JP2022146989A - silica-titania composite oxide - Google Patents
silica-titania composite oxide Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022146989A JP2022146989A JP2021048053A JP2021048053A JP2022146989A JP 2022146989 A JP2022146989 A JP 2022146989A JP 2021048053 A JP2021048053 A JP 2021048053A JP 2021048053 A JP2021048053 A JP 2021048053A JP 2022146989 A JP2022146989 A JP 2022146989A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- composite oxide
- epoxy resin
- acid
- titania composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 52
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 14
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims 1
- -1 siloxane compound Chemical class 0.000 abstract description 40
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 30
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 27
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000004448 titration Methods 0.000 abstract description 7
- UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N bromophenol blue Chemical compound C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 5
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 5
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 4
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N butan-1-amine Chemical compound CCCCN HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- PRZSXZWFJHEZBJ-UHFFFAOYSA-N thymol blue Chemical compound C1=C(O)C(C(C)C)=CC(C2(C3=CC=CC=C3S(=O)(=O)O2)C=2C(=CC(O)=C(C(C)C)C=2)C)=C1C PRZSXZWFJHEZBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 description 3
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N Decamethylcyclopentasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N arachidonic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(O)=O YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N 0.000 description 2
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XGZNHFPFJRZBBT-UHFFFAOYSA-N ethanol;titanium Chemical compound [Ti].CCO.CCO.CCO.CCO XGZNHFPFJRZBBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Chemical class 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Chemical class 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- KEMQGTRYUADPNZ-UHFFFAOYSA-N heptadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O KEMQGTRYUADPNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HTDJPCNNEPUOOQ-UHFFFAOYSA-N hexamethylcyclotrisiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HTDJPCNNEPUOOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 2
- VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N icosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- ZEIWWVGGEOHESL-UHFFFAOYSA-N methanol;titanium Chemical compound [Ti].OC.OC.OC.OC ZEIWWVGGEOHESL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N methyl red Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1C(O)=O CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N 0.000 description 2
- UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N octacosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- SZHOJFHSIKHZHA-UHFFFAOYSA-N tridecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC(O)=O SZHOJFHSIKHZHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZDPHROOEEOARMN-UHFFFAOYSA-N undecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCC(O)=O ZDPHROOEEOARMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 1
- BNIWGIJIGJJEKG-UHFFFAOYSA-N 1-[dibutyl-(tributylsilylamino)silyl]butane Chemical compound CCCC[Si](CCCC)(CCCC)N[Si](CCCC)(CCCC)CCCC BNIWGIJIGJJEKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCLITBPEYKCAGI-UHFFFAOYSA-N 1-[dihexyl-(trihexylsilylamino)silyl]hexane Chemical compound CCCCCC[Si](CCCCCC)(CCCCCC)N[Si](CCCCCC)(CCCCCC)CCCCCC WCLITBPEYKCAGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NSSFZNLWTXERTH-UHFFFAOYSA-N 1-[dipropyl-(tripropylsilylamino)silyl]propane Chemical compound CCC[Si](CCC)(CCC)N[Si](CCC)(CCC)CCC NSSFZNLWTXERTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCCl OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVDLHGSZWAELAU-UHFFFAOYSA-N 5-tert-butylthiophene-2-carbonyl chloride Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=C(C(Cl)=O)S1 RVDLHGSZWAELAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 description 1
- AZCSKRGJQNPXJF-UHFFFAOYSA-N C(CCCC)[Si](N[Si](CCCCC)(CCCCC)CCCCC)(CCCCC)CCCCC Chemical compound C(CCCC)[Si](N[Si](CCCCC)(CCCCC)CCCCC)(CCCCC)CCCCC AZCSKRGJQNPXJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCPZFDPUPGCVNN-UHFFFAOYSA-N C1(CCCCC1)[Si](N[Si](C1CCCCC1)(C1CCCCC1)C1CCCCC1)(C1CCCCC1)C1CCCCC1 Chemical compound C1(CCCCC1)[Si](N[Si](C1CCCCC1)(C1CCCCC1)C1CCCCC1)(C1CCCCC1)C1CCCCC1 XCPZFDPUPGCVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNHNBNVTPVOERF-UHFFFAOYSA-N N-dimethylsilyl-N-tris(ethenyl)silylethenamine Chemical compound C[SiH](C)N(C=C)[Si](C=C)(C=C)C=C GNHNBNVTPVOERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- APDDLLVYBXGBRF-UHFFFAOYSA-N [diethyl-(triethylsilylamino)silyl]ethane Chemical compound CC[Si](CC)(CC)N[Si](CC)(CC)CC APDDLLVYBXGBRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWSOFXCPBRATKD-UHFFFAOYSA-N [diphenyl-(triphenylsilylamino)silyl]benzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)N[Si](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 TWSOFXCPBRATKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N aluminium triethoxide Chemical compound CCO[Al](OCC)OCC JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229940114079 arachidonic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000021342 arachidonic acid Nutrition 0.000 description 1
- JRKVMAROEYRWNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;tin(2+) Chemical compound [Sn+2].CCCC[O-].CCCC[O-] JRKVMAROEYRWNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AESIJXUYASVFHQ-UHFFFAOYSA-N butan-2-yloxy(dipropyl)alumane Chemical compound C(C)(CC)O[Al](CCC)CCC AESIJXUYASVFHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXPLZNMUBFBFIA-UHFFFAOYSA-N butyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCC[Si](OC)(OC)OC SXPLZNMUBFBFIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- BAAAEEDPKUHLID-UHFFFAOYSA-N decyl(triethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCC[Si](OCC)(OCC)OCC BAAAEEDPKUHLID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KQAHMVLQCSALSX-UHFFFAOYSA-N decyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC KQAHMVLQCSALSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- ZZNQQQWFKKTOSD-UHFFFAOYSA-N diethoxy(diphenyl)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](OCC)(OCC)C1=CC=CC=C1 ZZNQQQWFKKTOSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)OC JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHUXYBVKTIBBJW-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(diphenyl)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 AHUXYBVKTIBBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N dimethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOCC1CO1 WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N dimethyldiethoxysilane Chemical compound CCO[Si](C)(C)OCC YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SCPWMSBAGXEGPW-UHFFFAOYSA-N dodecyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC SCPWMSBAGXEGPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical group 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- UARGAUQGVANXCB-UHFFFAOYSA-N ethanol;zirconium Chemical compound [Zr].CCO.CCO.CCO.CCO UARGAUQGVANXCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCKWFNSALCEAPW-UHFFFAOYSA-N ethanolate;tin(2+) Chemical compound [Sn+2].CC[O-].CC[O-] XCKWFNSALCEAPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005338 frosted glass Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- CZWLNMOIEMTDJY-UHFFFAOYSA-N hexyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCCCC[Si](OC)(OC)OC CZWLNMOIEMTDJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- CRGZYKWWYNQGEC-UHFFFAOYSA-N magnesium;methanolate Chemical compound [Mg+2].[O-]C.[O-]C CRGZYKWWYNQGEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORPJQHHQRCLVIC-UHFFFAOYSA-N magnesium;propan-2-olate Chemical compound CC(C)O[Mg]OC(C)C ORPJQHHQRCLVIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- UISUQHKSYTZXSF-UHFFFAOYSA-N methanolate;tin(2+) Chemical compound [Sn+2].[O-]C.[O-]C UISUQHKSYTZXSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N methoxysilane Chemical compound CO[SiH3] ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N n'-[3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCNCCN MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKWOFMSUGVVZIV-UHFFFAOYSA-N n-bis(ethenyl)silyl-n-trimethylsilylmethanamine Chemical compound C[Si](C)(C)N(C)[SiH](C=C)C=C WKWOFMSUGVVZIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920003216 poly(methylphenylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOZZOSDBXABUFO-UHFFFAOYSA-N tri(butan-2-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].CCC(C)[O-].CCC(C)[O-].CCC(C)[O-] WOZZOSDBXABUFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003918 triazines Chemical class 0.000 description 1
- MYWQGROTKMBNKN-UHFFFAOYSA-N tributoxyalumane Chemical compound [Al+3].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] MYWQGROTKMBNKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(phenyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C1=CC=CC=C1 JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NMEPHPOFYLLFTK-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(octyl)silane Chemical compound CCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC NMEPHPOFYLLFTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWZATVIRTOMCCI-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-(2-methylphenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1C MWZATVIRTOMCCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQEGZYAXBCFSBS-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-(4-methylphenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=C(C)C=C1 XQEGZYAXBCFSBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UAEJRRZPRZCUBE-UHFFFAOYSA-N trimethoxyalumane Chemical compound [Al+3].[O-]C.[O-]C.[O-]C UAEJRRZPRZCUBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 description 1
- OBROYCQXICMORW-UHFFFAOYSA-N tripropoxyalumane Chemical compound [Al+3].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] OBROYCQXICMORW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MDDPTCUZZASZIQ-UHFFFAOYSA-N tris[(2-methylpropan-2-yl)oxy]alumane Chemical compound [Al+3].CC(C)(C)[O-].CC(C)(C)[O-].CC(C)(C)[O-] MDDPTCUZZASZIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- WXKZSTUKHWTJCF-UHFFFAOYSA-N zinc;ethanolate Chemical compound [Zn+2].CC[O-].CC[O-] WXKZSTUKHWTJCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、新規なシリカ-チタニア複合酸化物に関する。詳しくは、エポキシ樹脂硬化用硬化剤として用いることができ、かつエポキシ樹脂硬化物の線膨張係数を低下させて、硬化物の信頼性を高めることの可能なフィラーとして使用できるシリカ-チタニア複合酸化物に関する。 The present invention relates to novel silica-titania composite oxides. Specifically, a silica-titania composite oxide that can be used as a curing agent for curing epoxy resins and as a filler capable of reducing the coefficient of linear expansion of the cured epoxy resin and increasing the reliability of the cured product. Regarding.
