JP2010007032A - Water-soluble silicon compound and process of manufacturing water-soluble silicon compound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は任意の割合で水に可溶な水溶性ケイ素化合物及びその製造方法に関し、特に、ケイ素化合物に、水酸基又はアミノ基を含有する水溶性化合物を接触させた後に、酸性物質を接触させることによって、水に任意の割合で溶解することが可能な水溶性ケイ素化合物の製造方法に関するものである。また、多孔質の酸化ケイ素構造体を得ることが可能な水溶性ケイ素化合物に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water-soluble silicon compound that is soluble in water at an arbitrary ratio and a method for producing the same, and in particular, contacting a silicon compound with a water-soluble compound containing a hydroxyl group or an amino group, and then contacting an acidic substance. Relates to a method for producing a water-soluble silicon compound that can be dissolved in water at an arbitrary ratio. The present invention also relates to a water-soluble silicon compound capable of obtaining a porous silicon oxide structure.
ケイ素化合物は、アルコキシ基の加水分解により縮合し、酸化ケイ素を形成する。そのため、特にテトラアルコキシシランのようなケイ素化合物は、ゾル−ゲル反応の酸化ケイ素前駆体として、様々な用途に使用されている（非特許文献１参照）。このようなテトラアルコキシシランとしては、テトラメトキシシランやテトラエトキシシランが広く用いられているが、これら化合物は水に不溶であり、酸や塩基性物質との接触なしでは縮合反応が進行しないことが知られている。 The silicon compound is condensed by hydrolysis of the alkoxy group to form silicon oxide. Therefore, silicon compounds such as tetraalkoxysilane are used for various applications as silicon oxide precursors for sol-gel reactions (see Non-Patent Document 1). As such tetraalkoxysilane, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are widely used, but these compounds are insoluble in water, and the condensation reaction may not proceed without contact with an acid or basic substance. Are known.
これらテトラアルコキシシランを縮合反応させることによって酸化ケイ素の前駆体を合成するには、有機溶剤を使用する必要があり、環境負荷への観点から望ましくない。また、環境負荷の観点より有機溶剤を使用せず、テトラアルコキシシランをエタノールと混合後、酸や塩基性物質を接触させて酸化ケイ素の前駆体を合成する方法も知られているが、多量の水との接触により直ぐに反応し、均一な水溶液を得ることができない。 In order to synthesize a precursor of silicon oxide by condensation reaction of these tetraalkoxysilanes, it is necessary to use an organic solvent, which is undesirable from the viewpoint of environmental burden. In addition, from the viewpoint of environmental impact, a method of synthesizing a silicon oxide precursor by contacting an acid or a basic substance after mixing tetraalkoxysilane with ethanol without using an organic solvent is known. It reacts immediately by contact with water, and a uniform aqueous solution cannot be obtained.
一方、ケイ素化合物の水溶化については、イオン交換樹脂等の固体触媒を用いて合成する方法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、本方法で得られた水溶性のケイ素化合物は、水との反応性が高く、水で５０質量％に希釈を行うと、ゲル化してしまうという問題があった。 On the other hand, a method of synthesizing a silicon compound with water using a solid catalyst such as an ion exchange resin is known (see Patent Document 1). However, the water-soluble silicon compound obtained by this method has a high reactivity with water and has a problem of gelation when diluted to 50% by mass with water.
本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、任意の量の水で希釈が可能であり、保存安定性に優れた水溶性ケイ素化合物の製造方法、及び水溶性ケイ素化合物を提供することにある。また、多数の空隙を有するポーラスな酸化ケイ素の粉体や、そのような酸化ケイ素を含むガラス体を得ることが可能な水溶性ケイ素化合物を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned background art, and its problem is that it can be diluted with an arbitrary amount of water, and a method for producing a water-soluble silicon compound excellent in storage stability, and a water-soluble silicon compound Is to provide. Another object of the present invention is to provide a porous silicon oxide powder having a large number of voids and a water-soluble silicon compound capable of obtaining a glass body containing such silicon oxide.
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ケイ素化合物（成分Ａ）に特定の化合物（成分Ｂ）を接触させた後に、酸性物質（成分Ｃ）を接触させることによって、水に任意の割合で溶解し、安定性の高い水溶性ケイ素化合物を製造することが可能であることを見出して本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor brought a specific compound (component B) into contact with a silicon compound (component A) and then brought into contact with an acidic substance (component C). The present invention was completed by discovering that it is possible to produce a highly stable water-soluble silicon compound by dissolving in water at an arbitrary ratio.
すなわち本発明は、下記式（１）で表されるケイ素化合物又は下記式（１）で表されるケイ素化合物の縮合物（成分Ａ）と、分子内に少なくとも１以上の水酸基及び／又はアミノ基を有する水溶性化合物（成分Ｂ）とを接触させた後に、酸性物質（成分Ｃ）を接触させることを特徴とする水溶性ケイ素化合物の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、上記の水溶性ケイ素化合物の製造方法を使用して得られるような化学構造を有するものであることを特徴とする、製造方法が限定されていない水溶性ケイ素化合物を提供するものである。 In addition, the present invention provides a water-soluble silicon compound having no limited production method, characterized in that it has a chemical structure obtained by using the method for producing a water-soluble silicon compound. Is.
また、本発明は、上記の水溶性ケイ素化合物の製造方法を使用して得られたことを特徴とする、製造方法が上記に限定されている水溶性ケイ素化合物を提供するものである。 The present invention also provides a water-soluble silicon compound that is obtained by using the above-described method for producing a water-soluble silicon compound and whose production method is limited to the above.
