to 3 at 0 to 50 ° C. after mixing all components.
The surface is treated by stirring for about 0 hours.

【0028】このようにして得られた表面処理シリカ粒
子は用途に応じて洗浄し、乾燥するかあるいは所望の分
散液に再分散することができる。
The surface-treated silica particles thus obtained can be washed and dried or redispersed in a desired dispersion liquid depending on the use.

【0029】得られた表面処理済みシリカ粒子は表面処
理前の分散性を保っている。分散媒と同等の溶媒で洗浄
しても付加した性質は変わらず、分散性も良好である。
The obtained surface-treated silica particles maintain the dispersibility before the surface treatment. Even when washed with a solvent equivalent to the dispersion medium, the added property does not change and the dispersibility is good.

【0030】本発明の処理方法によって、シリカ粒子表
面にシランカップリング剤をより多く結合させることが
できる。その結果、シランカップリング剤中の官能基が
より多く表面に存在し、例えば官能基としてアルキル
基、フェニル基等の疎水性基を有するシランカップリン
グ剤を用いたときは表面をより疎水性にでき、官能基と
してクロル基、メルカプト基を等を有するシランカップ
リング剤を用いたときこれら官能基の性質をより多く付
加することができる。
By the treatment method of the present invention, more silane coupling agent can be bonded to the surface of silica particles. As a result, more functional groups in the silane coupling agent are present on the surface. For example, when a silane coupling agent having a hydrophobic group such as an alkyl group or a phenyl group is used as the functional group, the surface becomes more hydrophobic. When a silane coupling agent having a chloro group, a mercapto group or the like as a functional group is used, more properties of these functional groups can be added.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明より理解されるように本発明
によれば粒子の乾燥、溶媒置換といった煩雑な前処理操
作をすることなく効率よくシリカ粒子表面に所望の性
質、所望の官能基を付加することができ、さらに添加量
を変化させることによって表面状態を容易に調整するこ
とができる。この理由は必ずしも明確ではないがシラン
アルコキシド化合物を存在させることによりこれがシラ
ンカップリング剤と反応し表面処理が促進されると考え
られる。また、加水分解を行なった場合はシランカップ
リング剤とシランアルコキシド化合物が共重合して超微
粒子を生成し、この超微粒子が粒子表面に付着するため
に表面処理効果が高められるのではないかと考えられ
る。
As can be understood from the above description, according to the present invention, desired properties and desired functional groups can be efficiently provided on the surface of silica particles without complicated pretreatment operations such as particle drying and solvent replacement. It can be added, and the surface condition can be easily adjusted by changing the addition amount. The reason for this is not clear, but it is considered that the presence of the silane alkoxide compound reacts with the silane coupling agent to accelerate the surface treatment. In addition, when hydrolysis is performed, the silane coupling agent and the silane alkoxide compound are copolymerized to produce ultrafine particles, and it is thought that the surface treatment effect may be enhanced because the ultrafine particles adhere to the particle surface. To be

【0032】このことにより、例えば免疫学的な分析方
法にシリカ粒子が使用される場合、抗原あるいは抗体が
吸着しやすい様に表面処理を行なう場合、本方法を用い
ることにより湿式法でシリカ粒子を合成した後、煩雑な
前処理をすることなく連続的に表面処理を行なうことが
できる。また、シランアルコキシド化合物を添加しない
場合と比較して効率よく表面処理がなされる。その結
果、例えば、免疫学的な分析の担体として用いた場合、
抗原あるいは抗体等の蛋白質を効率よく吸着し、これを
用いて抗原抗体反応を行なった場合高い免疫学的感度が
得られる。
Thus, for example, when silica particles are used in an immunological analysis method, or when surface treatment is performed so that an antigen or antibody is easily adsorbed, the present method is used to remove silica particles by a wet method. After the synthesis, the surface treatment can be continuously performed without complicated pretreatment. Further, the surface treatment is efficiently performed as compared with the case where the silane alkoxide compound is not added. As a result, for example, when used as a carrier for immunological analysis,
High immunological sensitivity can be obtained when a protein such as an antigen or an antibody is efficiently adsorbed and an antigen-antibody reaction is carried out using the protein.

