JP7007982B2 - Colloidal silica - Google Patents

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Description

本発明はナノサイズのシリカ粒子の分散液(コロイダルシリカ)に関するものである。 The present invention relates to a dispersion liquid (colloidal silica) of nano-sized silica particles.

シリカ粒子と分散媒とから構成されるコロイダルシリカは、樹脂や樹脂原料等と混合することで、樹脂の成形性や透明性等を損なうことなく強度や硬度、耐熱性、絶縁性等の特性を向上できるため、接着材料、歯科用材料、光学部材、コーティング材料(ハードコート用、アンチグレア用)、ナノコンポジット材料等の用途に有用である。また、微小な粒径を有するシリカ粒子は、その硬度から研磨剤としても使用されている。特に近年、ナノサイズのコロイダルシリカが注目されている。 Colloidal silica, which is composed of silica particles and a dispersion medium, can be mixed with a resin, resin raw material, etc. to obtain properties such as strength, hardness, heat resistance, and insulation without impairing the moldability and transparency of the resin. Since it can be improved, it is useful for applications such as adhesive materials, dental materials, optical members, coating materials (for hard coats and antiglares), and nanocomposite materials. Further, silica particles having a fine particle size are also used as an abrasive because of their hardness. Particularly in recent years, nano-sized colloidal silica has attracted attention.

例えば特許文献1には、アルカリ金属珪酸塩の水溶液を、水素型強酸性陽イオン交換樹脂と接触処理することにより、平均粒子径10~30ミリミクロンの水性シリカゾルが得られることが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes that an aqueous silica sol having an average particle diameter of 10 to 30 millimicrons can be obtained by contacting an aqueous solution of an alkali metal silicate with a hydrogen-type strong acid cation exchange resin. ..

特許文献2には、水又はpH12以下のアルカリ水からなる母液(例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを添加したアルカリ水)に、温度20℃以下でケイ酸アルキルを加水分解して得られる加水分解液を添加することで、一次粒子径24.2nm、二次粒子径30.0nmのシリカ粒子が得られることが記載されている。 Patent Document 2 describes a hydrolyzed solution obtained by hydrolyzing alkyl silicate at a temperature of 20 ° C. or lower in a mother liquor composed of water or alkaline water having a pH of 12 or less (for example, alkaline water to which tetramethylammonium hydroxide is added). It is described that silica particles having a primary particle diameter of 24.2 nm and a secondary particle diameter of 30.0 nm can be obtained by adding the above.

特許第3225553号公報Japanese Patent No. 3225553 特開2013-82584号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-82584

しかし、特許文献1の水熱合成法による場合、強アルカリ条件に帰因して、金属不純物を完全に排除することができず、また粒子径のバラツキが大きいため、該シリカ粒子を各種用途に使用する場合に不具合が生じていた。また特許文献2ではゾルゲル法によってシリカ粒子を製造しているが、特許文献2で得られるシリカ粒子は、本発明者らの検討によれば、真密度が約1.8程度と小さく、孔が多いために強度に問題があった。 However, in the case of the hydrothermal synthesis method of Patent Document 1, metal impurities cannot be completely eliminated due to strong alkaline conditions, and the particle size varies widely, so that the silica particles can be used for various purposes. There was a problem when using it. Further, in Patent Document 2, silica particles are produced by the sol-gel method, but according to the study by the present inventors, the silica particles obtained in Patent Document 2 have a small true density of about 1.8 and have pores. There was a problem with strength because there were many.

従って本発明の目的は、ナノサイズのシリカ粒子であっても、純度、及び強度などの面で問題なく使用できるコロイダルシリカを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide colloidal silica that can be used without problems in terms of purity, strength, etc., even if it is nano-sized silica particles.

前記課題を解決した本発明は以下の通りである。 The present invention that solves the above problems is as follows.

[1]透過型電子顕微鏡写真に基づいて求めた算術平均粒子径が100nm以下であるシリカ粒子と分散媒とを含み、前記シリカ粒子の真密度が1.90g/cm3以上であり、pHが9.0以上であり、Al濃度が500ppm(質量基準)以下であるコロイダルシリカ。
[2]アミンを含有する[1]に記載のコロイダルシリカ。
[3]前記アミンのH+付加物のpKaが7.5以下である[2]に記載のコロイダルシリカ。
[4]前記アミンが、水酸基及びエーテル結合を含有しない化合物である[3]に記載のコロイダルシリカ。
[5]前記分散媒が、水、又は水とアルコール系溶媒の混合溶媒である[1]~[4]のいずれかに記載のコロイダルシリカ。
[6]前記シリカ粒子が表面処理されている[1]~[5]のいずれかに記載のコロイダルシリカ。
[7]透過型電子顕微鏡写真に基づいて求めた前記シリカ粒子の粒子径の変動係数が、20%以下である[1]~[6]のいずれかに記載のコロイダルシリカ。
[8]Na濃度が200ppm(質量基準)以下であり、Fe濃度が50ppm(質量基準)以下である[1]~[7]のいずれかに記載のコロイダルシリカ。
[9]Na濃度が5ppm(質量基準)以下であり、K濃度が5ppm(質量基準)以下である[1]~[8]のいずれかに記載のコロイダルシリカ。
[10][1]~[9]のいずれかに記載のコロイダルシリカを限外濾過膜で濾過し、続いて陽イオン交換樹脂で処理した後、前記コロイダルシリカの溶媒とは異なる有機溶媒に置換することを特徴とするシリカ粒子有機溶媒分散体の製造方法。
[11]前記有機溶媒は、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エステル系溶媒から選ばれる少なくとも一種である[10]に記載の製造方法。
[1] Silica particles having an arithmetic average particle diameter of 100 nm or less and a dispersion medium obtained based on a transmission electron micrograph are included, and the true density of the silica particles is 1.90 g / cm 3 or more and the pH is. Colloidal silica having an Al concentration of 500 ppm (mass basis) or less and 9.0 or more.
[2] The colloidal silica according to [1], which contains an amine.
[3] The colloidal silica according to [2], wherein the pKa of the H + adduct of the amine is 7.5 or less.
[4] The colloidal silica according to [3], wherein the amine is a compound that does not contain a hydroxyl group and an ether bond.
[5] The colloidal silica according to any one of [1] to [4], wherein the dispersion medium is water or a mixed solvent of water and an alcohol-based solvent.
[6] The colloidal silica according to any one of [1] to [5] on which the silica particles are surface-treated.
[7] The colloidal silica according to any one of [1] to [6], wherein the coefficient of variation of the particle size of the silica particles obtained based on a transmission electron micrograph is 20% or less.
[8] The colloidal silica according to any one of [1] to [7], wherein the Na concentration is 200 ppm (mass standard) or less and the Fe concentration is 50 ppm (mass standard) or less.
[9] The colloidal silica according to any one of [1] to [8], wherein the Na concentration is 5 ppm (mass standard) or less and the K concentration is 5 ppm (mass standard) or less.
[10] The colloidal silica according to any one of [1] to [9] is filtered through an ultrafiltration membrane, subsequently treated with a cation exchange resin, and then replaced with an organic solvent different from the solvent of the colloidal silica. A method for producing an organic solvent dispersion of silica particles.
[11] The production method according to [10], wherein the organic solvent is at least one selected from an ether solvent, a ketone solvent, a hydrocarbon solvent, a halogenated hydrocarbon solvent, and an ester solvent.