また、本発明は、焼成して多孔質の酸化ケイ素構造体（多孔質の酸化ケイ素の粉体、多孔質の酸化ケイ素のガラス体等が含まれる）を得るための上記の水溶性ケイ素化合物を提供するものである。 The present invention also provides the above water-soluble silicon compound for obtaining a porous silicon oxide structure (including porous silicon oxide powder, porous silicon oxide glass body, etc.) by firing. It is to provide.
また、本発明は、上記の水溶性ケイ素化合物を焼成して得られたものであることを特徴とする多孔質の酸化ケイ素構造体（多孔質の酸化ケイ素の粉体、多孔質の酸化ケイ素のガラス体等が含まれる）を提供するものである。 The present invention also provides a porous silicon oxide structure (porous silicon oxide powder, porous silicon oxide, characterized by being obtained by firing the above water-soluble silicon compound. Glass body and the like are included).
本発明の水溶性ケイ素化合物の製造方法によれば、簡便な方法で水に任意の割合で溶解が可能で、安定性の高い水溶性ケイ素化合物の製造方法が提供でき、この製造方法で得られた水溶性ケイ素化合物は、多孔質の酸化ケイ素の粉体や多孔質の酸化ケイ素のガラス体（の前駆体）の原料として極めて好適に使用することができる。 According to the method for producing a water-soluble silicon compound of the present invention, it is possible to provide a method for producing a water-soluble silicon compound which can be dissolved in water at an arbitrary ratio by a simple method and has high stability. The water-soluble silicon compound can be used very suitably as a raw material for porous silicon oxide powder and porous silicon oxide glass body (precursor thereof).
以下、本発明について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、任意に変形して実施することができる。 Hereinafter, the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented.
本発明は、下記成分Ａと下記成分Ｂとを接触させた後に下記成分Ｃを接触させることを特徴とする水溶性ケイ素化合物の製造方法である。
＜成分Ａ＞
下記式（１）で表されるケイ素化合物又は下記式（１）で表されるケイ素化合物の縮合物
＜成分Ｂ＞
分子内に少なくとも１以上の水酸基及び／又はアミノ基を有する水溶性化合物
＜成分Ｃ＞
酸性物質
This invention is the manufacturing method of the water-soluble silicon compound characterized by making the following component C contact after making the following component A and the following component B contact.
<Component A>
A silicon compound represented by the following formula (1) or a condensate of a silicon compound represented by the following formula (1)
<Component B>
Water-soluble compound having at least one hydroxyl group and / or amino group in the molecule <Component C>
Acidic substances
＜成分Ａ＞
成分Ａは上記のものであれば特に限定はないが、上記式（１）中のＲ１ないしＲ４の少なくとも１つの基は、中心のＳｉ原子とＳｉ−Ｏ結合をする酸素原子を有する基である。かかる基が１つもないと、得られるケイ素化合物の水に対する溶解性が不足する場合がある。すなわち、成分Ａは、これらの基を１以上有し、２以上有するものが好ましく、３以上有するものが特に好ましい。
<Component A>
Component A is not particularly limited as long as it is as described above, but at least one group of R 1 to R 4 in formula (1) is a group having an oxygen atom that forms a Si—O bond with a central Si atom. It is. If there is no such group, the solubility of the resulting silicon compound in water may be insufficient. That is, component A has 1 or more of these groups, preferably 2 or more, and more preferably 3 or more.
上記式（１）中のＲ１ないしＲ４のうちの少なくとも１つの基が、メトキシ基、エトキシ基又はプロポキシ基であることが、得られるケイ素化合物をより水溶化する点で好ましい。すなわち、成分Ａは、これらの基を１以上有するものが好ましく、２以上有するものがより好ましく、３以上有するものが特に好ましい。 It is preferable that at least one group of R 1 to R 4 in the above formula (1) is a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group from the viewpoint of further solubilizing the resulting silicon compound. That is, Component A preferably has 1 or more of these groups, more preferably 2 or more, and particularly preferably 3 or more.
式（１）中のＲ１ないしＲ４がアルコキシ基、アルキル基又はアリール基のとき、その基はそこに置換基を有していてもいなくてもよいが、置換基を有する場合、その置換基としては、アミノ基、エポキシ基又はメルカプト基が、焼成して得られる多孔質の酸化ケイ素構造体（多孔質の酸化ケイ素の粉体、多孔質の酸化ケイ素のガラス体等が含まれる）の強度を高めるために好ましい。 When R 1 to R 4 in the formula (1) are an alkoxy group, an alkyl group or an aryl group, the group may or may not have a substituent, but when it has a substituent, As a group, an amino group, an epoxy group, or a mercapto group is a porous silicon oxide structure obtained by firing (including porous silicon oxide powder, porous silicon oxide glass body, etc.) It is preferable for increasing the strength.
成分Ａは、上記式（１）で表されるケイ素化合物が縮合した縮合物であることも、得られる水溶性ケイ素化合物の加水分解性等の不安定性を低減する点で好ましい。この縮合は、水等を使用して常法に従って行うことができる。この縮合した縮合物に関しては、２〜１００分子に縮合したものを用いることが好ましく、２〜５０分子に縮合したものがより好ましく、２〜２０分子に縮合したものが特に好ましい。「上記式（１）で表されるケイ素化合物が縮合した縮合物」は、縮合していないものと組み合わせて用いてもよく、単独又は２種類以上混合して用いることができる。 Component A is also preferably a condensate obtained by condensing the silicon compound represented by the above formula (1) from the viewpoint of reducing instability such as hydrolyzability of the obtained water-soluble silicon compound. This condensation can be performed according to a conventional method using water or the like. Regarding this condensed condensate, one condensed to 2 to 100 molecules is preferably used, one condensed to 2 to 50 molecules is more preferable, and one condensed to 2 to 20 molecules is particularly preferable. The “condensate obtained by condensing the silicon compound represented by the above formula (1)” may be used in combination with non-condensed ones, or may be used alone or in combination of two or more.