エポキシ樹脂は、接着剤、シール剤、コーティング剤等の様々な用途に用いられている。 Epoxy resins are used in various applications such as adhesives, sealants, and coating agents.
一般に、エポキシ樹脂には、硬化反応を進行させるための成分として硬化剤や硬化促進剤が添加される。 In general, epoxy resins are added with curing agents and curing accelerators as components for promoting the curing reaction.
半導体用封止材にもエポキシ樹脂が用いられ、例えば、フリップチップ実装体では、接続した半導体チップおよび配線基板、およびバンプを保護するためのアンダーフィル剤として使用される。エポキシ樹脂、半導体チップ、および配線基板は、それぞれ異なる線膨張係数を有するため、接続部が応力を吸収できないと、当該接続部にクラックが発生することがある。このクラックの発生を抑えるため、アンダーフィル剤には、シリカなどの線膨張係数の比較的小さいフィラーを混合している。 Epoxy resin is also used as a sealing material for semiconductors. For example, in a flip chip package, it is used as an underfill agent for protecting the connected semiconductor chip, wiring board, and bumps. Since the epoxy resin, the semiconductor chip, and the wiring board each have different coefficients of linear expansion, cracks may occur in the connecting portion if the connecting portion cannot absorb the stress. In order to suppress the occurrence of cracks, the underfill agent is mixed with a filler having a relatively small coefficient of linear expansion, such as silica.
近年、アンダーフィル剤は硬化物の性能向上のため、エポキシ樹脂、硬化剤、フィラーだけでなく、様々な添加剤を加えている(たとえば、特許文献1または2)。製造工程の簡略化を求めて、硬化剤として用いることのできるフィラーなどの複数の特性を持つ材料が望まれている。 In recent years, various additives have been added to underfill agents in addition to epoxy resins, curing agents, and fillers in order to improve the performance of cured products (for example, Patent Documents 1 and 2). To simplify the manufacturing process, materials with multiple properties such as fillers that can be used as curing agents are desired.
本発明の目的は、エポキシ樹脂硬化用硬化剤として用いることができ、エポキシ樹脂硬化物の線膨張係数を低下させて、当該硬化物の信頼性を高めることのできるシリカ-チタニア複合酸化物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a silica-titania composite oxide that can be used as a curing agent for curing epoxy resins and that can reduce the coefficient of linear expansion of cured epoxy resins and improve the reliability of the cured products. to do.
本発明者等は上記目的を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、強い固体酸をもつシリカ-チタニア複合酸化物がエポキシ樹脂硬化剤としての特性を有するフィラーとして用いることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above object. As a result, the inventors have found that a silica-titania composite oxide having a strong solid acid can be used as a filler having properties as an epoxy resin curing agent, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、以下の物性を有することを特徴とするシリカ-チタニア複合酸化物である。 That is, the present invention provides a silica-titania composite oxide characterized by having the following physical properties.
(1)BET比表面積が25~60m2/g
(2)pKa4.1以下の酸量が0.10μmol/m2以上
(1) BET specific surface area of 25 to 60 m 2 /g
(2) The amount of acid with a pKa of 4.1 or less is 0.10 μmol/m 2 or more
本発明により、エポキシ樹脂硬化用硬化剤として用いることができ、エポキシ樹脂硬化物の線膨張係数を低下させて、当該硬化物の信頼性を高めることのできるシリカ-チタニア複合酸化物を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a silica-titania composite oxide that can be used as a curing agent for curing an epoxy resin, and that can reduce the coefficient of linear expansion of the cured epoxy resin and improve the reliability of the cured product. can be done.
本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、
(1)BET比表面積が25~60m2/g、
(2)pKa4.1以下の酸量が0.1μmol/m2以上、
という物性を有する。
The silica-titania composite oxide of the present invention is
(1) a BET specific surface area of 25 to 60 m 2 /g;
(2) the amount of acid with a pKa of 4.1 or less is 0.1 μmol/m 2 or more;
It has the physical property of
(1)BET比表面積
本発明のシリカ-チタニア複合酸化物のBET比表面積は、窒素吸着BET1点法によって特定され、25~60m2/gである。25m2/gより小さい場合は粒子表面の酸点による寄与が少ないことを意味し、エポキシ樹脂の硬化反応が進まず、通常使用されるフィラーと変わらない。60m2/gを超えて大きい場合はエポキシ樹脂に高充填することが難しくなり、硬化物の線膨張係数を低下させるフィラーとしての効果が出がたい。より好ましくは、25~40m2/gである。
(1) BET Specific Surface Area The BET specific surface area of the silica-titania composite oxide of the present invention is 25 to 60 m 2 /g as determined by the nitrogen adsorption BET single-point method. If it is less than 25 m 2 /g, it means that the contribution of the acid sites on the particle surface is small, the curing reaction of the epoxy resin does not proceed, and it is the same as a commonly used filler. If it exceeds 60 m 2 /g, it becomes difficult to fill the epoxy resin at a high level, and it is difficult to obtain the effect of a filler that lowers the coefficient of linear expansion of the cured product. More preferably, it is 25 to 40 m 2 /g.
(2)pKa4.1以下の酸量
本発明のシリカ-チタニア複合酸化物のpKa4.1以下の酸量は、ブロモフェノールブルーを指示薬としたアミン滴定法で特定され、0.1μmol/m2以上である。0.1μmol/m2よりも少ない場合は粒子の固体酸性が弱いことを意味し、酸触媒によるエポキシド開環反応が進まないため、硬化剤としての効果が十分に出ず、エポキシ樹脂硬化反応が進行し難い。より好ましくは0.15μmol/m2以上である。
(2) Acid amount with a pKa of 4.1 or less The silica-titania composite oxide of the present invention has an acid amount with a pKa of 4.1 or less, which is specified by an amine titration method using bromophenol blue as an indicator, and is 0.1 μmol/m 2 or more. is. If it is less than 0.1 μmol/m 2 , it means that the solid acidity of the particles is weak, and the epoxide ring-opening reaction by the acid catalyst does not proceed, so that the effect as a curing agent is not sufficiently obtained, and the epoxy resin curing reaction does not occur. Difficult to proceed. More preferably, it is 0.15 μmol/m 2 or more.