本発明によれば、ナノオーダーのシリカ微粒子を含むコロイダルシリカにおいて、シリカ微粒子の真密度を高くし、Al濃度を低減しているため、純度、強度などの面で優れた性能を示すことができる。 According to the present invention, in colloidal silica containing nano-order silica fine particles, since the true density of the silica fine particles is increased and the Al concentration is reduced, excellent performance in terms of purity, strength, etc. can be exhibited. ..

本発明は、ナノサイズのコロイダルシリカに関する。該コロイダルシリカに含まれるシリカ粒子の大きさは、透過型電子顕微鏡写真に基づいて求まる算術平均粒子径(以下、「TEM径」と称し、記号dTEMで表す場合がある。)によって定められ、該TEM径(dTEM)は、具体的には100nm以下である。TEM径(dTEM)は、好ましくは70nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは30nm以下であり、例えば3nm以上、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上であってもよい。 The present invention relates to nano-sized colloidal silica. The size of the silica particles contained in the colloidal silica is determined by the arithmetic average particle diameter (hereinafter, referred to as "TEM diameter" and may be represented by the symbol d TEM ) obtained based on a transmission electron micrograph. Specifically, the TEM diameter (d TEM ) is 100 nm or less. The TEM diameter (d TEM ) is preferably 70 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 30 nm or less, and may be, for example, 3 nm or more, preferably 5 nm or more, and more preferably 10 nm or more.

前記TEM径(dTEM)は、シリカ粒子を拡大倍率20万倍の透過型電子顕微鏡で観察し、得られた透過型電子顕微鏡画像に含まれるシリカ粒子のうち、50~100個のシリカ粒子についてそれぞれの長径を測定し、その個数基準の平均値(算術平均値)として算出することができる。 The TEM diameter (d TEM ) is determined by observing silica particles with a transmission electron microscope having a magnification of 200,000 times, and among the silica particles contained in the obtained transmission electron microscope image, about 50 to 100 silica particles. Each major axis can be measured and calculated as an average value (arithmetic average value) based on the number of each.

なお前記シリカ粒子は、粒度分布がシャープであることが好ましい。TEM径(dTEM)の変動係数は、透過型電子顕微鏡写真に基づいて求めた前記シリカ粒子の粒子径の変動係数(標準偏差を算術平均値で割った値×100)が、例えば、20%以下、好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下であり、例えば2%以上、さらには4%以上であることも許容される。 The silica particles preferably have a sharp particle size distribution. The coefficient of variation of the TEM diameter (d TEM ) is, for example, 20% of the coefficient of variation of the particle diameter of the silica particles (value obtained by dividing the standard deviation by the arithmetic mean value × 100) obtained based on a transmission electron micrograph. Hereinafter, it is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and for example, 2% or more, further 4% or more is also allowed.

またシリカ粒子は、分散液中で凝集していないことが好ましく、具体的には、コロイダルシリカを必要に応じて濃度調整したものを測定試料とした時の動的光散乱法により測定される平均二次粒子径(以下、「DLS径」という場合があり、記号dDLSで表す場合がある。)が、例えば、80nm以下、好ましくは60nm以下、より好ましくは40nm以下、特に好ましくは20nm以下であり、例えば、1nm以上、好ましくは2nm以上である。 Further, it is preferable that the silica particles are not aggregated in the dispersion liquid, and specifically, the average measured by a dynamic light scattering method when a colloidal silica whose concentration is adjusted as necessary is used as a measurement sample. The secondary particle size (hereinafter, may be referred to as “DLS diameter” and may be represented by the symbol d DLS ) is, for example, 80 nm or less, preferably 60 nm or less, more preferably 40 nm or less, and particularly preferably 20 nm or less. Yes, for example, 1 nm or more, preferably 2 nm or more.

動的光散乱法では、測定試料中のシリカ粒子の移動速度に基づいて粒子径を計測しており、前記測定試料中でのシリカ粒子の移動速度は、シリカ粒子が占める体積と相関するため、シリカ粒子の凝集に応じた粒子径(二次粒子)を測定できる。具体的には、測定試料にレーザー光(好ましくは波長650nm)を照射し、その散乱光強度の時間的な揺らぎ変動から光子相関法により自己相関関数を求め、キュムラント法により平均粒子径(流体力学径)が算出される。また本発明では、コロイダルシリカを測定試料としつつ、その濃度を一定(9質量%)に揃えた状態で粒子径を測定する。コロイダルシリカ濃度が9質量%よりも濃い場合は、該コロイダルシリカと同じ分散媒を用いて希釈することで濃度を9質量%として測定試料とし、コロイダルシリカ濃度が9質量%よりも薄い場合は限外濾過によって濃度を9質量%に濃縮して測定試料とする。 In the dynamic light scattering method, the particle size is measured based on the moving speed of the silica particles in the measurement sample, and the moving speed of the silica particles in the measurement sample correlates with the volume occupied by the silica particles. The particle size (secondary particles) according to the aggregation of silica particles can be measured. Specifically, the measurement sample is irradiated with laser light (preferably wavelength 650 nm), the autocorrelation function is obtained by the photon correlation method from the temporal fluctuation fluctuation of the scattered light intensity, and the average particle size (fluid dynamics) is obtained by the cumulant method. Diameter) is calculated. Further, in the present invention, the particle size is measured in a state where the concentration of colloidal silica is kept constant (9% by mass) while using colloidal silica as a measurement sample. If the colloidal silica concentration is higher than 9% by mass, dilute it with the same dispersion medium as the colloidal silica to make the concentration 9% by mass, and use it as a measurement sample. The concentration is concentrated to 9% by mass by external filtration to obtain a measurement sample.

前記シリカ粒子は、真密度が1.90g/cm3以上である点にも特徴がある。真密度が高いため、所定以上の強度を保つことができる。真密度は、好ましくは1.95g/cm3以上、より好ましくは2.00g/cm3以上である。なお真密度の上限は、例えば、2.5g/cm3以下、好ましくは2.3g/cm3以下程度である。 The silica particles are also characterized in that the true density is 1.90 g / cm 3 or more. Since the true density is high, the strength above a predetermined level can be maintained. The true density is preferably 1.95 g / cm 3 or more, and more preferably 2.00 g / cm 3 or more. The upper limit of the true density is, for example, 2.5 g / cm 3 or less, preferably 2.3 g / cm 3 or less.