【0033】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0034】[0034]

【実施例】【Example】

実施例1 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで20倍に希釈したテトラエ
トキシシラン1mmolを240ml/hで滴下し、同時にメタノー
ルで10倍に希釈した3−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン0.5mmolを240ml/hで滴下した。20℃で16時間撹
拌を続けた後、遠心分離し、上清を除去した。再びメタ
ノールで分散させ、遠心分離する操作を繰り返し、3回
洗浄した。さらに蒸留水で洗浄を繰り返し、最後に蒸留
水で2.5wt%になるように調整し、表面処理シリカ粒子
水溶液185mlを得た。
Example 1 5 g of silica particles [1.3 μm (manufactured by Tokuyama Corp.)] were dispersed in a solution prepared by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of ammonia water, and 240 ml of tetraethoxysilane 1 mmol diluted 20 times with methanol under stirring was added. 0.5 mmol of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane diluted 10 times with methanol was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Further, washing with distilled water was repeated, and finally, with distilled water, the concentration was adjusted to 2.5 wt% to obtain 185 ml of an aqueous surface-treated silica particle solution.

【0035】表面のメルカプト基量を測定したところシ
リカ粒子1gに対して0.89μmol存在した。メルカプト基
の定量には粒子表面のメルカプト基と5,5-ジチオビス
(2-ニトロ安息香酸)との反応により生成するチオニト
ロフェノレートアニオン(II)の412nmの吸光度を測定
して定量した。また、この粒子の接触角を粉体動的ぬれ
-浸透速度計(協和界面科学株式会社製)を用いた毛細
管上昇速度法により測定したところ、表面処理をしてい
ない粒子は71.0度であったのと比較して、この表面処理
した粒子は79.8度であった。
The amount of mercapto groups on the surface was measured and found to be 0.89 μmol per 1 g of silica particles. The mercapto group was quantified by measuring the absorbance at 412 nm of thionitrophenolate anion (II) produced by the reaction of the mercapto group on the particle surface with 5,5-dithiobis (2-nitrobenzoic acid). In addition, the contact angle of this particle can
-When measured by the capillary ascent rate method using a permeation velocity meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the surface-treated particles were 79.8 degrees, compared with the surface-treated particles being 71.0 degrees. It was degree.

【0036】比較例1 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで10倍に希釈した3−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン0.5mmolを240ml/hで
滴下した。20℃で16時間撹拌を続けた後、遠心分離し、
上清を除去した。再びメタノールで分散させ、遠心分離
する操作を繰り返し、3回洗浄した。さらに蒸留水で洗
浄を繰り返し、最後に蒸留水で2.5wt%になるように調
整し、表面処理シリカ粒子水溶液180mlを得た。表面の
メルカプト基量を測定したところシリカ粒子1gに対して
0.52μmol存在した。また、この粒子の接触角は75.8度
であった。
Comparative Example 1 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution prepared by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of aqueous ammonia, and 3-mercaptopropyl diluted 10 times with methanol under stirring. 0.5 mmol of trimethoxysilane was added dropwise at 240 ml / h. After stirring at 20 ° C for 16 hours, centrifuge,
The supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Further, washing with distilled water was repeated, and finally, with distilled water, the concentration was adjusted to 2.5 wt% to obtain 180 ml of an aqueous surface-treated silica particle solution. When the amount of mercapto groups on the surface was measured, relative to 1 g of silica particles
0.52 μmol was present. The contact angle of the particles was 75.8 degrees.

【0037】比較例2 メタノール200ml中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製
1.3μm〕5gを分散させ、撹拌下に、メタノールで10倍に
希釈した3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン0.
5mmolを240ml/hで滴下した。50℃で24時間撹拌を続けた
後、遠心分離し、上清を除去した。再びメタノールで分
散させ、遠心分離する操作を繰り返し、3回洗浄した。
さらに蒸留水で洗浄を繰り返し、最後に蒸留水で2.5wt
%になるように調整し、表面処理シリカ粒子水溶液180m
lを得た。表面のメルカプト基量を測定したところシリ
カ粒子1gに対して0.086μmol存在した。また、この粒子
の接触角は74.5度であった。
Comparative Example 2 Silica particles [manufactured by Tokuyama Corporation] in 200 ml of methanol
1.3 μm) 5 g were dispersed and, under stirring, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane 0.10 diluted with methanol 10 times.
5 mmol was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 50 ° C. for 24 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times.
Repeated washing with distilled water and finally with distilled water 2.5 wt.
% So that the surface treated silica particle aqueous solution is 180m
got l. The amount of mercapto groups on the surface was measured and found to be 0.086 μmol per 1 g of silica particles. The contact angle of the particles was 74.5 degrees.