なおシリカ-チタニア複合酸化物においては、上記pKa4.1以下の酸点のなかにpKaが1.7以下である酸点をもつ場合があるが、本発明者等の検討によれば、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する酸点はpKaが4.1以下であればよく、上記pKa1.7以下の酸点は、その存在量の多寡を問わない。 In addition, in the silica-titania composite oxide, there may be acid sites with a pKa of 1.7 or less among the acid sites with a pKa of 4.1 or less. The acid site acting as a curing agent may have a pKa of 4.1 or less, and the amount of the acid site having a pKa of 1.7 or less does not matter.
さらにpKa4.1を超える酸点も存在するのが一般的であるが、このような酸点はエポキシ樹脂の硬化剤としての作用に事実上寄与しない。 Further, acid sites with a pKa exceeding 4.1 are generally present, but such acid sites do not substantially contribute to the action of the epoxy resin as a curing agent.
上記物性(1)比表面積、および(2)酸量を満足する本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、エポキシ樹脂硬化用フィラーとして、硬化剤とフィラーの両方の役割を発揮する。 The silica-titania composite oxide of the present invention, which satisfies the physical properties (1) specific surface area and (2) acid content, functions as both a curing agent and a filler as a filler for curing epoxy resins.
本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、上記物性を有すればよいが、以下のような物性をさらに有することが好ましい。 The silica-titania composite oxide of the present invention should have the physical properties described above, but preferably further has the following physical properties.
エポキシ樹脂への充填性の向上、流動性の向上などの点で本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、1次粒子が球状であることが好適である。より具体的には、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、観察したSEM像を得、画像解析により個々の粒子について下記式(1)によって定義される値C(円形度)を求め、この円形度Cを2000個以上の粒子について相加平均値として算出する平均円形度が0.8以上であることが好ましい。 The primary particles of the silica-titania composite oxide of the present invention are preferably spherical from the standpoints of improving filling properties into epoxy resins and improving fluidity. More specifically, using a scanning electron microscope (SEM), an observed SEM image is obtained, and the value C (circularity) defined by the following formula (1) for each particle is obtained by image analysis. The average circularity calculated as an arithmetic mean value of 2000 or more particles is preferably 0.8 or more.
C=4πS/L2
[式(1)において、Sは当該粒子が画像中に占める面積(投影面積)を表す。Lは画像中における当該粒子の外周部の長さ(周囲長)を表す。]
C=4πS/L 2
[In formula (1), S represents the area (projected area) of the particle in the image. L represents the length (perimeter) of the outer periphery of the particle in the image. ]
さらに、透明性には粒子による散乱も影響する点で本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は遠心沈降法により得られる重量基準粒度分布から算出されるメジアン径(累積50%重量径:以下、D50)が50~200nmの範囲にあることが好ましい。 Furthermore, since scattering by particles also affects transparency, the silica-titania composite oxide of the present invention has a median diameter (cumulative 50% weight diameter: hereinafter, D 50 ) is preferably in the range of 50 to 200 nm.
さらに、エポキシ樹脂への充填性の点で本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は多分散粒子であることが好ましい。具体的には、上記D50および同累積90重量%径(以下、D90)の関係において、(D90-D50)/D50が0.3~0.5の範囲にあることが好ましい。 Furthermore, the silica-titania composite oxide of the present invention is preferably polydisperse particles in terms of filling properties into epoxy resins. Specifically, in the relationship between the D 50 and the cumulative 90% by weight diameter (hereinafter referred to as D 90 ), (D 90 −D 50 )/D 50 is preferably in the range of 0.3 to 0.5. .
さらに、エポキシ樹脂の屈折率と一致することで透明性が発揮できる点で本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は波長589nm(ナトリウムのD線)における屈折率が1.50~1.60の範囲にあることが好ましい。 Furthermore, the silica-titania composite oxide of the present invention has a refractive index in the range of 1.50 to 1.60 at a wavelength of 589 nm (D line of sodium) in that transparency can be exhibited by matching the refractive index of the epoxy resin. preferably in
当該屈折率は、Tiの割合(Tiモル比)に依存して変化する。即ち、シリカ(SiO2)の屈折率1.46をベースとし、TiO2の割合が増えていくに従い上昇していく。そのため上記屈折率を得やすい点で、Tiの割合(Tiモル比)は、SiとTiとの合計を100mol%とした際に、4~17mol%であることが好ましく、特に5~17mol%であることが好ましい。 The refractive index changes depending on the ratio of Ti (Ti molar ratio). That is, based on the refractive index of silica (SiO 2 ) of 1.46, it increases as the proportion of TiO 2 increases. Therefore, in order to easily obtain the above refractive index, the ratio of Ti (Ti molar ratio) is preferably 4 to 17 mol%, particularly 5 to 17 mol%, when the total of Si and Ti is 100 mol%. Preferably.
また、シリカとチタニアが相分離すると粒子内で屈折率が変化し、エポキシ樹脂に充填した際に白濁が発生する点で本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は結晶型が非晶質である(X線回折によりピークが検出されない)ことが好ましい。 In addition, the silica-titania composite oxide of the present invention is amorphous in crystal form in that the refractive index changes in the particles when silica and titania undergo phase separation, and cloudiness occurs when filled in epoxy resin ( No peaks are detected by X-ray diffraction).
さらに、光触媒作用による樹脂の分解、劣化を防ぐ点で本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、光触媒活性を持たないことが好適である。 Furthermore, the silica-titania composite oxide of the present invention preferably does not have photocatalytic activity in order to prevent decomposition and deterioration of the resin due to photocatalytic action.
また粉体として存在している場合、色調は目視で白色であることがより好ましい。 Moreover, when it exists as powder, it is more preferable that the color tone is visually white.
(シリカ-チタニア複合酸化物の製造方法)
上記のような特性を有する本発明のシリカ-チタニア複合酸化物の製造方法は特に制限されないが、本発明者等の検討によれば、シロキサン化合物とチタンアルコキシドとの混合物の燃焼反応を利用する方法により製造することができる。
(Method for producing silica-titania composite oxide)
The method for producing the silica-titania composite oxide of the present invention having the properties as described above is not particularly limited. can be manufactured by
シロキサン化合物としては、気化可能な化合物であればよいが、具体的にはヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等の炭化水素基置換シロキサンが挙げられる。またチタンアルコキシドとしては、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ-i-プロポキシチタン、テトラ-n-プロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトラ-s-ブトキシチタン、テトラ-t-ブトキシチタンなどの有機チタン化合物が挙げられる。前記シロキサン化合物のうち一種類、あるいは複数種類と前記チタンアルコキシドのうち一種類、あるいは複数種類とを混合して使用することができる。 The siloxane compound may be any vaporizable compound, and specific examples thereof include hydrocarbon group-substituted siloxanes such as hexamethyldisiloxane, hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, and decamethylcyclopentasiloxane. be done. Titanium alkoxides include tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetra-i-propoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetra-s-butoxytitanium, tetra-t-butoxytitanium, and the like. Organotitanium compounds may be mentioned. One or more of the siloxane compounds and one or more of the titanium alkoxides may be mixed and used.