また前記シリカ粒子は、必要に応じて、表面処理されていてもよい。表面処理には、通常、表面処理剤が使用され、該表面処理剤としては、シランカップリング剤、ジシラザン化合物などの有機ケイ素化合物;有機酸;及びチタンカップリング剤の少なくとも1種を含むことが好ましく、少なくとも有機ケイ素化合物を含むことが好ましい。 Further, the silica particles may be surface-treated, if necessary. A surface treatment agent is usually used for the surface treatment, and the surface treatment agent may contain at least one of an organosilicon compound such as a silane coupling agent and a disilazan compound; an organic acid; and a titanium coupling agent. It is preferable to contain at least an organosilicon compound.

前記シランカップリング剤とは、中心ケイ素原子に加水分解性基(加水分解によりシラノール基を形成しうる基)及び官能基が結合した化合物を意味し、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシ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化合物;メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、メチルビニルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン等のクロロシラン化合物;テトラアセトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン、トリメチルアセトキシシラン等のアシロキシシラン化合物;ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物;ジメチルシランジオール、ジフェニルシランジオール、トリメチルシラノール等のシラノール化合物;等が挙げられる。 The silane coupling agent means a compound in which a hydrolyzable group (a group capable of forming a silanol group by hydrolysis) and a functional group are bonded to a central silicon atom, and for example, methyltrimethoxysilane and methyltriethoxysilane. , Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltri Methoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3- (2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethylamino) propyltriethoxysilane , 3-Aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3 -Isocyanapropyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyl Triethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, Alkoxysilane compounds such as 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropylmethyldimethoxysilane; methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, vinyltrichlorosilane, methylvinyldichlorosilane, phenyltrichlorosilane, diphenyldichlorosilane. , Methyldiphenylchlorosilane, etc. Chlorosilane compounds; acyloxysilane compounds such as tetraacetoxysilane, methyltriacetoxysilane, phenyltriacetoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, diphenyldiacetoxysilane, trimethylacetoxysilane; silazane compounds such as hexamethyldisilazane; dimethylsilanediol , Silanol compounds such as diphenylsilanediol and trimethylsilanol; and the like.

前記ジシラザン化合物は、分子中に、Si-N-Si結合を有する化合物を意味し、例えば、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン、1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、1,3-ビス(3,3,3-トリフルオロプロピル)-1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、1,3-ビス(クロロメチル)テトラメチルジシラザン、1,3-ジフェニルテトラメチルジシラザン、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、2,2,4,4,6,6-ヘキサメチルシクロトリシラザン、2,4,6-トリメチル-2,4,6-トリビニルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサメチルジシラザンリチウム、ヘキサメチルジシラザンナトリウム、ヘキサメチルジシラザンカリウム等が挙げられる。 The disilazane compound means a compound having a Si—N—Si bond in the molecule, for example, 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazan, 1,1,3,3-tetra. Methyl disilazane, 1,3-bis (3,3,3-trifluoropropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-bis (chloromethyl) tetramethyldisilazane, 1, 3-Diphenyltetramethyldisilazan, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazan, 2,2,4,4,6,6-hexamethylcyclotrisilazane, 2,4,6 -Trimethyl-2,4,6-trivinylcyclotrisilazane, heptamethyldisilazan, octamethylcyclotetrasilazane, hexamethyldisilazan lithium, hexamethyldisilazan sodium, hexamethyldisilazan potassium and the like can be mentioned.

前記有機酸としては、カルボキシ基を有する化合物(以下、「カルボン酸化合物」という場合がある。)が好ましく、該カルボン酸化合物は、カチオン(例えばアルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン等の金属カチオン;アンモニウムイオン等の分子性カチオン)と塩を形成していてもよい。 The organic acid is preferably a compound having a carboxy group (hereinafter, may be referred to as a "carboxylic acid compound"), and the carboxylic acid compound is a cation (for example, a metal cation such as an alkali metal cation or an alkaline earth metal cation). It may form a salt with a molecular cation such as an ammonium ion).

前記カルボン酸化合物としては、(メタ)アクリル酸類;エステル基、エーテル基、アミド基、チオエステル基、チオエーテル基、カーボネート基、ウレタン基及びウレア基からなる群より選ばれる1以上の置換基(以下、「特定置換基」という場合がある。)を有するカルボン酸;直鎖状カルボン酸(直鎖状脂肪族カルボン酸、好ましくは直鎖状飽和脂肪族カルボン酸等)、分枝鎖状カルボン酸(分岐鎖状脂肪族カルボン酸、好ましくは分岐鎖状飽和脂肪族カルボン酸等)、環状カルボン酸(脂環式カルボン酸、好ましくは不飽和二重結合を有さない脂環式カルボン酸等)及び芳香族カルボン酸等から選ばれる1つ以上(好ましくは1つ)であるカルボキシ基を有する炭素数4~20の化合物;が好ましく採用される。 The carboxylic acid compound includes (meth) acrylic acids; one or more substituents selected from the group consisting of an ester group, an ether group, an amide group, a thioester group, a thioether group, a carbonate group, a urethane group and a urea group (hereinafter, Carboxylic acid having a "specific substituent"); linear carboxylic acid (linear aliphatic carboxylic acid, preferably linear saturated aliphatic carboxylic acid, etc.), branched chain carboxylic acid (such as linear saturated aliphatic carboxylic acid). Branched chain aliphatic carboxylic acid, preferably branched chain saturated aliphatic carboxylic acid, etc.), cyclic carboxylic acid (lipid ring carboxylic acid, preferably alicyclic carboxylic acid having no unsaturated double bond, etc.) and A compound having 4 to 20 carbon atoms having a carboxy group, which is one or more (preferably one) selected from aromatic carboxylic acids and the like; is preferably adopted.