成分Ａとしては、以下の具体例に限定はされないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラノルマルプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、モノメチルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルアミノエチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルアミノエチルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルアミノエチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルアミノエチルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシシラン等が挙げられる。これらは、単独又は２種類以上混合して用いることができる。 Component A is not limited to the following specific examples. For example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetranormalpropoxysilane, tetraisopropoxysilane, monomethyltrimethoxysilane, monomethyltriethoxysilane, γ-aminopropylamino Ethyltrimethoxysilane, γ-aminopropylaminoethylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylaminoethyltriethoxysilane, γ-aminopropylaminoethylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxy Silane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxy Orchid, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, γ- Mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, etc. Is mentioned. These can be used alone or in admixture of two or more.
また、成分Ａの具体例としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラノルマルプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、モノメチルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルアミノエチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルアミノエチルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルアミノエチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルアミノエチルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシシラン等が、前記範囲に縮合した化合物も挙げられる。これらは、単独又は２種類以上混合して用いることができる。 Specific examples of component A include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetranormalpropoxysilane, tetraisopropoxysilane, monomethyltrimethoxysilane, monomethyltriethoxysilane, γ-aminopropylaminoethyltrimethoxysilane, γ-aminopropylaminoethylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylaminoethyltriethoxysilane, γ-aminopropylaminoethylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-ureido Propyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycid Xypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane etc. are condensed in the above range The compound which was made is also mentioned. These can be used alone or in admixture of two or more.
＜成分Ｂ＞
成分Ｂは、分子内に少なくとも１以上の水酸基及び／又はアミノ基を有する水溶性化合物である。成分Ｂは、水に任意の割合で溶解可能な水溶性ケイ素化合物を得るために、上記ケイ素化合物と接触させる成分である。成分Ｂについては、特に限定はないが、グリコール類、脂肪族アミン類及びアルカノールアミン類からなる群より選ばれた少なくとも１種であることが、下記式（１）で表されるケイ素化合物の加水分解等に対する安定性を向上させ、得られる水溶性ケイ素化合物をより水溶化する点で好ましい。
<Component B>
Component B is a water-soluble compound having at least one hydroxyl group and / or amino group in the molecule. Component B is a component brought into contact with the silicon compound in order to obtain a water-soluble silicon compound that can be dissolved in water at an arbitrary ratio. Component B is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of glycols, aliphatic amines, and alkanolamines is a hydrolyzed silicon compound represented by the following formula (1). This is preferable in terms of improving the stability against decomposition and the like, and making the resulting water-soluble silicon compound more water-soluble.
以下の具体例に限定はされないが、グリコール類としては、例えば、１，２−エタンジオール、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、２，３−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。 Although not limited to the following specific examples, glycols include, for example, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butane. Examples include diol, 1,2-pentanediol, 2,3-pentanediol, 1,5-pentanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
脂肪族アミン類としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、アミルアミン、ｓｅｃ−アミルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等の脂肪族アミン類；ピペリジン、ピロリジン等の脂肪族環状アミン類等が挙げられる。 Aliphatic amines include methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, amylamine, sec-amylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, di- Aliphatic amines such as butylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and tributylamine; and aliphatic cyclic amines such as piperidine and pyrrolidine.
アルカノールアミン類とは、分子内に少なくとも１以上のアミノ基と１以上の水酸基を有する化合物であり、具体的には例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−ノルマルブチルエタノールアミン、Ｎ−ノルマルブチルジエタノールアミン、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等が挙げられる。 Alkanolamines are compounds having at least one amino group and one or more hydroxyl groups in the molecule, and specifically include, for example, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N- (Β-aminoethyl) ethanolamine, N-methylethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethylethanolamine, N-normalbutylethanolamine, N-normalbutyldiethanolamine, N-tert-butylethanolamine, N-tert -Butyldiethanolamine, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, etc. are mentioned.
グリコール類、脂肪族アミン類及びアルカノールアミン類からなる群より選ばれた少なくとも１種の化合物は、単独又は２種類以上混合して用いることができる。 At least one compound selected from the group consisting of glycols, aliphatic amines and alkanolamines can be used alone or in admixture of two or more.
＜成分Ｃ＞
成分Ｃは酸性物質である。本発明において、酸性物質とは、少なくとも一定割合では水に可溶で、水に溶解したときに水素イオンを出す物質をいい、例えばイオン交換樹脂等の固体酸触媒は含まれない。成分Ｃは、水に任意の割合で溶解可能な水溶性ケイ素化合物を得るために、上記成分Ａと成分Ｂを接触させた後に、それに次いで更に接触させる成分である。酸性物質としては、特に水に溶解する酸が好ましく、塩酸、硝酸、硫酸、カルボン酸類又は「分子内にＰ原子又はＳ原子を１以上有する有機酸類」であるであることが、任意の割合で水に溶解する水溶性ケイ素化合物を簡便に合成できる点で好ましい。
<Component C>
Component C is an acidic substance. In the present invention, the acidic substance refers to a substance that is soluble in water at least at a certain ratio and emits hydrogen ions when dissolved in water, and does not include, for example, a solid acid catalyst such as an ion exchange resin. Component C is a component that is further contacted after contacting Component A and Component B in order to obtain a water-soluble silicon compound that can be dissolved in water at an arbitrary ratio. As the acidic substance, an acid that dissolves in water is particularly preferable, and it is hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, carboxylic acids, or “organic acids having one or more P or S atoms in the molecule” at any ratio. It is preferable in that a water-soluble silicon compound that dissolves in water can be easily synthesized.