【0038】実施例2 メタノール200ml中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製
1.3μm〕5gを分散させ、撹拌下に、メタノールで20倍に
希釈したテトラメトキシシラン1mmolを240ml/hで滴下
し、同時にメタノールで10倍に希釈した3−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン0.5mmolを240ml/hで滴下し
た。20℃で16時間撹拌を続けた後、遠心分離し、上清を
除去した。再びメタノールで分散させ、遠心分離する操
作を繰り返し、3回洗浄した。さらに蒸留水で洗浄を繰
り返し、最後に蒸留水で2.5wt%になるように調整し、
表面処理シリカ粒子水溶液185mlを得た。表面のメルカ
プト基量を測定したところシリカ粒子1gに対して0.66μ
mol存在した。また、この粒子の接触角は77.5度であっ
た。
Example 2 Silica particles in 200 ml of methanol [manufactured by Tokuyama Corporation]
1.3 μm] 5 g were dispersed and, under stirring, 1 mmol of tetramethoxysilane diluted 20 times with methanol was added dropwise at 240 ml / h, and at the same time, 240 ml of 0.5 mmol of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane diluted 10 times with methanol was added. It was dripped at / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Repeat the washing with distilled water and finally adjust to 2.5 wt% with distilled water.
185 ml of an aqueous solution of surface-treated silica particles was obtained. When the amount of mercapto groups on the surface was measured, it was 0.66μ per 1g of silica particles.
mol was present. The contact angle of the particles was 77.5 degrees.

【0039】実施例3 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで20倍に希釈したテトラエ
トキシシラン2.7mmolを240ml/hで滴下し、同時にメタノ
ールで10倍に希釈したn-プロピルトリメトキシシラン2.
7mmolを240ml/hで滴下した。20℃で16時間撹拌を続けた
後、遠心分離し、上清を除去した。再びメタノールで分
散させ、遠心分離する操作を繰り返し、3回洗浄した。
さらに蒸留水で洗浄を繰り返し、最後に蒸留水で2.5wt
%になるように調整し、表面処理シリカ粒子水溶液185m
lを得た。この粒子の接触角は76.0度であった。
Example 3 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution prepared by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of ammonia water, and tetraethoxysilane 2.7 diluted with methanol 20 times with stirring. n-propyltrimethoxysilane 2.10 mmol of which was added dropwise at 240 ml / h and simultaneously diluted 10 times with methanol.
7 mmol was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times.
Repeated washing with distilled water and finally with distilled water 2.5 wt.
%, Surface treated silica particles aqueous solution 185m
got l. The contact angle of the particles was 76.0 degrees.

【0040】比較例3 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで10倍に希釈したn-プロ
ピルトリメトキシシラン2.7mmolを240ml/hで滴下した。
20℃で16時間撹拌を続けた後、遠心分離し、上清を除去
した。再びメタノールで分散させ、遠心分離する操作を
繰り返し、3回洗浄した。さらに蒸留水で洗浄を繰り返
し、最後に蒸留水で2.5wt%になるように調整し、表面
処理シリカ粒子水溶液180mlを得た。この粒子の接触角
は73.5度であった。
Comparative Example 3 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution prepared by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of ammonia water, and n-propyltri was diluted 10 times with methanol with stirring. 2.7 mmol of methoxysilane was added dropwise at 240 ml / h.
After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Further, washing with distilled water was repeated, and finally, with distilled water, the concentration was adjusted to 2.5 wt% to obtain 180 ml of an aqueous surface-treated silica particle solution. The contact angle of the particles was 73.5 degrees.