この製造方法によれば、原料混合物におけるTiモル比は、製造されるシリカ-チタニア複合酸化物におけるTiモル比とほぼ一致するから、シロキサン化合物とチタンアルコキシドとの混合割合は、目的値に一致するように各化合物におけるSi含有量、Ti含有量を考慮して用いればよい。但し若干のずれも生じ得るため、製造されたシリカ-チタニア複合酸化物におけるTiモル比は、XRF等で確認して確定させることが望ましい。 According to this production method, the Ti molar ratio in the raw material mixture substantially matches the Ti molar ratio in the produced silica-titania composite oxide, so the mixing ratio of the siloxane compound and the titanium alkoxide matches the desired value. Thus, the Si content and the Ti content in each compound should be taken into consideration. However, since some deviation may occur, it is desirable to confirm and determine the Ti molar ratio in the manufactured silica-titania composite oxide by XRF or the like.
シロキサン化合物とチタンアルコキシドとの混合物の燃焼反応を利用する方法においては、用いるバーナの形状は特に限定されないが、同心円多重管バーナであることが、点火の容易さや燃焼安定性等の点で好ましい。同心円多重管バーナは、中心および中心管から同心円状に広がる複数の環状管より構成される。 In the method utilizing a combustion reaction of a mixture of a siloxane compound and a titanium alkoxide, the shape of the burner to be used is not particularly limited, but a concentric multi-tube burner is preferred in terms of ease of ignition and combustion stability. A concentric multi-tube burner consists of a center and a plurality of annular tubes radiating concentrically from the center tube.
以下、中心管および2本の環状管から構成される同心円3重管バーナを用いた方法を詳述する。 The method using a concentric triple-tube burner consisting of a central tube and two annular tubes will be described in detail below.
上記3重管バーナの中心管には、気化したシロキサン化合物とチタンアルコキシドと酸素を予め混合し導入する。この際、シロキサン、チタンアルコキシド、酸素の他に、窒素などの不活性ガスを混合してもよい。また、酸素源として空気を利用してもよい。 Vaporized siloxane compound, titanium alkoxide and oxygen are mixed in advance and introduced into the central tube of the triple tube burner. At this time, an inert gas such as nitrogen may be mixed in addition to siloxane, titanium alkoxide and oxygen. Alternatively, air may be used as the oxygen source.
混合する酸素の量は、RO=(シロキサン化合物とチタンアルコキシドに混合する酸素量)/(化学量論的にシロキサン化合物とチタンアルコキシドが完全燃焼するに必要な酸素量)、及びO2濃度=(中心管に導入した酸素量)/(中心管に導入した酸素量+中心管に導入した窒素量)を指標に調整することができる。 The amount of oxygen to be mixed is RO = (the amount of oxygen mixed with the siloxane compound and titanium alkoxide) / (the amount of oxygen stoichiometrically required for complete combustion of the siloxane compound and titanium alkoxide), and O2 concentration = ( The amount of oxygen introduced into the central tube)/(the amount of oxygen introduced into the central tube + the amount of nitrogen introduced into the central tube) can be used as an index for adjustment.
より厳密には、上記ROは、下記式(1)によって定義される。 More strictly, the above RO is defined by the following formula (1).
RO=NO0/NDO0 式(1)
NO0:中心管導入酸素量(Nm3/h)
NDO0:中心管に導入する可燃性物質が化学量論的に完全燃焼するのに必要な酸素量(Nm3/h)
RO= NO0 / NDO0 formula (1)
N O0 : Amount of oxygen introduced into central canal (Nm 3 /h)
N DO0 : Amount of oxygen (Nm 3 /h) required for stoichiometric complete combustion of combustible substances introduced into the central tube
上記NDO0は、中心管に導入する可燃性物質、具体的にはシロキサン化合物及びチタンアルコキシドの導入量を以下のように定義し、かつ、シロキサン化合物及びチタンアルコキシドの化学構造に依存して要求される酸素量を係数として用いることにより算出できる。 The above N DO0 defines the amounts of combustible substances introduced into the central tube, specifically the siloxane compound and titanium alkoxide, as follows, and is required depending on the chemical structures of the siloxane compound and titanium alkoxide. It can be calculated by using the oxygen content as a coefficient.
NS:中心管導入シロキサン量(Nm3/h)
NT:中心管導入チタンアルコキシド量(Nm3/h)
N S : Amount of siloxane introduced into the central tube (Nm 3 /h)
N T : Amount of titanium alkoxide introduced into the central tube (Nm 3 /h)
例えば、シロキサン化合物がオクタメチルシクロテトラシロキサンである場合、当該化合物はC8H24O4Si4であるから、化学量論的に完全燃焼すると8CO2+12H2O+4SiO2となり、よって必要な酸素量(O2量)は16モル倍である。またチタンアルコキシドがテトラ-i-プロポキシチタンである場合には、完全燃焼に必要な酸素量は18モル倍である。よって、これら化合物を原料とした場合のNDO0は以下のようになる。 For example, if the siloxane compound is octamethylcyclotetrasiloxane, the compound is C 8 H 24 O 4 Si 4 , so stoichiometrically complete combustion is 8CO 2 +12H 2 O + 4SiO 2 , thus the amount of oxygen required ( O2 amount) is 16 molar times. Further, when the titanium alkoxide is tetra-i-propoxytitanium, the amount of oxygen required for complete combustion is 18 moles. Therefore, when these compounds are used as raw materials, NDO0 is as follows.
NDO0=16NS+18NT NDO0 = 16N S + 18N T
なおNDO0は中心管に導入する可燃性物質全てを完全燃焼させるために必要な酸素量であるから、仮にシロキサン化合物及びチタンアルコキシド以外の可燃性ガスを導入した場合には、その寄与も考慮する必要がある。例えば、水素ガスを導入した場合には以下のようになる。 Since NDO0 is the amount of oxygen required to completely burn all combustible substances introduced into the central tube, if a combustible gas other than a siloxane compound and titanium alkoxide is introduced, its contribution should also be considered. There is a need. For example, when hydrogen gas is introduced, it is as follows.
RO=NO0/NDO=NO0/(16NS+18NT+0.5NH0)
NH0:中心管導入水素量(Nm3/h)
RO= NO0 / NDO = NO0 /( 16NS + 18NT + 0.5NHO )
N H0 : Amount of hydrogen introduced into the central tube (Nm 3 /h)
本発明のシリカ-チタニア複合酸化物を製造する際には、上記ROを0.2以上とする。ROが0.2より小さい場合は、原料の未燃焼が発生する。 When producing the silica-titania composite oxide of the present invention, the above RO is set to 0.2 or more. If RO is less than 0.2, unburned raw material occurs.
またO2濃度は80%以下とする。O2濃度が80%より大きい場合は、火炎の逆火が発生する虞があり、燃焼が不安定である。 Also, the O 2 concentration is set to 80% or less. If the O 2 concentration is greater than 80%, flame flashback may occur, resulting in unstable combustion.
中心管の外側にある第1環状管には、燃焼補助火炎形成のため水素や炭化水素などの可燃性ガスを導入する。このとき、窒素などの不活性ガス、および/または酸素などの支燃性ガスを混合してもよい。第1環状管における可燃性ガスの量は、火炎が形成できる程度であれば適宜設定して良く、中心管における組成とは異なり得られるシリカ-チタニア複合酸化物の物性に影響を与えないが、安定した火炎を形成しやすい点で、下記式で定義される補助燃料比RSFLが0.005~0.5となるようにすることが望ましい。0.5より大きい場合は格別な効果はなく、経済的に不利になる。0.005より小さい場合は燃焼が不安定となり、火炎が形成されない。 A combustible gas such as hydrogen or hydrocarbon is introduced into the first annular tube outside the central tube to form an auxiliary combustion flame. At this time, an inert gas such as nitrogen and/or a combustion supporting gas such as oxygen may be mixed. The amount of combustible gas in the first annular tube may be set as appropriate as long as it can form a flame, and unlike the composition in the central tube, it does not affect the physical properties of the resulting silica-titania composite oxide. From the viewpoint of easily forming a stable flame, it is desirable to set the auxiliary fuel ratio R SFL defined by the following formula to 0.005 to 0.5. If it is larger than 0.5, there is no particular effect and it is economically disadvantageous. If it is less than 0.005, combustion becomes unstable and no flame is formed.