前記カルボン酸化合物としては、具体的に、(メタ)アクリル酸類(例えば、アクリル酸、メタクリル酸)、(メタ)アクリロキシC1-6アルキルカルボン酸等(例えば、3-アクリロキシプロピオン酸等)、C3-9脂肪族ジカルボン酸の(メタ)アクリロキシC1-6アルキルアルコールによるハーフエステル類(例えば、2-アクリロキシエチルコハク酸、2-メタクリロキシエチルコハク酸等)、C5-10脂環式ジカルボン酸の(メタ)アクリロキシC1-6アルキルアルコールによるハーフエステル類(例えば、2-アクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-メタクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-アクリロキシエチルフタル酸、2-メタクリロキシエチルフタル酸等)、C8-14芳香族ジカルボン酸の(メタ)アクリロキシC1-6アルキルアルコールによるハーフエステル類(例えば、2-アクリロキシエチルフタル酸、2-メタクリロキシエチルフタル酸等)等のエステル基を有するカルボン酸;酪酸、吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸等の直鎖状カルボン酸;ピバリン酸、2,2-ジメチル酪酸、3,3-ジメチル酪酸、2,2-ジメチル吉草酸、2,2-ジエチル酪酸、3,3-ジエチル酪酸、2-メチルヘキサン酸、2-エチルヘキサン酸、3-メチルヘキサン酸、3-エチルヘキサン酸、2-メチルヘプタン酸、4-メチルオクタン酸、ネオデカン酸等の分枝鎖状カルボン酸;ナフテン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の環状カルボン酸;等が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic acid compound include (meth) acrylic acids (eg, acrylic acid and methacrylic acid), (meth) acryloxy C 1-6 alkylcarboxylic acids and the like (eg, 3-acryloxypropionic acid and the like). Half esters of C 3-9 aliphatic dicarboxylic acid (meth) acryloxy C 1-6 alkyl alcohol (for example, 2-acryloxyethyl succinic acid, 2-methacryloxyethyl succinic acid, etc.), C 5-10 alicyclic Half esters of (meth) acryloxy C 1-6 alkyl alcohol of formula dicarboxylic acid (eg 2-acryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-methacryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-acryloxyethyl phthalic acid, 2 -Hatyloxyethylphthalic acid, etc.), C 8-14 Fragrant dicarboxylic acid (meth) acryloxi C 1-6 Half esters of alkyl alcohols (eg, 2-acryloxyethyl phthalic acid, 2-methacryloxyethyl phthalic acid) Etc.); carboxylic acids having ester groups such as butyric acid, valeric acid, hexanoic acid, hepanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, stearic acid and other linear carboxylic acids; pivalic acid, 2,2-dimethylbutyric acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2,2-dimethylvaleric acid, 2,2-diethylbutyric acid, 3,3-diethylbutyric acid, 2-methylhexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 3- Examples thereof include branched chain carboxylic acids such as methylhexanoic acid, 3-ethylhexanoic acid, 2-methylheptanic acid, 4-methyloctanoic acid and neodecanoic acid; and cyclic carboxylic acids such as naphthenic acid and cyclohexanedicarboxylic acid.

前記チタンカップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(ドデシル)ベンゼンスルホニルチタネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ-トリ(ジオクチル)ホスフェイトチタネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ-トリネオドデカノイルチタネート等が挙げられる。 Examples of the titanium coupling agent include isopropyltriisostearoyl titanate, isopropyldimethacrylisostearoyl titanate, isopropyltri (dodecyl) benzenesulfonyl titanate, neopentyl (diallyl) oxy-tri (dioctyl) phosphate titanate, and neopentyl (diallyl). Oxy-trineododecanoyl titanate and the like can be mentioned.

前記表面処理剤は、(メタ)アクリロイル基を有する表面処理剤であることが好ましく、(メタ)アクリロイル基を有する表面処理剤としては、(メタ)アクリロイル基を有するシランカップリング剤又は(メタ)アクリロイル基を有する有機酸が好ましい。 The surface treatment agent is preferably a surface treatment agent having a (meth) acryloyl group, and the surface treatment agent having a (meth) acryloyl group is a silane coupling agent having a (meth) acryloyl group or a (meth). Organic acids having an acryloyl group are preferred.

(メタ)アクリロイル基を有するシランカップリング剤(以下、「(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤」という場合がある。)としては、加水分解性基がアルコキシ基であるものが好ましく、例えば、3-アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3-アクリロキシプロピルジエトキシメチルシラン、3-メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3-メタクリロキシプロピルジエトキシメチルシラン等の2官能性(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤;3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等の3官能性(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤;等が挙げられる。 As the silane coupling agent having a (meth) acryloyl group (hereinafter, may be referred to as “(meth) acryloyl group-containing silane coupling agent”), those in which the hydrolyzable group is an alkoxy group are preferable, for example. Bifunctional (meth) acryloyl group-containing silane cups such as 3-acryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-acryloylpropyldiethoxymethylsilane, 3-methacryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-methacryloxypropyldiethoxymethylsilane Ring agent; Trifunctional (meth) acryloyl group-containing silane such as 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane. Coupling agent; etc.

(メタ)アクリロイル基を有する有機酸としては、2-アクリロキシエチルコハク酸、2-メタクリロキシエチルコハク酸、2-アクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-メタクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-アクリロキシエチルフタル酸、2-メタクリロキシエチルフタル酸等が挙げられる。 Examples of the organic acid having a (meth) acryloyl group include 2-acryloxyethyl succinic acid, 2-methacryloxyethyl succinic acid, 2-acryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-methacryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-. Examples thereof include acryloyloxyethyl phthalic acid and 2-methacryloxyethyl phthalic acid.

以上の様なシリカ粒子のコロイダルシリカ中の濃度は、例えば、3質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、8質量%以上であってもよい。また該濃度は、例えば、40質量%以下であってもよいが、例えば、30質量%以下、好ましくは20質量%以下である。 The concentration of the silica particles as described above in colloidal silica is, for example, 3% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and may be 8% by mass or more. The concentration may be, for example, 40% by mass or less, but is, for example, 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less.

前記シリカ粒子を含む本発明のコロイダルシリカは、pHが9.0以上である。pHを高くすることで、シリカ表面の酸性水酸基を塩基化することができ、シリカの凝集を防ぐことができる。コロイダルシリカのpHは、好ましくは9.1以上、より好ましくは9.3以上であり、また例えば11.0以下、好ましくは10.0以下、より好ましくは9.8以下である。pHを高くし過ぎないことで、過剰な塩基の残存を防止できる。なおpHは、分散媒の影響を受けるため、本発明では、水又は水/メタノール中を分散媒とした時のpHとして定義され、水中又は水/メタノール中でのpHが異なる場合には、水中のpHが正しい値とされる。従って、コロイダルシリカが、水、水/メタノール以外を分散媒とする場合、塩基成分が除去されない条件下で分散媒を除去(揮発など)しつつ水又は水/メタノールに置換し、シリカ粒子濃度を元のコロイダルシリカと同等に保った水又は水/メタノール分散液を調製し、この水又は水/メタノール分散液のpHをコロイダルシリカのpHとする。 The colloidal silica of the present invention containing the silica particles has a pH of 9.0 or higher. By increasing the pH, the acidic hydroxyl group on the surface of silica can be basicized, and the aggregation of silica can be prevented. The pH of colloidal silica is preferably 9.1 or more, more preferably 9.3 or more, and for example, 11.0 or less, preferably 10.0 or less, more preferably 9.8 or less. By not raising the pH too high, it is possible to prevent the residual of excess base. Since the pH is affected by the dispersion medium, in the present invention, it is defined as the pH when water or water / methanol is used as the dispersion medium, and when the pH in water or water / methanol is different, the pH is in water. The pH of is the correct value. Therefore, when colloidal silica uses a dispersion medium other than water and water / methanol, it is replaced with water or water / methanol while removing the dispersion medium (volatilization, etc.) under the condition that the basic component is not removed, and the silica particle concentration is adjusted. A water or water / methanol dispersion kept at the same level as the original colloidal silica is prepared, and the pH of this water or water / methanol dispersion is defined as the pH of the colloidal silica.