【0041】実施例4 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで20倍に希釈したテトラエ
トキシシラン2.7mmolを240ml/hで滴下し、同時にメタノ
ールで10倍に希釈したフェニルトリエトキシシラン2.7m
molを240ml/hで滴下した。20℃で16時間撹拌を続けた
後、遠心分離し、上清を除去した。再びメタノールで分
散させ、遠心分離する操作を繰り返し、3回洗浄した。
さらに蒸留水で洗浄を繰り返し、最後に蒸留水で2.5wt
%になるように調整し、表面処理シリカ粒子水溶液185m
lを得た。この粒子の接触角は78.9度であった。
Example 4 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution prepared by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of ammonia water, and tetraethoxysilane 2.7 diluted with methanol 20 times with stirring. 2.7m of phenyltriethoxysilane diluted with methanol at a rate of 240ml / h and diluted 10 times with methanol.
mol was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times.
Repeated washing with distilled water and finally with distilled water 2.5 wt.
%, Surface treated silica particles aqueous solution 185m
got l. The contact angle of the particles was 78.9 degrees.

【0042】比較例4 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで10倍に希釈したフェニル
トリエトキシシラン2.7mmolを240ml/hで滴下した。20℃
で16時間撹拌を続けた後、遠心分離し、上清を除去し
た。再びメタノールで分散させ、遠心分離する操作を繰
り返し、3回洗浄した。さらに蒸留水で洗浄を繰り返
し、最後に蒸留水で2.5wt%になるように調整し、表面
処理シリカ粒子水溶液180mlを得た。この粒子の接触角
は75.3度であった。
Comparative Example 4 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution obtained by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of ammonia water, and phenyltriethoxysilane diluted 10 times with methanol under stirring. 2.7 mmol was added dropwise at 240 ml / h. 20 ° C
After continuing stirring for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Further, washing with distilled water was repeated, and finally, with distilled water, the concentration was adjusted to 2.5 wt% to obtain 180 ml of an aqueous surface-treated silica particle solution. The contact angle of the particles was 75.3 degrees.

【0043】実施例5 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで20倍に希釈したテトラエ
トキシシラン2.7mmolを240ml/hで滴下し、同時にメタノ
ールで10倍に希釈したクロロプロピルトリメトキシシラ
ン2.7mmolを240ml/hで滴下した。20℃で16時間撹拌を続
けた後、遠心分離し、上清を除去した。再びメタノール
で分散させ、遠心分離する操作を繰り返し、3回洗浄し
た。さらに蒸留水で洗浄を繰り返し、最後に蒸留水で2.
5%wtになるように調整し、表面処理シリカ粒子水溶液1
85mlを得た。表面のクロル基量を測定したところシリカ
粒子1gに対して0.78μmol存在した。また、この粒子の
接触角は76.9度であった。
Example 5 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution prepared by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of ammonia water, and tetraethoxysilane 2.7 diluted with methanol 20 times with stirring. mmol was added dropwise at 240 ml / h, and at the same time, 2.7 mmol of chloropropyltrimethoxysilane diluted 10 times with methanol was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Repeat washing with distilled water and finally with distilled water 2.
Adjusted to 5% wt, surface-treated silica particle aqueous solution 1
Obtained 85 ml. The amount of chloro groups on the surface was measured and found to be 0.78 μmol per 1 g of silica particles. The contact angle of the particles was 76.9 degrees.

【0044】比較例5 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで10倍に希釈したクロロプ
ロピルトリメトキシシラン2.7mmolを240ml/hで滴下し
た。20℃で16時間撹拌を続けた後、遠心分離し、上清を
除去した。再びメタノールで分散させ、遠心分離する操
作を繰り返し、3回洗浄した。さらに蒸留水で洗浄を繰
り返し、最後に蒸留水で2.5wt%になるように調整し、
表面処理シリカ粒子水溶液180mlを得た。表面のクロル
基量を蛍光X線分析により測定したところシリカ粒子1g
に対して0.50μmol存在した。また、この粒子の接触角
は73.4度であった。
Comparative Example 5 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution obtained by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of ammonia water, and chloropropyltrimethoxy diluted 10 times with methanol under stirring. 2.7 mmol of silane was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Repeat the washing with distilled water and finally adjust to 2.5 wt% with distilled water.
180 ml of an aqueous solution of surface-treated silica particles was obtained. When the amount of chloro groups on the surface was measured by X-ray fluorescence analysis, 1 g of silica particles
There was 0.50 μmol. The contact angle of the particles was 73.4 degrees.