成分Ｃとしては、以下の具体例には限定されないが、例えば、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸類；ギ酸、酢酸、吉草酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、ヒドロキシ酪酸、シトラマル酸、イソクエン酸、ロイシン酸、メバロン酸、グリセリン酸等のカルボン酸類；リン酸、亜リン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、１０−カンファ−スルホン酸、スルフィン酸、スルフェン酸等の「分子内にＰ原子又はＳ原子を１以上有する有機酸類」等が挙げられる。これらは、単独又は２種類以上混合して用いることができる。 Component C is not limited to the following specific examples. For example, inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid; formic acid, acetic acid, valeric acid, propionic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, Carboxylic acids such as hydroxybutyric acid, citramalic acid, isocitric acid, leucine acid, mevalonic acid, glyceric acid; phosphoric acid, phosphorous acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, 10-camphor-sulfonic acid, sulfine “Organic acids having at least one P atom or S atom in the molecule” such as acid and sulfenic acid. These can be used alone or in admixture of two or more.
このようにして得られた水溶性ケイ素化合物は、Ｓｉを有する化学構造単位が複数個縮合したものである。縮合度は特に限定はないが、２〜５００個縮合したものが好ましく、２〜３００個縮合したものがより好ましく、２〜１００個縮合したものが特に好ましい。また、これらの混合物であってもよい。 The water-soluble silicon compound thus obtained is a product obtained by condensing a plurality of Si-containing chemical structural units. The degree of condensation is not particularly limited, but is preferably 2 to 500 condensed, more preferably 2 to 300 condensed, and particularly preferably 2 to 100 condensed. Moreover, these mixtures may be sufficient.
成分Ｃは、成分Ａと成分Ｂとを接触させた後に接触させることが必須である。成分Ｃを成分Ａに、成分Ｂを接触させずに接触させると、沈殿生成やゲル化等により、水溶性ケイ素化合物が得られず、成分Ｃを成分Ａに、成分Ｂを成分Ａに接触させる前に接触させると、沈殿生成やゲル化等により、水溶性ケイ素化合物が得られず、成分Ｃを成分Ａに、成分Ｂを成分Ａに接触させるのと同時に接触させると、沈殿生成により、水溶性ケイ素化合物が得られない。 It is essential that component C is brought into contact after component A and component B are brought into contact. When component C is brought into contact with component A without contacting component B, a water-soluble silicon compound cannot be obtained due to precipitation or gelation, and component C is brought into contact with component A and component B is brought into contact with component A. If contacted before, a water-soluble silicon compound cannot be obtained due to precipitation or gelation, etc. If contact is made simultaneously with contacting Component C with Component A and Component B with Component A, the precipitate will generate water. Functional silicon compound cannot be obtained.
成分Ｃは、成分Ａと成分Ｂとを接触させた後に接触させることが必須であるが、反応温度２０〜３０℃の場合、成分Ａと成分Ｂとを接触させた２４〜１００時間後に接触させることが好ましく、２４〜７２時間後に接触させることがより好ましく、４８〜７２時間後に接触させることが特に好ましく、６０〜７２時間後に接触させることが更に好ましい。また、反応温度４０〜６０℃の場合には、成分Ａと成分Ｂとを接触させた２４〜１００時間後に接触させることが好ましく、２４〜７２時間後に接触させることがより好ましく、２４〜４８時間後に接触させることが特に好ましく、３６〜４８時間後に接触させることが更に好ましい。成分Ａと成分Ｂとが充分に反応した後に成分Ｃを接触させないと、得られた水溶性ケイ素化合物は任意の量の水に溶解せず、二層分離する場合がある。なお、「接触」とは、「反応」及び／又は「混合」を言う。 Component C must be contacted after contacting Component A and Component B, but when the reaction temperature is 20 to 30 ° C., contact is made 24 to 100 hours after contacting Component A and Component B. It is preferable to contact after 24 to 72 hours, more preferably contact after 48 to 72 hours, and still more preferably contact after 60 to 72 hours. When the reaction temperature is 40 to 60 ° C., it is preferably contacted 24 to 100 hours after contacting Component A and Component B, more preferably 24 to 72 hours, and more preferably 24 to 48 hours. It is particularly preferable to make contact later, and it is more preferable to make contact after 36 to 48 hours. If component C is not contacted after component A and component B have sufficiently reacted, the resulting water-soluble silicon compound will not dissolve in any amount of water and may be separated into two layers. “Contact” means “reaction” and / or “mixing”.