RSFL=NDO1/NDO0
NDO1:第1環状管に導入する可燃性物質が化学量論的に完全燃焼するのに必要な酸素量(Nm3/h)
R SFL =N DO1 /N DO0
N DO1 : Amount of oxygen (Nm 3 /h) required for stoichiometric and complete combustion of combustible substances introduced into the first annular pipe
例えば、第1環状管に導入する可燃性ガスが水素ガスであり、その導入量を
NH1:第1環状管導入水素量(Nm3/h)
と定義した場合、NDO1は0.5NH1となる。そして、前記と同様にシロキサン化合物がオクタメチルシクロテトラシロキサン、チタンアルコキシドがテトラ-i-プロポキシチタンである場合には、
RSFL=0.5NH1/NDO0
=0.5NH1/(16NS+18NT+0.5NH0)
=NH1/(32NS+36NT+NH0)
となる。
For example, the combustible gas to be introduced into the first annular pipe is hydrogen gas, and the amount introduced is NH1 : Amount of hydrogen introduced into the first annular pipe (Nm 3 /h)
, N DO1 becomes 0.5N H1 . When the siloxane compound is octamethylcyclotetrasiloxane and the titanium alkoxide is tetra-i-propoxytitanium,
R SFL =0.5 N H1 /N DO0
=0.5N H1 /(16N S +18N T +0.5N H0 )
=N H1 /(32N S +36N T +N H0 )
becomes.
第1環状管の外側にある第2環状管には、燃焼補助火炎形成のため酸素などの支燃性ガスを導入する。このとき、窒素などの不活性ガスを混合しても良い。第2環状管における支燃性ガスの量は、火炎が形成できる程度であれば適宜設定して良く、中心管における組成とは異なり得られるシリカ-チタニア複合酸化物の物性に影響を与えないが、下記式で定義される支燃性酸素比Rcmbtsが0.1~2.0となるように供給することが望ましい。2.0より大きい場合は格別な効果はなく、経済的に不利になる。0.1より小さい場合は燃焼が不安定となり、火炎が形成されない。 A combustion-supporting gas such as oxygen is introduced into a second annular tube outside the first annular tube to form a combustion-assisting flame. At this time, an inert gas such as nitrogen may be mixed. The amount of the combustion-supporting gas in the second annular tube may be set appropriately as long as it can form a flame, and unlike the composition in the central tube, it does not affect the physical properties of the resulting silica-titania composite oxide. , the combustion-supporting oxygen ratio R cmbts defined by the following formula is preferably 0.1 to 2.0. If it is greater than 2.0, there is no particular effect and it is economically disadvantageous. If it is less than 0.1, combustion becomes unstable and no flame is formed.
Rcmbts=NO2/NDO0
NO2:第2環状管導入酸素量(Nm3/h)
=0.21×第2環状管導入空気量(Nm3/h)
R cmbts =N O2 /N DO0
NO2 : Amount of oxygen introduced into the second annular pipe ( Nm3 /h)
= 0.21 x second annular pipe introduced air amount (Nm 3 /h)
上記のようにして製造したシリカ-チタニア複合酸化物は、金属フィルター、セラミックフィルター、バグフィルター等によるフィルター分離やサイクロン等による遠心分離で燃焼ガスと分離させて、回収すればよい。 The silica-titania composite oxide produced as described above may be separated from the combustion gas by filter separation using a metal filter, ceramic filter, bag filter or the like, or centrifugal separation using a cyclone or the like, and recovered.
上述した製造方法によれば、比表面積および酸量のみならず、他の物性も通常は、前述した範囲のものとなる。 According to the manufacturing method described above, not only the specific surface area and the acid amount but also other physical properties are usually within the ranges described above.
さらに上記方法で製造したシリカ-チタニア複合酸化物は無孔性であり、その密度は理論値にほぼ一致する。即ち、シリカ(SiO2)の密度を2.2g/cm3、チタニア(TiO2)の密度を3.9g/cm3とし、Tiモル比を用いて計算した数値は、実測値と一致する。 Furthermore, the silica-titania composite oxide produced by the above method is non-porous, and its density substantially agrees with the theoretical value. That is, the numerical value calculated using the Ti molar ratio with the density of silica (SiO 2 ) being 2.2 g/cm 3 and the density of titania (TiO 2 ) being 3.9 g/cm 3 agrees with the measured value.
上記のようにして製造した本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、そのままエポキシ樹脂に混合することもできるが、表面処理剤により表面処理して使用に供することもできる。 The silica-titania composite oxide of the present invention produced as described above can be mixed with an epoxy resin as it is, but it can also be used after being surface-treated with a surface treatment agent.
即ち、本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、処理後の物性が前記した表面積及び酸量を満足する限り、シリル化剤、シリコーンオイル、シロキサン類、金属アルコキシド、脂肪酸及びその金属塩等の表面処理剤によって表面処理されていてもよい。 That is, the silica-titania composite oxide of the present invention can be used on the surfaces of silylating agents, silicone oils, siloxanes, metal alkoxides, fatty acids and metal salts thereof, etc., as long as the physical properties after treatment satisfy the surface area and acid amount described above. It may be surface-treated with a treating agent.
具体的なシリル化剤として、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、o-メチルフェニルトリメトキシシラン、p-メチルフェニルトリメトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、i-ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、i-ブチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、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-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、へキサプロピルジシラザン、ヘキサブチルジシラザン、ヘキサペンチルジシラザン、ヘキサヘキシルジシラザン、ヘキサシクロヘキシルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ジビニルテトラメチルジシラザン、ジメチルテトラビニルジシラザン等のシラザン類等が挙げられる。 Specific silylating agents include tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, o-methylphenyltrimethoxysilane, p-methylphenyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, Methoxysilane, i-butyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyl diethoxysilane, i-butyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, γ-(2 -aminoethyl)aminopropylmethyldimethoxysilane, hexamethyldisilazane, hexaethyldisilazane, hexapropyldisilazane, hexabutyldisilazane, hexapentyldisilazane, hexahexyldisilazane, hexacyclohexyldisilazane , hexaphenyldisilazane, divinyltetramethyldisilazane, dimethyltetravinyldisilazane, and the like.
また、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコキシ変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、末端反応性シリコーンオイル等が挙げられる。 Examples of silicone oils include dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methylphenyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fatty acid-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, alkoxy-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, amino Examples include modified silicone oil and terminal reactive silicone oil.
また、シロキサン類としては、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン等が挙げられる。 Examples of siloxanes include hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, hexamethyldisiloxane, octamethyltrisiloxane, and the like.
また、金属アルコキシドとしては、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリ-i-プロポキシアルミニウム、トリ-n-ブトキシアルミニウム、トリ-s-ブトキシアルミニウム、トリ-t-ブトキシアルミニウム、モノ-s-ブトキシジ-i-プロピルアルミニウム、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ-i-プロポキシチタン、テトラ-n-プロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトラ-s-ブトキシチタン、テトラ-t-ブトキシチタン、テトラエトキシジルコニウム、テトラ-i-プロポキシジルコニウム、テトラ-n-ブトキシジルコニウム、ジメトキシ錫、ジエトキシ錫、ジ-n-ブトキシ錫、テトラエトキシ錫、テトラ-i-プロポキシ錫、テトラ-n-ブトキシ錫、ジエトキシ亜鉛、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、マグネシウムイソプロポキシド等が挙げられる。 Examples of metal alkoxides include trimethoxyaluminum, triethoxyaluminum, tri-i-propoxyaluminum, tri-n-butoxyaluminum, tri-s-butoxyaluminum, tri-t-butoxyaluminum, mono-s-butoxydi-i -propylaluminum, tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetra-i-propoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetra-s-butoxytitanium, tetra-t-butoxytitanium, tetraethoxyzirconium , tetra-i-propoxyzirconium, tetra-n-butoxyzirconium, dimethoxytin, diethoxytin, di-n-butoxytin, tetraethoxytin, tetra-i-propoxytin, tetra-n-butoxytin, diethoxyzinc, magnesium methoxide, magnesium ethoxide, magnesium isopropoxide and the like.