【0045】実施例6 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで20倍に希釈したテトラメ
トキシシラン1mmolを240ml/hで滴下し、同時にメタノー
ルで10倍に希釈した3−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン0.5mmolを240ml/hで滴下した。20℃で16時間撹
拌を続けた後、遠心分離し、上清を除去した。再びメタ
ノールで分散させ、遠心分離する操作を繰り返し、3回
洗浄した。さらに蒸留水で洗浄を繰り返し、最後に蒸留
水で2.5wt%になるように調整し、表面処理シリカ粒子
水溶液185mlを得た。表面のメルカプト基量を測定した
ところシリカ粒子1gに対して0.80μmol存在した。ま
た、この粒子の接触角は78.9度であった。
Example 6 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution obtained by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of aqueous ammonia, and 1 mmol of tetramethoxysilane diluted 20 times with methanol under stirring. Was added dropwise at 240 ml / h, and at the same time, 0.5 mmol of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane diluted 10 times with methanol was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Further, washing with distilled water was repeated, and finally, with distilled water, the concentration was adjusted to 2.5 wt% to obtain 185 ml of an aqueous surface-treated silica particle solution. The amount of mercapto groups on the surface was measured and found to be 0.80 μmol per 1 g of silica particles. The contact angle of this particle was 78.9 degrees.

【0046】実施例7 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで20倍に希釈したトリメト
キシシラン1mmolを240ml/hで滴下し、同時にメタノール
で10倍に希釈した3−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン0.5mmolを240ml/hで滴下した。20℃で16時間撹拌
を続けた後、遠心分離し、上清を除去した。再びメタノ
ールで分散させ、遠心分離する操作を繰り返し、3回洗
浄した。さらに蒸留水で洗浄を繰り返し、最後に蒸留水
で2.5wt%になるように調整し、表面処理シリカ粒子水
溶液185mlを得た。表面のメルカプト基量を測定したと
ころシリカ粒子1gに対して0.75μmol存在した。また、
この粒子の接触角は78.0度であった。
Example 7 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution obtained by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of aqueous ammonia, and 1 mmol of trimethoxysilane diluted 20 times with methanol was stirred. Was added dropwise at 240 ml / h, and at the same time, 0.5 mmol of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane diluted 10 times with methanol was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. The procedure of dispersing again with methanol and centrifuging was repeated and washed three times. Further, washing with distilled water was repeated, and finally, with distilled water, the concentration was adjusted to 2.5 wt% to obtain 185 ml of an aqueous surface-treated silica particle solution. The amount of mercapto groups on the surface was measured and found to be 0.75 μmol per 1 g of silica particles. Also,
The contact angle of the particles was 78.0 degrees.

【0047】実施例8 メタノール160mlとアンモニア水40mlを混合した溶液の
中にシリカ粒子〔(株)トクヤマ製 1.3μm〕5gを分散
させ、撹拌下に、メタノールで20倍に希釈したトリメト
キシクロロシラン1mmolを240ml/hで滴下し、同時にメタ
ノールで10倍に希釈した3−メルカプトプロピルトリメ
トキシシラン0.5mmolを240ml/hで滴下した。20℃で16時
間撹拌を続けた後、遠心分離し、上清を除去した。再び
メタノールで分散させ、遠心分離する操作を繰り返し、
3回洗浄した。さらに蒸留水で洗浄を繰り返し、最後に
蒸留水で2.5wt%になるように調整し、表面処理シリカ
粒子水溶液185mlを得た。表面のメルカプト基量を測定
したところシリカ粒子1gに対して0.78μmol存在した。
また、この粒子の接触角は78.5度であった。
Example 8 5 g of silica particles [1.3 μm manufactured by Tokuyama Corp.] were dispersed in a solution obtained by mixing 160 ml of methanol and 40 ml of ammonia water, and 1 mmol of trimethoxychlorosilane diluted 20 times with methanol under stirring. Was added dropwise at 240 ml / h, and at the same time, 0.5 mmol of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane diluted 10 times with methanol was added dropwise at 240 ml / h. After continuing stirring at 20 ° C. for 16 hours, the mixture was centrifuged and the supernatant was removed. Repeat the operation of dispersing again with methanol and centrifuging,
Washed 3 times. Further, washing with distilled water was repeated, and finally, with distilled water, the concentration was adjusted to 2.5 wt% to obtain 185 ml of an aqueous surface-treated silica particle solution. The amount of mercapto groups on the surface was measured and found to be 0.78 μmol per 1 g of silica particles.
The contact angle of the particles was 78.5 degrees.