前記pH制御の為に含まれる塩基としては、アミンが好ましい。アミンが存在すると、シリカ粒子の凝集がより効果的に防止される。アミンは、第1級、第2級、又は第3級アミンのいずれであってもよく、第1級、第2級、又は第3級アミンは、4級アンモニウム塩に比べて、pHの向上に効果的である。
第1級、第2級、又は第3級アミンは、環構造を有するアミンと、環構造を有さない(すなわち鎖状構造のみ)アミンとに分類され、環構造を有するアミンは、さらに環構造が炭化水素環(芳香族炭化水素環、又は脂肪族炭化水素環)であるアミンと、環構造が含窒素複素環を有するアミンとに分類される。環構造が炭化水素環であるアミンとしては、アニリン(pKa=4.87)などが挙げられ、含窒素複素環式環構造を有するアミンとしてはピリジン(pKa=5.2)、キノリン(pKa=4.92)、2,2’-ビピリジル(pKa=4.42)、イミダゾール(pKa=6.9)、1-メチルイミダゾール(pKa=7.2)などの芳香族環を有しかつ該芳香族環が含窒素複素環であるアミン;1,2,3,4-テトラヒドロキノリン(pKa=5.0)、インドリン(pKa=5.0)などの含窒素非芳香族性複素環を有しかつ該複素環に芳香族環が縮環しているアミン;ヘキサメチレンテトラミン(pKa=5.13)などの橋掛け複素環を有するアミン;チアゾリジン(pKa=6.31)などの含窒素非芳香族性複素環のみのアミンなどが挙げられる。また鎖状構造のみのアミンとしては、ジメチルアミノアセトニトリル(pKa=4.2)などのモノアミン類、アセトヒドラジド(pKa=3.24)などのヒドラジン型アミン類などが挙げられる。なお、上記例示において括弧内のpKaは、例示アミンにH+が付加した化合物のpKaを示す。良好な分散性を確保する観点から、芳香環を有するアミンが好ましく、中でも、芳香環を有するアミンであって、芳香性複素環は含まないアミン(例えばアニリン);芳香族環を有しかつ該芳香族環が含窒素複素環であるアミン(例えばピリジン、キノリン、2,2’-ビピリジル、イミダゾール、1-メチルイミダゾール);又は含窒素非芳香族性複素環を有しかつ該複素環に芳香族環が縮環しているアミン(例えば、テトラヒドロキノリン、インドリン)がより好ましい。特に芳香族環を有しかつ該芳香族環が含窒素複素環であるアミン又は含窒素非芳香族性複素環を有しかつ該複素環に芳香族環が縮環しているアミンであって炭素数が9以上であるアミン(例えばテトラヒドロキノリン)が好ましい。
Amine is preferable as the base contained for the pH control. The presence of amines more effectively prevents the aggregation of silica particles. The amine may be any of a primary, secondary or tertiary amine, and the primary, secondary or tertiary amine has an improved pH as compared to the quaternary ammonium salt. It is effective for.
Primary, secondary, or tertiary amines are classified into amines with a ring structure and amines without a ring structure (ie, chain structure only), and amines with a ring structure are further ringed. It is classified into amines whose structure is a hydrocarbon ring (aromatic hydrocarbon ring or aliphatic hydrocarbon ring) and amines whose ring structure has a nitrogen-containing heterocycle. Examples of the amine having a ring structure of a hydrocarbon ring include aniline (pKa = 4.87), and examples of the amine having a nitrogen-containing heterocyclic ring structure include pyridine (pKa = 5.2) and quinoline (pKa =). It has an aromatic ring such as 4.92), 2,2'-bipyridyl (pKa = 4.42), imidazole (pKa = 6.9), 1-methylimidazole (pKa = 7.2) and the fragrance. Amine whose group ring is a nitrogen-containing heterocycle; has a nitrogen-containing non-aromatic heterocycle such as 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (pKa = 5.0) and indolin (pKa = 5.0). Amine having an aromatic ring condensed in the heterocycle; an amine having a bridging heterocycle such as hexamethylenetetramine (pKa = 5.13); a nitrogen-containing non-fragrance such as thiazolidine (pKa = 6.31). Examples include amines containing only group heterocycles. Examples of amines having only a chain structure include monoamines such as dimethylaminoacetonitrile (pKa = 4.2) and hydrazine-type amines such as acetohydrazide (pKa = 3.24). In the above example, pKa in parentheses indicates the pKa of the compound in which H + is added to the exemplified amine. From the viewpoint of ensuring good dispersibility, amines having an aromatic ring are preferable, and among them, amines having an aromatic ring and not containing an aromatic heterocycle (for example, aniline); having an aromatic ring and the same. Amines in which the aromatic ring is a nitrogen-containing heterocycle (eg, pyridine, quinoline, 2,2'-bipyridyl, imidazole, 1-methylimidazole); or have a nitrogen-containing non-aromatic heterocycle and the heterocycle is aromatic. Amines having a fused ring (eg, tetrahydroquinoline, indolin) are more preferred. In particular, an amine having an aromatic ring and the aromatic ring being a nitrogen-containing heterocycle or an amine having a nitrogen-containing non-aromatic heterocycle and having an aromatic ring condensed in the heterocycle. Amines having 9 or more carbon atoms (eg, tetrahydroquinolin) are preferred.

また前記アミンは、そのH+付加物のpKaが7.5以下であることが好ましい。ゾルゲル法によってシリカ粒子を調整するときに、塩基性触媒と共にpKaが7.5以下のアミンを共存させておくと、粒径、その分布、真密度等の諸特性に優れたシリカ粒子が得られ、そうしたアミンをコロイダルシリカ中に微量に残しておくことで、コロイダルシリカの安定性を高めることができる。前記pKaは好ましくは7.3以下であり、また例えば3.0以上であり、好ましくは3.5以上であり、より好ましくは4.0以上である。 Further, it is preferable that the pKa of the H + adduct of the amine is 7.5 or less. When silica particles are prepared by the sol-gel method, if an amine having a pKa of 7.5 or less is allowed to coexist with a basic catalyst, silica particles having excellent properties such as particle size, distribution, and true density can be obtained. By leaving such amines in colloidal silica in trace amounts, the stability of colloidal silica can be enhanced. The pKa is preferably 7.3 or less, for example 3.0 or more, preferably 3.5 or more, and more preferably 4.0 or more.

さらに前記アミンは、アルカノールアミンの様に水酸基を有するアミン;モルホリンの様にエーテル結合を有するアミンなどであってもよいが、水酸基やエーテル結合を有さないアミンである方が好ましい。 Further, the amine may be an amine having a hydroxyl group such as an alkanolamine; an amine having an ether bond such as morpholine, but an amine having no hydroxyl group or an ether bond is preferable.

前記アミンは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The amine may be used alone or in combination of two or more.

コロイダルシリカ中のアミンの量は、前記所定のpHを達成可能な範囲であればよく、例えば、0.05~5質量%であり、好ましくは0.1~2質量%である。 The amount of amine in colloidal silica may be in the range where the predetermined pH can be achieved, for example, 0.05 to 5% by mass, preferably 0.1 to 2% by mass.