本発明に係る水に任意の割合で溶解する水溶性ケイ素化合物の製造方法については、以下の４形態であれば何れでもよい。以下、「室温」とは、１５〜４０℃を言い、「加熱」とは、好ましくは４０〜２００℃、特に好ましくは５０〜１５０℃である。
（１）成分Ａと成分Ｂを室温下で反応又は混合後、成分Ｃを添加した後、室温下で反応又は混合する方法
（２）成分Ａと成分Ｂを加熱し反応又は混合後、成分Ｃを添加した後、室温下で反応又は混合する方法
（３）成分Ａと成分Ｂを室温下で反応又は混合後、成分Ｃを添加した後、加熱し反応又は混合する方法
（４）成分Ａと成分Ｂを加熱し反応又は混合後、成分Ｃを添加した後、加熱し反応又は混合する方法
The method for producing a water-soluble silicon compound that dissolves in water at an arbitrary ratio according to the present invention may be any of the following four forms. Hereinafter, “room temperature” means 15 to 40 ° C., and “heating” is preferably 40 to 200 ° C., particularly preferably 50 to 150 ° C.
(1) Method of reacting or mixing component A and component B at room temperature, then adding component C and then reacting or mixing at room temperature (2) Heating reaction and mixing of component A and component B, component C (3) Component A and Component B are reacted or mixed at room temperature, and after Component C is added and heated and reacted or mixed (4) Component A and Component B are heated and reacted or mixed at room temperature. Method in which component B is heated to react or mix, then component C is added, and then heated to react or mix
このうち、成分Ａと成分Ｂを加熱し反応又は混合後、成分Ｃを添加した後、加熱し反応又は混合後する方法（４）が、任意の割合で水に溶解する水溶性ケイ素化合物を簡便に合成できる点から好ましい。 Among these, the method (4) of heating and reacting or mixing Component A and Component B after heating and reacting or mixing, and then heating and reacting or mixing makes it easy to dissolve water-soluble silicon compounds that dissolve in water at an arbitrary ratio. It is preferable because it can be synthesized.
成分Ａと成分Ｂの使用割合は特に限定はないが、モル比で、
（成分Ａ）／（成分Ｂ）＝０．１／１０〜１０／０．１が好ましく、
（成分Ａ）／（成分Ｂ）＝０．３／１０〜１０／０．３がより好ましく、
（成分Ａ）／（成分Ｂ）＝０．５／１０〜１０／０．５が特に好ましい。
The proportion of component A and component B used is not particularly limited, but in molar ratio,
(Component A) / (Component B) = 0.1 / 10 to 10 / 0.1 is preferable,
(Component A) / (Component B) = 0.3 / 10 to 10 / 0.3 is more preferable,
(Component A) / (Component B) = 0.5 / 10 to 10 / 0.5 is particularly preferable.
成分Ａと成分Ｃの使用割合は特に限定はないが、モル比で、
（成分Ａ）／（成分Ｃ）＝０．１／５〜１０／０．０１が好ましく、
（成分Ａ）／（成分Ｃ）＝０．３／３〜１０／０．０３がより好ましく、
（成分Ａ）／（成分Ｃ）＝０．５／１〜１０／０．０５が特に好ましい。
The ratio of component A and component C used is not particularly limited, but in molar ratio,
(Component A) / (Component C) = 0.1 / 5 to 10 / 0.01 is preferable,
(Component A) / (Component C) = 0.3 / 3 to 10 / 0.03 is more preferable,
(Component A) / (Component C) = 0.5 / 1 to 10 / 0.05 is particularly preferable.
成分Ｂと成分Ｃの使用割合は特に限定はないが、モル比で、
（成分Ｂ）／（成分Ｃ）＝１０／５〜０．１／０．０１が好ましく、
（成分Ｂ）／（成分Ｃ）＝１０／３〜０．２／０．０３より好ましく、
（成分Ｂ）／（成分Ｃ）＝１０／１〜０．３／０．０５が特に好ましい。
The ratio of component B and component C used is not particularly limited, but in molar ratio,
(Component B) / (Component C) = 10/5 to 0.1 / 0.01 is preferable,
(Component B) / (Component C) = 10/3 to 0.2 / 0.03 or more,
(Component B) / (Component C) = 10/1 to 0.3 / 0.05 is particularly preferable.
（成分Ａ）／（成分Ｂ）／（成分Ｃ）の比率に対して、成分Ａが少なすぎると、ケイ素含有量が少なくなり、酸化ケイ素構造体にする際の収率の低下が起こる場合があり、一方、成分Ａが多すぎると、水に対する溶解性や加水分解性等の安定性が不足する場合がある。 If the amount of component A is too small relative to the ratio of (component A) / (component B) / (component C), the silicon content will decrease and the yield may be reduced when forming a silicon oxide structure. On the other hand, if the component A is too much, stability such as solubility in water and hydrolyzability may be insufficient.
また、成分Ｂの比率が少なすぎると、水に対する溶解性や加水分解性等の安定性が不足する場合があり、一方、成分Ｂが多すぎると、酸化ケイ素構造体にする際の収率が不足する場合や、酸化ケイ素構造体にする際の有機成分の脱離の際に非常に時間がかかる場合がある。 Moreover, when there are too few ratios of the component B, stability, such as solubility with respect to water and hydrolyzability, may be insufficient, and on the other hand, when there are too many components B, the yield at the time of making a silicon oxide structure will be sufficient. When it is insufficient, it may take a very long time to desorb organic components when forming a silicon oxide structure.
また、成分Ｃの比率が少なすぎると、水に対する溶解性や加水分解性等の安定性が不足する場合があり、一方、成分Ｃが多すぎると、酸化ケイ素構造体の強度が不足する場合がある。 Further, if the ratio of component C is too small, stability such as water solubility and hydrolyzability may be insufficient, while if too much component C is present, the strength of the silicon oxide structure may be insufficient. is there.