【0048】表1に実施例1〜8及び比較例1〜5の結
果をまとめた。
Table 1 summarizes the results of Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】官能基を有するシランカップリング剤(メ
ルカプト基、クロル基含有)で表面処理を行ったシリカ
粒子はシランアルコキシド化合物を反応系に添加した場
合、添加しない場合と比較してシリカ粒子表面の官能基
量が多かった。アルキル基、フェニル基等の疎水基を有
するシランカプリング剤により表面処理を行った場合は
粒子の接触角を測定して疎水度を比較して表面処理効果
を見積った。すなわち、接触角が高い値であるほど表面
処理効果が高いと考えられる。また、表面処理を行って
いない、未処理のシリカ粒子の接触角は71.0度であっ
た。シランアルコキシド化合物を添加した場合はいずれ
も添加していない場合と比較して接触角は高い値であ
り、疎水性が高いことを示している。このことからシラ
ンアルコキシド化合物の存在により表面処理効率が高く
なることが分かる。
The silica particles surface-treated with a silane coupling agent having a functional group (containing a mercapto group and a chloro group) can be treated with a silane alkoxide compound in the reaction system as compared with the case where no silane alkoxide compound is added. The amount of functional groups was large. When the surface treatment was performed with a silane coupling agent having a hydrophobic group such as an alkyl group and a phenyl group, the contact angle of the particles was measured and the hydrophobicity was compared to estimate the surface treatment effect. That is, it is considered that the higher the contact angle, the higher the surface treatment effect. The contact angle of untreated silica particles that had not been surface treated was 71.0 degrees. In the case where the silane alkoxide compound was added, the contact angle was higher than that in the case where neither was added, which shows that the hydrophobicity is high. This shows that the presence of the silane alkoxide compound increases the surface treatment efficiency.

【0051】実施例9 実施例1と同じ系でシリカ粒子1gに対して200μmolのテ
トラエトキシシラン存在下に3−メルカプトプロピルト
リメトキシシランの添加量をシリカ粒子1gに対して2,2
0,200,2000μmolと変化させたところ表面処理されたシ
リカ粒子のメルカプト基量は0.053,0.825.0.792,0.908
μmol/gと変化した。
Example 9 In the same system as in Example 1, the amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane added to 1 g of silica particles in the presence of 200 μmol of tetraethoxysilane was 2,2 per 1 g of silica particles.
When the amount was changed to 0,200,2000 μmol, the amount of mercapto groups on the surface-treated silica particles was 0.053,0.825.0.792,0.908.
It changed to μmol / g.

【0052】比較例6 比較例1と同じ系でシリカ粒子1gに対してテトラエトキ
シシランを添加せずに3−メルカプトプロピルトリメト
キシシランの添加量をシリカ粒子1gに対して10, 100
(比較例1),1000μmolと変化させたところ表面処理さ
れたシリカ粒子のメルカプト基量は0.332,0.520,0.558
μmol/gと変化した。
Comparative Example 6 In the same system as in Comparative Example 1, the amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane added to 1 g of silica particles was 10,100 per 1 g of silica particles without addition of tetraethoxysilane.
(Comparative Example 1) When the amount was changed to 1000 μmol, the amount of mercapto groups of the surface-treated silica particles was 0.332, 0.520, 0.558.
It changed to μmol / g.