本発明のコロイダルシリカは、Al濃度が低い点にも特徴がある。Al濃度は、500ppm(質量基準)以下、好ましくは100ppm(質量基準)以下、より好ましくは10ppm(質量基準)以下、特に好ましくは5ppm(質量基準)以下であり、最も好ましくは1ppm(質量基準)以下である。Al濃度の下限は特に制限されないが、0ppm(質量基準)超であってもよい。 The colloidal silica of the present invention is also characterized in that the Al concentration is low. The Al concentration is 500 ppm (mass standard) or less, preferably 100 ppm (mass standard) or less, more preferably 10 ppm (mass standard) or less, particularly preferably 5 ppm (mass standard) or less, and most preferably 1 ppm (mass standard). It is as follows. The lower limit of the Al concentration is not particularly limited, but may be more than 0 ppm (mass basis).

またコロイダルシリカは、Al以外の金属不純物(Na、K、Feなど)が低いことが好ましい。Na濃度は、例えば、200ppm(質量基準)以下、好ましくは50ppm(質量基準)以下、より好ましくは10ppm(質量基準)以下、特に好ましくは5ppm(質量基準)以下である。Na濃度の下限は特に制限されないが、0ppm(質量基準)超であってもよい。またK濃度は、例えば、50ppm(質量基準)以下、好ましくは10ppm(質量基準)以下、より好ましくは5ppm(質量基準)以下である。K濃度の下限は特に制限されないが、0ppm(質量基準)超であってもよい。Fe濃度は、例えば、50ppm(質量基準)以下、好ましくは10ppm(質量基準)以下、より好ましくは5ppm(質量基準)以下である。Fe濃度の下限は特に制限されないが、0ppm(質量基準)超であってもよい。特にNa濃度200ppm(質量基準)以下とFe濃度50ppm(質量基準)以下を両立するのが好ましい一態様であり、またNa濃度5ppm(質量基準)以下とK濃度が5ppm(質量基準)以下を両立するのも好ましい一態様である。Na、K、およびFeは、いずれも1ppm(質量基準)以下であることが最も好ましい。 Further, colloidal silica preferably has low metal impurities (Na, K, Fe, etc.) other than Al. The Na concentration is, for example, 200 ppm (mass standard) or less, preferably 50 ppm (mass standard) or less, more preferably 10 ppm (mass standard) or less, and particularly preferably 5 ppm (mass standard) or less. The lower limit of the Na concentration is not particularly limited, but may be more than 0 ppm (mass basis). The K concentration is, for example, 50 ppm (mass standard) or less, preferably 10 ppm (mass standard) or less, and more preferably 5 ppm (mass standard) or less. The lower limit of the K concentration is not particularly limited, but may be more than 0 ppm (mass basis). The Fe concentration is, for example, 50 ppm (mass standard) or less, preferably 10 ppm (mass standard) or less, and more preferably 5 ppm (mass standard) or less. The lower limit of the Fe concentration is not particularly limited, but may be more than 0 ppm (mass basis). In particular, it is a preferable aspect to achieve both a Na concentration of 200 ppm (mass standard) or less and an Fe concentration of 50 ppm (mass standard) or less, and a Na concentration of 5 ppm (mass standard) or less and a K concentration of 5 ppm (mass standard) or less. It is also a preferable aspect. It is most preferable that Na, K, and Fe are all 1 ppm (mass basis) or less.

さらにコロイダルシリカは、Ca、Mg、Zn、Ni、Co、Cr、Uなどの量が低いことが好ましく、これらの量は、例えば、それぞれ10ppm(質量基準)以下、好ましくは5ppm(質量基準)以下、特に好ましくは1ppm(質量基準)以下である。 Further, the colloidal silica preferably has a low amount of Ca, Mg, Zn, Ni, Co, Cr, U and the like, and these amounts are, for example, 10 ppm (mass standard) or less, preferably 5 ppm (mass standard) or less, respectively. Particularly preferably, it is 1 ppm (mass basis) or less.

前記Al、Na、K、Fe、Ca、Mg、Zn、Ni、Co、Cr、Uなどの不純物金属含有量は、高周波プラズマ発光分光分析装置(Agilent8800;アジレント・テクノロジー社製等)を用いて測定することができる。具体的には、コロイダルシリカを、フッ酸と硝酸の混合液に添加混合し、この混合液にさらに、硝酸と過酸化水素水を順次添加して総量を50mLとしたものを測定試料液として測定することができる。 The content of impurity metals such as Al, Na, K, Fe, Ca, Mg, Zn, Ni, Co, Cr and U was measured using a high frequency plasma emission spectrophotometer (Agient 8800; manufactured by Agilent Technologies, etc.). can do. Specifically, colloidal silica is added and mixed with a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and nitric acid and hydrogen peroxide solution are sequentially added to this mixed solution to make a total volume of 50 mL, which is measured as a measurement sample solution. can do.

前記コロイダルシリカの分散媒としては、例えば、水、アルコール系溶媒、又は水とアルコール系溶媒の混合溶媒などが好ましい。水、アルコール系溶媒は、シリカ粒子の合成溶媒として使用され、これらを分散媒とすると、溶媒置換が不要であるため、コロイダルシリカの製造が容易である。前記アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、ペンタノール、メチルブタノール、ネオペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、ヘキサノール、2-ヘキサノール、ヘプタノール、2-ヘプタノール、オクタノール、2-オクタノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール等のモノオール系溶媒;エタンジオール、プロパンジオール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、メチルペンタンジオール、エチルペンタンジオール等のジオール系溶媒;グリセリン、ヘキサントリオール等のトリオール系溶媒;メトキシエタノール、エトキシエタノール、メトキシメトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソプロポキシエタノール、ブトキシエタノール、イソペンチルオキシエタノール、ヘキシルオキシエタノール、フェノキシエタノール、ベンジルオキシエタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、メトキシプロパノール(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、エトキシプロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール等のエーテルアルコール系溶媒;クロロエタノール、クロロプロパンジオール、トリフルオロエタノール等のハロゲン化アルコール系溶媒;ヒドロキシプロピオニトリル;アミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミノアルコール系溶媒;等が挙げられる。好ましいアルコール系溶媒は、メタノールなどのモノオール系溶媒、プロピレングリコールなどのジオール系溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテルアルコール系溶媒などである。 As the dispersion medium of colloidal silica, for example, water, an alcohol-based solvent, or a mixed solvent of water and an alcohol-based solvent is preferable. Water and alcohol-based solvents are used as synthetic solvents for silica particles, and when these are used as dispersion media, solvent substitution is not required, so that colloidal silica can be easily produced. Examples of the alcohol-based solvent include methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, pentanol, methylbutanol, neopentyl alcohol, isopentyl alcohol, hexanol, 2-hexanol, and heptanol. Monool-based solvents such as 2-heptanol, octanol, 2-octanol, cyclohexanol, and methylcyclohexanol; diol-based solvents such as ethanediol, propanediol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, methylpentanediol, and ethylpentanediol. Triol solvents such as glycerin and hexanetriol; methoxyethanol, ethoxyethanol, methoxymethoxyethanol, propylene glycol monomethyl ether, isopropoxyethanol, butoxyethanol, isopentyloxyethanol, hexyloxyethanol, phenoxyethanol, benzyloxyethanol, diethylene glycol, Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, methoxypropanol (propylene glycol monomethyl ether), ethoxypropanol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl Ether alcohol solvents such as ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol; halogenated alcohol solvents such as chloroethanol, chloropropanediol, trifluoroethanol; hydroxypropionitrile; aminoethanol, dimethyl Amino alcohol-based solvents such as aminoethanol, diethylaminoethanol, diethanolamine, N-butyldiethanolamine, and triethanolamine; and the like can be mentioned. Preferred alcohol solvents are monool solvents such as methanol, diol solvents such as propylene glycol, ether alcohol solvents such as propylene glycol monomethyl ether and the like.