また、更に脂肪酸及びその金属塩を具体的に例示すれば、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸などの長鎖脂肪酸が挙げられ、その金属塩としては亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、リチウム等の金属との塩が挙げられる。 Furthermore, further specific examples of fatty acids and metal salts thereof include undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, dodecylic acid, myristic acid, palmitic acid, pentadecylic acid, stearic acid, heptadecylic acid, arachidic acid, montanic acid, and olein. acid, linoleic acid, arachidonic acid, and the like, and metal salts thereof include salts with metals, such as zinc, iron, magnesium, aluminum, calcium, sodium, and lithium.
上記表面処理剤を使用した表面処理の方法は公知の方法が何ら制限無く使用できる。例えば、シリカ-チタニア複合酸化物を攪拌下に表面処理剤を噴霧するか、気化させて蒸気として接触させる方法が一般的である。 As for the method of surface treatment using the surface treatment agent, known methods can be used without any limitation. For example, a common method is to spray the surface treatment agent while stirring the silica-titania composite oxide, or vaporize it and contact it as a vapor.
公知の一般的な表面処理方法によれば、処理後の比表面積は同等か若干低下する程度であり、また処理剤の使用量を適切に制御することで酸点を残したまま表面処理することができる。 According to known general surface treatment methods, the specific surface area after treatment is the same or slightly lower, and by appropriately controlling the amount of the treatment agent used, the surface can be treated while leaving acid sites. can be done.
なお、本発明のシリカ-チタニア複合酸化物におけるエポキシ樹脂の硬化剤としての作用を利用しない場合には、表面処理後の酸量が前記値を下回っても構わない。 In the case where the action of the epoxy resin in the silica-titania composite oxide of the present invention as a curing agent is not utilized, the amount of acid after surface treatment may be less than the above value.
(用途))
本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を有する。そのためエポキシ樹脂組成物におけるフィラー兼硬化剤として好適に使用できる。
(Usage))
The silica-titania composite oxide of the present invention acts as a curing agent for epoxy resins. Therefore, it can be suitably used as a filler and curing agent in an epoxy resin composition.
当該エポキシ樹脂の種類は特に限定されるものではないが、1分子中にエポキシ基を2個以上有するオリゴマー、ポリマーであるエポキシ樹脂が好適である。例えば、ビスフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂等があげられる。これらのうち一つを単独で、あるいは複数を混合して用いればよい。 The type of the epoxy resin is not particularly limited, but an oligomer or polymer epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule is suitable. For example, bisphenyl-type epoxy resin, stilbene-type epoxy resin, bisphenol A-type epoxy resin, bisphenol F-type epoxy resin, triphenolmethane-type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane-type epoxy resin, dicyclopentadiene-modified phenol-type epoxy resin, Naphthol-type epoxy resins, triazine nucleus-containing epoxy resins, and the like can be mentioned. One of these may be used alone, or a plurality of them may be used in combination.
また、エポキシ樹脂組成物とする場合には、その硬化物の性能向上のため、公知の硬化剤、硬化促進剤、添加剤などの各成分を加えてもよい。 In the case of forming an epoxy resin composition, each component such as a known curing agent, curing accelerator, and additive may be added to improve the performance of the cured product.
このようなエポキシ樹脂組成物は、公知のエポキシ樹脂組成物と同様の用途に使用することができ、例えば半導体封止材として使用できる。 Such an epoxy resin composition can be used in the same applications as known epoxy resin compositions, such as a semiconductor sealing material.
またエポキシ樹脂組成物とする場合、本発明のシリカ-チタニア複合酸化物の配合量は、その用途に応じて公知の範囲から適宜選択して決定できるが、一般的には全組成部中30~85質量%、多くは40~75質量%である。 In the case of an epoxy resin composition, the amount of the silica-titania composite oxide of the present invention can be appropriately selected and determined from a known range according to its application, but generally it is 30 to 30% of the total composition. 85 mass %, mostly 40-75 mass %.
さらに本発明のシリカ-チタニア複合酸化物は、そのエポキシ樹脂の硬化剤としての作用を利用せず、単に他の樹脂組成物のフィラーとして使用することもできる。この場合には、公知のシリカ-チタニア複合酸化物と同様に使用すればよい。具体的には、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレフィン系樹脂のフィラー等として使用することができる。 Furthermore, the silica-titania composite oxide of the present invention can also be used simply as a filler for other resin compositions without utilizing its action as a curing agent for epoxy resins. In this case, it may be used in the same manner as known silica-titania composite oxides. Specifically, it can be used as a filler for (meth)acrylic resins, polyester resins, silicone resins, polycarbonate resins, and olefinic resins.
以下、本実施形態における実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。 Examples of the present embodiment will be described below in detail, but the present invention is not limited to these examples.
なお、以下の実施例および比較例における各種の物性測定等は以下の方法による。 Various physical property measurements and the like in the following examples and comparative examples are based on the following methods.
(1)BET比表面積
BET比表面積測定装置(柴田科学社製SA-1000)を用い、窒素吸着BET1点法により比表面積(m2/g)を測定した。
(1) BET specific surface area A BET specific surface area measuring device (SA-1000 manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd.) was used to measure the specific surface area (m 2 /g) by the nitrogen adsorption BET one-point method.
(2)XRF
粒子中のシリカ含有量とチタニア含有量を蛍光X線分析装置(リガク社製ZSX PrimusIV)を用いて測定した。得られたSi量とTi量との合計を100mol%として含有量を算出した。
(2) XRF
The silica content and titania content in the particles were measured using a fluorescent X-ray spectrometer (ZSX Primus IV manufactured by Rigaku Corporation). The content was calculated assuming that the total of the obtained Si content and Ti content was 100 mol %.
(3)酸量
粒子の酸量は、Lewis酸、Bronsted酸の合計酸量とし、メチルレッドおよびブロモフェノールブルー、チモールブルーを指示薬としたアミン滴定法にて以下のように測定した。
(3) Acid content The acid content of the particles was determined as the total acid content of Lewis acid and Bronsted acid, and was measured as follows by an amine titration method using methyl red, bromophenol blue, and thymol blue as indicators.
粒子0.5gとベンゼン(富士フィルム和光純薬社製 試薬特級)20mLをガラス製のサンプル管瓶(アズワン社製、内容量30ml、外径約28mm)に秤量した。このサンプル管瓶を、超音波細胞破砕器(BRANSON社製Sonifier SFX250、プローブ:1/4インチ)のプローブチップ下面が液面下15mmになるように設置し、出力20Wで3分間分散して分散液を調製した。 0.5 g of particles and 20 mL of benzene (reagent special grade, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were weighed into a glass sample vial (manufactured by AS ONE Corporation, content: 30 ml, outer diameter: about 28 mm). This sample vial was placed in an ultrasonic cell disrupter (BRANSON Sonifier SFX250, probe: 1/4 inch) so that the lower surface of the probe tip was 15 mm below the liquid surface, and dispersed for 3 minutes at an output of 20 W. A liquid was prepared.