上記の製造方法を使用して得られるものであることを特徴とする水溶性ケイ素化合物であれば、多孔質の「酸化ケイ素の粉体や酸化ケイ素のガラス体等」（本発明においては括弧内を「酸化ケイ素構造体」と略記する場合がある）の原料、又はその前駆体の原料として極めて好適に使用することができる。かかる水溶性ケイ素化合物の化学構造については、上記製造方法で得られる構造を有するものであれば、上記の特定の製造方法で製造されたものには限定されない。多孔質の酸化ケイ素構造体（の前駆体）の原料として、本発明のものほど優れていて、水に任意の割合で溶解する水溶性ケイ素化合物が従来なかったので、本発明の水溶性ケイ素化合物は新規な化合物又は新規な混合物である。そのため製造方法は限定されない。また、かかる水溶性ケイ素化合物の化学構造については明確ではなく、また、混合物であることも考えられるので文言では記載することができない。 If it is a water-soluble silicon compound obtained by using the above-mentioned production method, a porous “silicon oxide powder, silicon oxide glass body, etc.” (in the present invention, in parentheses) Can be abbreviated as “silicon oxide structure”) or a precursor thereof. The chemical structure of the water-soluble silicon compound is not limited to that produced by the above specific production method as long as it has a structure obtained by the production method. As a raw material for the porous silicon oxide structure (precursor thereof), the water-soluble silicon compound of the present invention is superior as the material of the present invention, and there has been no water-soluble silicon compound that dissolves in water at an arbitrary ratio. Are novel compounds or novel mixtures. Therefore, the manufacturing method is not limited. Further, the chemical structure of such a water-soluble silicon compound is not clear, and since it may be a mixture, it cannot be described in words.
ただし、本発明の水溶性ケイ素化合物は、上記の製造方法を使用して得られたものであることが、簡便である点等から好ましい。 However, the water-soluble silicon compound of the present invention is preferably obtained by using the above production method from the viewpoint of simplicity.
本発明の水に任意の割合で溶解する水溶性ケイ素化合物は、多孔質の酸化ケイ素や多孔質の酸化ケイ素のガラス体（多孔質の酸化ケイ素構造体）を合成する際に好適に使用できる。すなわち、従来溶剤を用いた多孔質の酸化ケイ素やガラス体の合成に使用される前駆体等の代替として使用でき、溶剤を使用しないため、作業環境の点で好ましく、また、成分Ａに成分Ｂを接触させることにより、溶剤を用いた多孔質の酸化ケイ素やガラス体の合成でのテトラアルコキシシランの残存と揮発による歩留まりの低下を抑えることができる。 The water-soluble silicon compound that can be dissolved in water in any proportion of the present invention can be suitably used when synthesizing porous silicon oxide or a porous silicon oxide glass body (porous silicon oxide structure). That is, it can be used as a substitute for porous silicon oxide or a precursor used for the synthesis of a glass body using a conventional solvent, and is preferable in terms of working environment because it does not use a solvent. By making these contact with each other, it is possible to suppress a decrease in yield due to the remaining and volatilization of tetraalkoxysilane in the synthesis of porous silicon oxide or glass body using a solvent.
本発明の水溶性ケイ素化合物から、多孔質の酸化ケイ素構造体等の酸化ケイ素構造体を製造する方法は特に限定はないが、具体的には以下が挙げられる。すなわち、本発明の水溶性ケイ素化合物を直接焼成することによって、多孔質の酸化ケイ素の粉体が得られる。また、本発明の水溶性ケイ素化合物から、水や低沸点の有機物を留去した後、室温放置してゲル化させ、それを焼成することによって、多孔質の酸化ケイ素のガラス体が得られる。 The method for producing a silicon oxide structure such as a porous silicon oxide structure from the water-soluble silicon compound of the present invention is not particularly limited, and specific examples include the following. That is, porous silicon oxide powder can be obtained by directly firing the water-soluble silicon compound of the present invention. Moreover, after distilling off water and low-boiling organic substances from the water-soluble silicon compound of the present invention, the mixture is allowed to stand at room temperature to be gelled and fired to obtain a porous silicon oxide glass body.
得られる酸化ケイ素構造体に機能性を付与するために、種々の水溶性金属塩等を、本発明の水溶性ケイ素化合物の水溶液に配合することができる。そのようにして得られた水溶液を、例えば上記のようにして焼成すれば、種々の用途に有用な機能性の酸化ケイ素構造体が得られる。本発明の水溶性ケイ素化合物は、水と任意に混合させることが可能であるので、種々の水溶性金属塩等を含有させて機能性の高い酸化ケイ素構造体を得るために特に好適である。 In order to impart functionality to the resulting silicon oxide structure, various water-soluble metal salts and the like can be blended in the aqueous solution of the water-soluble silicon compound of the present invention. When the aqueous solution thus obtained is fired, for example, as described above, functional silicon oxide structures useful for various applications can be obtained. Since the water-soluble silicon compound of the present invention can be arbitrarily mixed with water, it is particularly suitable for obtaining a silicon oxide structure having high functionality by containing various water-soluble metal salts and the like.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples as long as the gist thereof is not exceeded.