なお前記アルコール系溶媒は、合成溶媒として用いたものでなく、シリカ粒子を合成後、溶媒置換したものであってもよい。 The alcohol-based solvent is not used as a synthetic solvent, but may be a solvent substituted after synthesizing silica particles.

本発明のコロイダルシリカは、水、塩基性触媒、及び特定のアミンの存在下、アルコキシシランを加水分解縮合することによって調製できる。アルコキシシランの加水分解縮合を利用しているため、Alなどの金属性不純物を極限まで少なく出来る。ところでアルコキシシランは、塩基性触媒の存在下で加水分解縮合され、このときアルコキシシランに含まれるケイ素原子が、塩基性触媒に由来するOH-や他のアルコキシシランの加水分解縮合物に由来するOSi-から求核攻撃を受け、SN2反応に類似した機構で反応が進むとされている(G.J.Brinker、外1名,「SOL-GEL SCIENCE」,1990,ACADEMIC PRESS LIMITED,p116-139)。この加水分解縮合が進むほど、アルコキシシランの中心ケイ素原子に求電子性の高いヒドロキシ基、SiO-基などがより多く結合することとなり、中心ケイ素原子がより求核攻撃を受けやすくなって、加水分解縮合がさらに進みやすくなるのが通常である。ところが特定のアミンを共存させると、ヒドロキシ基の水素原子と相互作用することで、中心ケイ素原子の反応性が下がり、加水分解縮合がゆるやかになるため、粒子径を容易にナノサイズにできると共に、縮合粒子の緻密性(密度)を高めることができる。さらに不足しない程度にアミンを用いることで、コロイダルシリカのpHを所定値以上にすることができる。 The colloidal silica of the present invention can be prepared by hydrolyzing and condensing alkoxysilane in the presence of water, a basic catalyst, and a specific amine. Since the hydrolysis condensation of alkoxysilane is used, metallic impurities such as Al can be reduced to the utmost limit. By the way, alkoxysilane is hydrolyzed and condensed in the presence of a basic catalyst, and at this time, the silicon atom contained in the alkoxysilane is OH - derived from the basic catalyst and OSi derived from the hydrolysis condensate of other alkoxysilanes. -It is said that the reaction proceeds by a mechanism similar to the S N 2 reaction after receiving a nucleophilic attack (GJ Brinker, 1 person outside, "SOL-GEL SCIENCE", 1990, ACADEMIC PRESS LIMITED, p116- 139). As this hydrolysis condensation progresses, more hydroxy groups, SiO - groups, etc. with high electron nucleophilicity are bonded to the central silicon atom of alkoxysilane, and the central silicon atom becomes more susceptible to nucleophilic attack, resulting in water addition. Usually, the decomposition condensation is more likely to proceed. However, when a specific amine coexists, it interacts with the hydrogen atom of the hydroxy group, which reduces the reactivity of the central silicon atom and slows down the hydrolysis condensation, so that the particle size can be easily made nano-sized. The density of condensed particles can be increased. Further, by using amine to the extent that there is no shortage, the pH of colloidal silica can be made higher than a predetermined value.

前記アルコキシシランは、ケイ素原子の置換基としてアルコキシ基(特にアルキルオキシ基)を有する化合物であり、ケイ素原子の置換基として、アルコキシ基の他に、炭素数2~6のアルキル基、又は、炭素数6~10の芳香族炭化水素基を有していてもよい。また、前記アルキル基の水素原子は、ハロゲン原子、ビニル基、グリシジル基、メルカプト基、アミノ基等で置換されていてもよい。 The alkoxysilane is a compound having an alkoxy group (particularly an alkyloxy group) as a substituent of a silicon atom, and as a substituent of a silicon atom, in addition to an alkoxy group, an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms or carbon. It may have an aromatic hydrocarbon group of several 6 to 10. Further, the hydrogen atom of the alkyl group may be substituted with a halogen atom, a vinyl group, a glycidyl group, a mercapto group, an amino group or the like.

ケイ素原子の置換基としてアルコキシ基(特にアルキルオキシ基)のみを有する4官能性アルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン等の炭素数が1~4程度のアルキルオキシ基を4つ有するシランが挙げられる。また、ケイ素原子の置換基として、アルコキシ基と無置換のアルキル基を有するアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等の3官能性アルコキシシラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等の2官能性アルコキシシラン;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等の1官能性アルコキシシラン;等が挙げられる。さらに、ケイ素原子の置換基として、アルコキシ基と置換アルキル基を有するアルコキシシランとしては、3-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン等のクロロアルキル基含有アルコキシシラン;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基含有アルコキシシラン;フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等の芳香族基含有アルコキシシラン;3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のグリシジル基含有アルコキシシラン;3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基含有アルコキシシラン;3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン;等が挙げられる。 Examples of the tetrafunctional alkoxysilane having only an alkoxy group (particularly an alkyloxy group) as a substituent of a silicon atom include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, and dimethoxydiethoxysilane. Examples thereof include a silane having four alkyloxy groups having a value of about 1 to 4. Further, as the alkoxysilane having an alkoxy group and an unsubstituted alkyl group as the substituent of the silicon atom, a trifunctional alkoxysilane such as methyltrimethoxysilane and methyltriethoxysilane; dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane and the like. Bifunctional alkoxysilane; monofunctional alkoxysilane such as trimethylmethoxysilane and trimethylethoxysilane; and the like. Further, as the alkoxysilane having an alkoxy group and a substituted alkyl group as the substituent of the silicon atom, the chloroalkyl group-containing alkoxysilane such as 3-chloropropylmethyldimethoxysilane and 3-chloropropyltrimethoxysilane; vinyltrimethoxysilane. , Vinyl group-containing alkoxysilanes such as vinyltriethoxysilane; aromatic group-containing alkoxysilanes such as phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane; 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, Glycidyl group-containing alkoxysilanes such as 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane; mercapto group-containing alkoxysilanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane; 3-aminopropyltrimethoxysilane , 3- (2-Aminoethylamino) propyltrimethoxysilane and other amino group-containing alkoxysilanes; and the like.