この分散液にメチルレッド(富士フィルム和光純薬社製)をベンゼンで0.1重量%に希釈した溶液を0.1mL加えて手振りで混合し、1時間静置後、ブチルアミン(富士フィルム和光純薬社製 和光特級)をベンゼンで0.05mol/Lに希釈した溶液で滴定した。滴定の終点は、分散液の色が赤色から黄色になる点とした。ブチルアミンの滴定量からpKa4.8における酸量(mmol/g)を求め、対象の比表面積から算出される単位表面積当たりの酸量(μmol/m2)をpKa4.8以下の酸量とした。 To this dispersion, 0.1 mL of a solution obtained by diluting methyl red (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to 0.1% by weight with benzene was added and mixed by hand shaking, and after standing for 1 hour, butylamine (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Wako special grade manufactured by Yakusha) was titrated with a solution diluted with benzene to 0.05 mol/L. The endpoint of the titration was the point at which the color of the dispersion changed from red to yellow. The amount of acid at pKa 4.8 (mmol/g) was obtained from the titration amount of butylamine, and the amount of acid per unit surface area (μmol/m 2 ) calculated from the specific surface area of the target was defined as the amount of acid at pKa 4.8 or less.
同様の方法で指示薬をブロモフェノールブルー(富士フィルム和光純薬社製)、チモールブルー(富士フィルム和光純薬社製)に変えて滴定した。滴定の終点は、それぞれ分散液の色がブロモフェノールブルーは黄色から青色になる点とし、チモールブルーは赤色から黄色になる点とした。指示薬として、ブロモフェノールブルーを用いたものをpKa4.1以下の酸量(μmol/m2)とし、チモールブルーを用いたものをpKa1.7以下の酸量(μmol/m2)とした。 Bromophenol blue (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and thymol blue (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used as the indicators for titration in the same manner. The endpoint of the titration was the point at which the color of the dispersion changed from yellow to blue for bromophenol blue, and the point at which the color of the dispersion changed from red to yellow for thymol blue. As an indicator, bromophenol blue was used as an acid amount (μmol/m 2 ) with a pKa of 4.1 or less, and thymol blue was used as an acid amount (μmol/m 2 ) with a pKa of 1.7 or less.
(4)炭素量
燃焼法元素分析装置(住化分析センター社製スミグラフNC-22F)を用いて炭素量を測定した。なお測定サンプル量は50~100mgとした。
(4) Carbon content Carbon content was measured using a combustion method elemental analyzer (Sumigraph NC-22F manufactured by Sumika Chemical Analysis Service, Ltd.). The amount of sample to be measured was 50 to 100 mg.
(5)光触媒活性
アセトアルデヒド空気浄化性能試験(JIS R 1701-2)の緩和条件を用いて光触媒活性によるアセトアルデヒド除去率を評価した。試験片は粉末サンプル200mgをスリガラス(49×99mm)に秤量し、それを蒸留水で塗り広げた後に自然乾燥したものを1枚の試験片とした。緩和条件のため試験には試験片を2枚用いた。
(5) Photocatalytic activity The acetaldehyde removal rate by photocatalytic activity was evaluated using relaxed conditions of the acetaldehyde air purification performance test (JIS R 1701-2). A test piece was prepared by weighing 200 mg of a powder sample on a frosted glass (49×99 mm), spreading it with distilled water, and drying it naturally. Two specimens were used for the test due to the relaxed conditions.
(6)XRD測定
結晶構造はX線回折装置(リガク社製smartLab)を用いて測定した。測定条件はCuKα線を用い、スキャン範囲2θ=10~90°、スキャンスピ-ド1°/min、ステップ幅0.02°とした。
(6) XRD Measurement The crystal structure was measured using an X-ray diffractometer (smartLab manufactured by Rigaku Corporation). The measurement conditions were CuKα rays, scanning range 2θ=10 to 90°, scanning speed 1°/min, and step width 0.02°.
(7)粒度分布
(測定サンプルの調製)
測定サンプルである粒子濃度0.25質量%水懸濁液を、以下のように調製した。粒子0.05gと蒸留水20mlをガラス製のサンプル管瓶(アズワン社製、内容量30ml、外径約28mm)に入れ、超音波細胞破砕器(BRANSON社製Sonifier II Model 250D、プローブ:1/4インチ)のプローブチップ下面が水面下15mmになるように試料入りサンプル管瓶を設置し、出力20W、分散時間3分の条件で粒子を蒸留水に分散し、測定サンプルである粒子濃度0.25質量%水懸濁液を調製した。
(7) Particle size distribution (Preparation of measurement sample)
An aqueous suspension with a particle concentration of 0.25% by mass, which is a measurement sample, was prepared as follows. 0.05 g of particles and 20 ml of distilled water were placed in a glass sample tube bottle (manufactured by AS ONE Corporation,
(粒度分布測定)
CPSInstruments Inc.製のディスク遠心式粒度分布測定装置(DC24000)を用いて、重量基準粒度分布を測定した。なお測定条件は、回転数18000rmp、温度32℃、シリカとシリカーチタニアの真密度を2.2g/cm3、チタニアの真密度を3.9g/cm3とした。なお各実施例で製造したシリカーチタニアにおけるチタニアの比率は比較的少ないため、真密度を2.2g/cm3としても結果は誤差範囲に収まる。
(Particle size distribution measurement)
CPS Instruments Inc. The weight-based particle size distribution was measured using a disc centrifugal particle size distribution analyzer (DC24000) manufactured by The measurement conditions were rotation speed of 18000 rpm, temperature of 32° C., true density of silica and silica-titania of 2.2 g/cm 3 , and true density of titania of 3.9 g/cm 3 . Since the ratio of titania in the silica-titania produced in each example is relatively small, even if the true density is 2.2 g/cm 3 , the results are within the error range.
得られた重量基準粒度分布からD10とD25とD50とD75とD90を算出した。それぞれ、累積10重量%径、累積25重量%径、メジアン径(累積50重量%)、累積75重量%径及び累積90重量%径である。 D10 , D25, D50, D75 and D90 were calculated from the obtained weight-based particle size distribution. 10 weight percent cumulative diameter, 25 weight percent cumulative diameter, median diameter (50 weight percent cumulative), 75 weight percent cumulative diameter, and 90 weight percent cumulative diameter, respectively.
(8)エポキシ樹脂硬化特性
(エポキシ樹脂組成物の調製)
ビスフェノールA+F型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製、ZX-1059)100重量部に対して粒子100重量部の割合で混合し手練りした。その後、自転公転式ミキサー(シンキー社製、あわとり練太郎AR-500)を用いて、回転数1000rpmで8分間撹拌、その後、回転数2000rpmで2分間脱泡することで混錬し、エポキシ樹脂組成物を得た。
(8) Epoxy resin curing properties (Preparation of epoxy resin composition)
100 parts by weight of particles were mixed with 100 parts by weight of bisphenol A+F type epoxy resin (ZX-1059, manufactured by Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd.) and kneaded by hand. After that, using a rotation-revolution mixer (Awatori Mixer AR-500, manufactured by Thinky), the mixture was stirred at a rotation speed of 1000 rpm for 8 minutes, and then degassed at a rotation speed of 2000 rpm for 2 minutes to knead the epoxy resin. A composition was obtained.
(樹脂硬化特性評価)
エポキシ樹脂組成物を120℃と150℃の恒温槽で加熱し、加熱し始めてからゲル化するまでの時間を測定した。なお、樹脂硬化特性において加熱後30分ですでにゲル化していたものについては<0.5、24時間でゲル化しなかったものについては>24と表記する。
(Evaluation of resin curing characteristics)
The epoxy resin composition was heated in a constant temperature bath at 120° C. and 150° C., and the time from the start of heating to gelation was measured. In addition, regarding the resin curing properties, <0.5 indicates that the resin has already gelled 30 minutes after heating, and >24 indicates that it does not gel after 24 hours.
実施例1
シロキサン化合物としてオクタメチルシクロテトラシロキサンを、チタンアルコキシドとしてテトラ-i-プロポキシチタンを原料として用い、以下の条件設定のもと3重管バーナで燃焼させ、シリカ-チタニア複合酸化物を製造した。
Example 1
Using octamethylcyclotetrasiloxane as a siloxane compound and tetra-i-propoxytitanium as a titanium alkoxide as raw materials, they were burned with a triple tube burner under the following conditions to produce a silica-titania composite oxide.