【0053】図1に実施例9と比較例6の結果をグラフ
にして示した。これにより3−メルカプトプロピルトリ
メトキシシランの添加量が増加するにしたがってシリカ
粒子表面のメルカプト基が増加しているのが分かる。シ
ランアルコキシド化合物を添加していない系はメルカプ
ト基量が低く推移しており、シランアルコキシド化合物
の添加は表面処理効果を高くすることを示している。図
中、SH−Pr−TMSは3−メルカプトプロピルトリ
メトキシシランを表し、SH−groupはメルカプト
基を表す。
FIG. 1 shows the results of Example 9 and Comparative Example 6 in the form of a graph. From this, it can be seen that the mercapto group on the surface of the silica particles increases as the amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane added increases. The system in which the silane alkoxide compound is not added has a low mercapto group amount, which indicates that the addition of the silane alkoxide compound enhances the surface treatment effect. In the figure, SH-Pr-TMS represents 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and SH-group represents a mercapto group.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン
の添加量に対する粒子表面のメルカプト基量の変化を示
す。
FIG. 1 shows changes in the amount of mercapto groups on the surface of particles with respect to the amount of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane added.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリカ粒子をシランカップリング剤を用
いて表面処理するに際して、下記一般式(1) 【化1】 (式中、mは2〜4の整数、Xは水酸基またはハロゲン
原子、R1は アルキル基またはフェニル基を表す)で示
されるシランアルコキシド化合物を共存させることを特
徴とするシリカ粒子の表面処理方法。
1. When surface-treating silica particles with a silane coupling agent, the following general formula (1): (In the formula, m is an integer of 2 to 4, X is a hydroxyl group or a halogen atom, and R 1 is an alkyl group or a phenyl group.) A silane alkoxide compound is allowed to coexist. .
【請求項2】 表面処理をする際に、併せて加水分解を
行うことを特徴とする請求項1記載のシリカ粒子の表面
処理方法。
2. The surface treatment method for silica particles according to claim 1, wherein hydrolysis is also performed when the surface treatment is performed.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003257903A (en) * 2002-02-27 2003-09-12 Denki Kagaku Kogyo Kk Manufacturing method of abrasive
KR100744976B1 (en) * 2001-12-25 2007-08-02 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 Inorganic oxide
US7264728B2 (en) 2002-10-01 2007-09-04 Dow Corning Corporation Method of separating components in a sample using silane-treated silica filter media
JP2010503604A (en) * 2006-09-15 2010-02-04 キャボット コーポレイション Method for preparing hydrophobic silica
JP2011213514A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Admatechs Co Ltd Silica particle material, composition containing silica particle material, and method for surface treatment of silica particle
JP2014133697A (en) * 2014-03-10 2014-07-24 Admatechs Co Ltd Surface treatment method for silica particles
JP2015145331A (en) * 2007-07-06 2015-08-13 キャボット コーポレイションCabot Corporation surface-treated metal oxide particles
JP2016196591A (en) * 2015-04-06 2016-11-24 旭化成ワッカーシリコーン株式会社 Silicone rubber composition
WO2018182106A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 성균관대학교산학협력단 Method for preparing hydrophobic porous silica
US10407571B2 (en) 2006-09-15 2019-09-10 Cabot Corporation Hydrophobic-treated metal oxide
CN111909491A (en) * 2020-07-10 2020-11-10 广东工业大学 Photosensitive composite resin for photocuring 3D printing and preparation method thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100744976B1 (en) * 2001-12-25 2007-08-02 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 Inorganic oxide
JP2003257903A (en) * 2002-02-27 2003-09-12 Denki Kagaku Kogyo Kk Manufacturing method of abrasive
US7264728B2 (en) 2002-10-01 2007-09-04 Dow Corning Corporation Method of separating components in a sample using silane-treated silica filter media
US7374684B2 (en) 2002-10-01 2008-05-20 Dow Corning Corporation Method of separating components in a sample using silane-treated silica filter media
US7850012B2 (en) 2002-10-01 2010-12-14 Dow Corning Corporation Silane-treated silica filter media
JP2010503604A (en) * 2006-09-15 2010-02-04 キャボット コーポレイション Method for preparing hydrophobic silica
US10407571B2 (en) 2006-09-15 2019-09-10 Cabot Corporation Hydrophobic-treated metal oxide
JP2013139389A (en) * 2006-09-15 2013-07-18 Cabot Corp Method of preparing hydrophobic silica
JP2015145331A (en) * 2007-07-06 2015-08-13 キャボット コーポレイションCabot Corporation surface-treated metal oxide particles
JP2011213514A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Admatechs Co Ltd Silica particle material, composition containing silica particle material, and method for surface treatment of silica particle
JP2014133697A (en) * 2014-03-10 2014-07-24 Admatechs Co Ltd Surface treatment method for silica particles
JP2016196591A (en) * 2015-04-06 2016-11-24 旭化成ワッカーシリコーン株式会社 Silicone rubber composition
WO2018182106A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 성균관대학교산학협력단 Method for preparing hydrophobic porous silica
US11034586B2 (en) 2017-03-31 2021-06-15 Research & Business Foundation Sungkyunkwan University Method of preparing hydrophobic porous silica and hydrophobic porous silica
CN111909491A (en) * 2020-07-10 2020-11-10 广东工业大学 Photosensitive composite resin for photocuring 3D printing and preparation method thereof

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