製造例１
［水溶性ケイ素化合物Ａの合成］
テトラメトキシシラン１５．２ｇ（０．１モル）に対して、１，２−プロパンジオール３０．４ｇ（０．４モル）を添加し、液温が５４℃になるようにホットスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、塩酸を０．１ｇ（０．００１モル）添加し、液温が５４℃で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ａ］とする。
Production Example 1
[Synthesis of water-soluble silicon compound A]
To 15.2 g (0.1 mol) of tetramethoxysilane, 30.4 g (0.4 mol) of 1,2-propanediol is added and stirred using a hot stirrer so that the liquid temperature becomes 54 ° C. For 24 hours. Thereafter, 0.1 g (0.001 mol) of hydrochloric acid was added, and the mixture was further mixed for 1 hour at a liquid temperature of 54 ° C. to obtain a water-soluble silicon compound. This is designated as [water-soluble silicon compound A].
製造例２
テトラエトキシシラン２０．８ｇ（０．１モル）に対して、１，５−ペンタンジオール４１．６ｇ（０．４モル）を添加し、液温が５４℃になるようにホットスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、硫酸を０．１ｇ（０．００１モル）添加し、液温が５４℃で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ｂ］とする。
Production Example 2
To 20.8 g (0.1 mol) of tetraethoxysilane, 41.6 g (0.4 mol) of 1,5-pentanediol is added and stirred using a hot stirrer so that the liquid temperature becomes 54 ° C. For 24 hours. Thereafter, 0.1 g (0.001 mol) of sulfuric acid was added, and the mixture was further mixed at a liquid temperature of 54 ° C. for 1 hour to obtain a water-soluble silicon compound. This is designated as [water-soluble silicon compound B].
製造例３
テトラノルマルプロポキシシラン２６．４ｇ（０．１モル）に対して、ポリエチレングリコール８０．０ｇ（０．４モル）を添加し、液温が５４℃になるようにホットスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、２Ｍクエン酸溶液を０．１ｇ（０．０００２モル）添加し、液温が５４℃で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ｃ］とする。
Production Example 3
Polyethylene glycol 80.0 g (0.4 mol) is added to tetra-normal propoxysilane 26.4 g (0.1 mol), and the mixture is stirred with a hot stirrer so that the liquid temperature becomes 54 ° C. Mixed for hours. Thereafter, 0.1 g (0.0002 mol) of 2M citric acid solution was added, and the mixture was further mixed for 1 hour at a liquid temperature of 54 ° C. to obtain a water-soluble silicon compound. This is designated as [water-soluble silicon compound C].
製造例４
テトラエトキシシラン２０．８ｇ（０．１モル）に対して、１，２−プロパンジオール２２．８ｇ（０．３モル）を添加し、液温が５４℃になるようにホットスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、乳酸を２ｇ（０．０２モル）添加し、液温が５４℃で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ｄ］とする。
Production Example 4
To 20.8 g (0.1 mol) of tetraethoxysilane, 22.8 g (0.3 mol) of 1,2-propanediol is added and stirred using a hot stirrer so that the liquid temperature becomes 54 ° C. For 24 hours. Thereafter, 2 g (0.02 mol) of lactic acid was added, and the mixture was further mixed for 1 hour at a liquid temperature of 54 ° C. to obtain a water-soluble silicon compound. This is designated as [water-soluble silicon compound D].
製造例５
モノメチルトリメトキシシラン１３．６ｇ（０．１モル）に対して、２，３−ブタンジオール２７．０ｇ（０．３モル）を添加し、液温が５４℃になるようにホットスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、２Ｍリンゴ酸溶液を０．５ｇ（０．００１モル）添加し、液温が５４℃で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ｅ］とする。
Production Example 5
To 13.6 g (0.1 mol) of monomethyltrimethoxysilane, 27.0 g (0.3 mol) of 2,3-butanediol was added, and a hot stirrer was used so that the liquid temperature became 54 ° C. Mix for 24 hours with stirring. Thereafter, 0.5 g (0.001 mol) of 2M malic acid solution was added, and the mixture was further mixed for 1 hour at a liquid temperature of 54 ° C. to obtain a water-soluble silicon compound. This is designated as [water-soluble silicon compound E].
製造例６
テトラメトキシシラン１５．２ｇ（０．１モル）に対して、ポリプロピレングリコール６０．０ｇ（０．３モル）を添加し、液温が５４℃になるようにホットスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、酢酸を０．６ｇ（０．０１モル）添加し、液温が５４℃で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ｆ］とする。
Production Example 6
Polypropylene glycol (60.0 g, 0.3 mol) is added to tetramethoxysilane (15.2 g, 0.1 mol), and the mixture is stirred for 24 hours using a hot stirrer so that the liquid temperature becomes 54 ° C. Mixed. Thereafter, 0.6 g (0.01 mol) of acetic acid was added, and the mixture was further mixed for 1 hour at a liquid temperature of 54 ° C. to obtain a water-soluble silicon compound. This is designated as [water-soluble silicon compound F].
製造例７
テトラエトキシシラン２０．８ｇ（０．１モル）に対して、１，２−プロパンジオール１５．２ｇ（０．２モル）を添加し、室温下でスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、硝酸を０．１ｇ（０．００２モル）添加し、室温下で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ｇ］とする。
Production Example 7
To 20.8 g (0.1 mol) of tetraethoxysilane, 15.2 g (0.2 mol) of 1,2-propanediol was added and mixed for 24 hours while stirring with a stirrer at room temperature. Thereafter, 0.1 g (0.002 mol) of nitric acid was added and further mixed at room temperature for 1 hour to obtain a water-soluble silicon compound. This is designated as [water-soluble silicon compound G].