オクタメチルシクロテトラシロキサンとテトラ-i-プロポキシチタンは、Tiモル比が5.0となるように混合し、加熱気化させて酸素および窒素と混合し、473Kで中心管に導入した。当該中心管におけるROは0.7、O2濃度は30vol%となるように各ガスの比率は調整した。 Octamethylcyclotetrasiloxane and tetra-i-propoxytitanium were mixed so that the Ti molar ratio was 5.0, heat-vaporized, mixed with oxygen and nitrogen, and introduced into the central tube at 473K. The ratio of each gas was adjusted so that the central tube had an RO of 0.7 and an O 2 concentration of 30 vol %.
第1環状管にはRSFLが0.26でかつ体積比1.4:1となるよう水素と窒素を423Kで導入した。第2環状管にはRcmbtsが0.52となる量の空気を423Kで導入した。これらの条件は表1に示す。なお、表中のRDTは下記で定義され、中心管にシロキサン化合物及びチタンアルコキシド以外の可燃性物質が導入されない場合には1であり、他の可燃性物質が含まれた場合には、その割合に応じて1未満の値をとる。 Hydrogen and nitrogen were introduced into the first annular tube at 423K such that the R SFL was 0.26 and the volume ratio was 1.4:1. Air was introduced into the second annular tube at 423K in an amount to give an R cmbts of 0.52. These conditions are shown in Table 1. The RDT in the table is defined below, and is 1 when no combustible substances other than siloxane compounds and titanium alkoxide are introduced into the central tube, and when other combustible substances are included, the ratio takes a value less than 1 depending on
RDT=NDOM/NDO0
NDOM:中心管に導入するシロキサン化合物及びチタンアルコキシドが化学量論的に完全燃焼するのに必要な酸素量(Nm3/h)
上記条件にて得られた粒子の物性、及び樹脂硬化特性を表1に示す。
RDT= NDOM / NDO0
N DOM : Amount of oxygen (Nm 3 /h) required for stoichiometric complete combustion of the siloxane compound and titanium alkoxide introduced into the central tube
Table 1 shows the physical properties of the particles obtained under the above conditions and the resin curing properties.
実施例2~3及び比較例1
製造条件を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして粒子の製造を行った。各評価結果を表1に示す。
Examples 2-3 and Comparative Example 1
Particles were produced in the same manner as in Example 1, except that the production conditions were changed as shown in Table 1. Each evaluation result is shown in Table 1.
実施例4
実施例2と同様の方法で得られたシリカ-チタニア複合酸化物を表面処理反応装置に100重量部投入後、窒素置換しながら、250℃に昇温した。その後、反応装置を密閉し、水蒸気を0.4重量部導入した。そして、ヘキサメチルジシラザンを4重量部添加した。1時間保持し、窒素置換を行った後、室温まで冷却し、表面にトリメチルシリル基を導入した疎水化シリカ-チタニア複合酸化物を得た。各評価結果を表1に示す。
Example 4
After 100 parts by weight of the silica-titania composite oxide obtained in the same manner as in Example 2 was put into the surface treatment reactor, the temperature was raised to 250° C. while replacing with nitrogen. After that, the reactor was closed and 0.4 parts by weight of steam was introduced. Then, 4 parts by weight of hexamethyldisilazane was added. After maintaining for 1 hour and performing nitrogen substitution, the mixture was cooled to room temperature to obtain a hydrophobized silica-titania composite oxide having trimethylsilyl groups introduced on the surface. Each evaluation result is shown in Table 1.
比較例2
酸化チタン(IV),アナターゼ型(富士フイルム和光純薬社製、和光一級)を使用した。樹脂硬化特性を表1に示す。
Comparative example 2
Titanium (IV) oxide, anatase type (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako first class) was used. Resin curing properties are shown in Table 1.
さらに、ディスク遠心式粒度分布測定装置で測定された重量基準粒度分布について、図1に実施例1の、図2に実施例2の、図3に実施例3の、図4に比較例1の、図5に比較例2の粒度分布を示す。 Furthermore, regarding the weight-based particle size distribution measured by the disc centrifugal particle size distribution measuring device, FIG. 1 shows Example 1, FIG. 2 shows Example 2, FIG. 3 shows Example 3, and FIG. , and the particle size distribution of Comparative Example 2 is shown in FIG.
これら実施例より、シリカ-チタニア複合酸化物粒子がエポキシ樹脂の硬化剤として用いることのできるフィラーであるということが分かる。また表面処理が行なわれたものであっても、比表面積と酸量の両物性を満たせば硬化剤としての効果があることが分かる。 From these examples, it can be seen that the silica-titania composite oxide particles are fillers that can be used as curing agents for epoxy resins. Moreover, even if the surface treatment is performed, it can be seen that there is an effect as a curing agent as long as it satisfies both physical properties of specific surface area and acid content.
Claims (4)
(1)BET比表面積が25~60m2/g
(2)pKa4.1以下の酸量が0.1μmol/m2以上 A silica-titania composite oxide characterized by having the following physical properties.
(1) BET specific surface area of 25 to 60 m 2 /g
(2) The amount of acid with a pKa of 4.1 or less is 0.1 μmol/m 2 or more
0.3 ≦ (D90-D50)/D50 ≦0.5 A silica-titania composite oxide having the following relationship between the cumulative 50% weight diameter (D 50 ) and the cumulative 90% weight diameter (D 90 ) calculated from the weight-based particle size distribution obtained by centrifugal sedimentation.
0.3 ≤ (D 90 −D 50 )/D 50 ≤ 0.5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021048053A JP2022146989A (en) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | silica-titania composite oxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021048053A JP2022146989A (en) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | silica-titania composite oxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022146989A true JP2022146989A (en) | 2022-10-06 |
Family
ID=83462825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021048053A Pending JP2022146989A (en) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | silica-titania composite oxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022146989A (en) |
-
2021
- 2021-03-23 JP JP2021048053A patent/JP2022146989A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7780937B2 (en) | Granules based on pyrogenically prepared silicon dioxide, method for their preparation and use thereof | |
KR100649048B1 (en) | Pyrogenically Produced Silicon Dioxide Powder and Silicone Sealing Compound Containing this Powder | |
US7351388B2 (en) | Pyrogenically produced silicon dioxide powder | |
US20060155052A1 (en) | Pyrogenically produced silicondioxide powder | |
KR100714942B1 (en) | Silica fine particles | |
KR101470764B1 (en) | Silicon dioxide powder having special surface properties and toner composition containing said powder | |
EP1572587A1 (en) | Pyrogenic silicon dioxide and a dispersion thereof | |
RU2395449C2 (en) | Mixed oxide powder containing alkali metal oxide, and silicon rubber containing said powder | |
JP6516623B2 (en) | Silica-titania composite oxide particles and method for producing the same | |
US7541014B2 (en) | Pyrogenically produced silica | |
JP2022146989A (en) | silica-titania composite oxide | |
JP6901853B2 (en) | Hydrophilic dry silica powder | |
EP0987219B1 (en) | Ultrafine particle silicon dioxide and process for producing the same | |
JP4377215B2 (en) | Silica fine particles | |
JP6091301B2 (en) | Dry silica fine particles | |
JP6084510B2 (en) | Dry silica fine particles | |
JP7084847B2 (en) | Silica-titania composite oxide particles | |
JP6022302B2 (en) | Dry silica fine particles | |
TW202035286A (en) | Silica powder, resin composition, and dispersion | |
JP6456786B2 (en) | Spherical titanium oxide powder and method for producing the same | |
JP2016204236A (en) | Amorphous spherical silica powder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240219 |