製造例８
テトラメトキシシラン１５．２ｇ（０．１モル）に対して、１，２−プロパンジオール１５．２ｇ（０．２モル）を添加し、液温が５４℃になるようにホットスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、酢酸を０．６ｇ（０．０１モル）添加し、室温下で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ｈ］とする。
Production Example 8
To 15.2 g (0.1 mol) of tetramethoxysilane, 15.2 g (0.2 mol) of 1,2-propanediol is added and stirred using a hot stirrer so that the liquid temperature becomes 54 ° C. For 24 hours. Thereafter, 0.6 g (0.01 mol) of acetic acid was added and further mixed at room temperature for 1 hour to obtain a water-soluble silicon compound. This is designated as [water-soluble silicon compound H].
製造例９
テトラメトキシシラン１５．２ｇ（０．１モル）に対して、１，５−ペンタンジオール３１．２ｇ（０．３モル）を添加し、室温下でスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。その後、酢酸を０．６ｇ（０．０１モル）添加し、液温が５４℃で更に１時間混合し、水溶性ケイ素化合物を得た。これを［水溶性ケイ素化合物Ｉ］とする。
Production Example 9
To 15.2 g (0.1 mol) of tetramethoxysilane, 31.2 g (0.3 mol) of 1,5-pentanediol was added and mixed for 24 hours while stirring with a stirrer at room temperature. Thereafter, 0.6 g (0.01 mol) of acetic acid was added, and the mixture was further mixed for 1 hour at a liquid temperature of 54 ° C. to obtain a water-soluble silicon compound. This is referred to as [water-soluble silicon compound I].
比較製造例１
テトラメトキシシラン１５．２ｇ（０．１モル）に対して、１，２−プロパンジオール１５．２ｇ（０．２モル）を添加し、液温が１００℃になるようにホットスターラーを用いて攪拌しながら２４時間混合した。これを［水溶性ケイ素化合物Ｊ］とする。
Comparative production example 1
To 15.2 g (0.1 mol) of tetramethoxysilane, 15.2 g (0.2 mol) of 1,2-propanediol is added and stirred using a hot stirrer so that the liquid temperature becomes 100 ° C. For 24 hours. This is designated as [water-soluble silicon compound J].
実施例１〜９、比較例１
製造例１〜９及び比較製造例１で製造した水溶性ケイ素化合物を、５、１０、５０、９０質量％の水溶液にし、溶解後の水への溶解性を確認した。結果を表１に示す。
Examples 1-9, Comparative Example 1
The water-soluble silicon compounds produced in Production Examples 1 to 9 and Comparative Production Example 1 were made into aqueous solutions of 5, 10, 50, and 90% by mass, and the solubility in water after dissolution was confirmed. The results are shown in Table 1.
実施例１〜９で得られた５、１０、５０、９０質量％の水溶液は、溶解後に透明液体であり、室温で５ヶ月経過しても同様な外観を示しており、白濁、沈殿の無い透明な液体であった。一方、比較例１で得られた５、１０、５０、９０質量％の水溶液は溶解後には既に白濁液体であった。そのため、以下の焼成にまで至らなかった。 The aqueous solutions of 5, 10, 50, and 90% by mass obtained in Examples 1 to 9 are transparent liquids after dissolution, and show the same appearance even after 5 months at room temperature, and have no cloudiness or precipitation. It was a clear liquid. On the other hand, the aqueous solutions of 5, 10, 50, and 90% by mass obtained in Comparative Example 1 were already cloudy liquids after dissolution. For this reason, the following firing was not achieved.
実施例１０〜１８
製造例１〜９で製造した水溶性ケイ素化合物を５０質量％の水溶液に調整した後、室温下で、開放状態で溶媒を揮発させ、固化させた。更に、この固形物を４５０℃で３時間焼成させ、酸化ケイ素構造体の状態を電子顕微鏡で観察した。結果を表２に示す。
Examples 10-18
After adjusting the water-soluble silicon compound produced in Production Examples 1 to 9 to an aqueous solution of 50% by mass, the solvent was volatilized and solidified at room temperature in an open state. Furthermore, this solid was fired at 450 ° C. for 3 hours, and the state of the silicon oxide structure was observed with an electron microscope. The results are shown in Table 2.
表２の結果から分かるように、製造例１〜９で製造した水溶性ケイ素化合物からは、何れも、優れた多孔質の酸化ケイ素構造体が得られた。 As can be seen from the results shown in Table 2, excellent porous silicon oxide structures were obtained from the water-soluble silicon compounds produced in Production Examples 1 to 9.
本発明の水に任意の割合で溶解するケイ素化合物は、トルエン等の溶剤を使用することがないため、環境負荷が小さい化合物であり、焼成することで多孔質のセラミックス、ガラス等の「多孔質の酸化ケイ素構造体」を得ることができる。そのため、固体触媒、悪臭成分を吸着することによる消臭剤や吸着剤、多孔質シリカに芳香性を有する化合物を吸着させることによって徐芳性を有するセラミックス材料を提供することができることから、電気産業分野や化粧品分野等様々な産業分野に広く利用されるものである。 The silicon compound dissolved in water in an arbitrary ratio of the present invention does not use a solvent such as toluene, and is therefore a compound with a low environmental load. By firing, it is made of porous ceramics, glass, etc. Can be obtained. Therefore, it is possible to provide a ceramic material having a gradual property by adsorbing a compound having an aromatic property to a solid catalyst, a deodorant or an adsorbent by adsorbing a malodorous component, and porous silica. It is widely used in various industrial fields such as fields and cosmetics fields.
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