中でも、1~4官能性アルコキシシランが好ましく、より好ましくは3~4官能性アルコキシシランであり、さらに好ましくは4官能性アルコキシシランである。アルコキシシランの官能数(アルコキシ基の数)が多いほど、得られるシリカ焼成体中に不純物が混入しにくくなる。焼成シリカに用いられるアルコキシシランのうち、4官能性アルコキシシラン(好ましくはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン)が90質量%以上であることが好ましく、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上であり、上限は100質量%である。また、反応性の観点から、アルコキシ基の炭素数は1~5であることが好ましく、1~3であることがより好ましく、1~2であることがさらに好ましい。すなわち、本発明のシリカ粒子に特に好ましく用いられるアルコキシシランは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の炭素数が1~4程度のアルキルオキシ基を4つ有するシランである。 Among them, 1 to 4 functional alkoxysilanes are preferable, 3 to 4 functional alkoxysilanes are more preferable, and tetrafunctional alkoxysilanes are even more preferable. The larger the functional number (the number of alkoxy groups) of the alkoxysilane, the less likely it is that impurities will be mixed into the obtained silica calcined body. Of the alkoxysilanes used in the calcined silica, the tetrafunctional alkoxysilane (preferably tetramethoxysilane, tetraethoxysilane) is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, still more preferably 98% by mass. % Or more, and the upper limit is 100% by mass. From the viewpoint of reactivity, the alkoxy group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably 1 to 2 carbon atoms. That is, the alkoxysilane particularly preferably used for the silica particles of the present invention is a silane having four alkyloxy groups having about 1 to 4 carbon atoms, such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane.

アルコキシシランを加水分解・縮合する反応液中、アルコキシシランの濃度は、0.05mmol/g以上であることが好ましく、より好ましくは0.1mmol/g以上であり、更に好ましくは1mmol/g以上であり、上限は特に限定されないが、例えば3mmol/g以下であることが好ましい。反応液中、アルコキシシランの濃度がこの範囲にあると、反応速度の制御が容易となり、粒子径を均一にすることができる。 In the reaction solution for hydrolyzing and condensing alkoxysilane, the concentration of alkoxysilane is preferably 0.05 mmol / g or more, more preferably 0.1 mmol / g or more, still more preferably 1 mmol / g or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 3 mmol / g or less, for example. When the concentration of alkoxysilane in the reaction solution is in this range, the reaction rate can be easily controlled and the particle size can be made uniform.

前記反応液中、水の濃度は、2mmol/g~25mmol/gであることが好ましい。ただし、アルコキシシランの加水分解・縮合により水の量は変化するので、仕込み時(加水分解・縮合の開始前)の量を基準とする。水とアルコキシシランのモル比(水/アルコキシシラン)は、3~20が好ましく、4~10がより好ましい。水とアルコキシシランのモル比がこの範囲にあると、シリカ粒子の内部に残存するシラノール基が低減されやすくなる。 The concentration of water in the reaction solution is preferably 2 mmol / g to 25 mmol / g. However, since the amount of water changes due to the hydrolysis / condensation of alkoxysilane, the amount at the time of preparation (before the start of hydrolysis / condensation) is used as a reference. The molar ratio of water to alkoxysilane (water / alkoxysilane) is preferably 3 to 20, more preferably 4 to 10. When the molar ratio of water to alkoxysilane is in this range, the silanol groups remaining inside the silica particles are likely to be reduced.

前記塩基性触媒としては、アンモニア類、H+付加物のpKaが7.5超であるアミン類、第4級アンモニウム化合物等が挙げられる。前記アンモニア類としては、アンモニア;尿素等のアンモニア発生剤;等が挙げられる。また、前記アミン類としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、n-ブチルアミン、ジメチルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン等の脂肪族アミン;シクロヘキシルアミン等の脂環式アミン;ベンジルアミン等の芳香族アミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン;等が挙げられる。また、前記第4級アンモニウム化合物としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。 Examples of the basic catalyst include ammonia, amines having an H + adduct pKa of more than 7.5, and a quaternary ammonium compound. Examples of the ammonia include ammonia; an ammonia generating agent such as urea; and the like. Examples of the amines include aliphatic amines such as methylamine, ethylamine, propylamine, n-butylamine, dimethylamine, dibutylamine, trimethylamine and tributylamine; alicyclic amines such as cyclohexylamine; aromatics such as benzylamine. Group amines; alkanol amines such as monoethanolamines, diethanolamines, triethanolamines; and the like. Examples of the quaternary ammonium compound include tetramethylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide.

塩基性触媒としては、粒子径の制御が容易である観点から、アンモニア類、H+付加物のpKaが7.5超であるアミン類が好ましい。また、得られるシリカ粒子の純度を高める観点から、シリカ中から除去が容易な触媒であることが好ましく、具体的には、アンモニア、脂肪族アミンがより好ましい。また、触媒効果と除去容易性を兼ね備える観点からは、アンモニア類が好ましく、アンモニアが特に好ましい。 As the basic catalyst, ammonia and amines having an H + adduct pKa of more than 7.5 are preferable from the viewpoint of easy control of the particle size. Further, from the viewpoint of increasing the purity of the obtained silica particles, it is preferable that the catalyst is easy to remove from the silica, and specifically, ammonia and an aliphatic amine are more preferable. Further, from the viewpoint of having both a catalytic effect and ease of removal, ammonia is preferable, and ammonia is particularly preferable.

反応液中、塩基性触媒の濃度は、0.8mmol/g~2mmol/gであることが好ましい。また、塩基性触媒と、塩基性触媒と水との合計の質量比(塩基性触媒/(塩基性触媒+水))は、0.1以上であることが好ましく、より好ましくは0.2以上であり、0.4以下であることが好ましく、0.32以下であることがより好ましい。 The concentration of the basic catalyst in the reaction solution is preferably 0.8 mmol / g to 2 mmol / g. The total mass ratio of the basic catalyst, the basic catalyst, and water (basic catalyst / (basic catalyst + water)) is preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more. It is preferably 0.4 or less, and more preferably 0.32 or less.

シリカ粒子の粒子径を容易にナノサイズにでき、かつその緻密性(密度)を高めるために用いられる前記特定のアミンとしては、前述したpH制御の為にコロイダルシリカに含まれる塩基としてのアミンで例示したものと同様のアミンが挙げられ、その好ましい範囲もpH制御の為にコロイダルシリカに含まれる塩基としてのアミンと同様である。 The specific amine used to easily increase the particle size of silica particles to nano-size and to increase its density (density) is an amine as a base contained in colloidal silica for pH control described above. Examples thereof include amines similar to those exemplified, and the preferred range thereof is the same as that of amines as a base contained in colloidal silica for pH control.

反応液中、前記特定のアミンの濃度は、0.01mmol/g~1mmol/gであることが好ましい。また、特定のアミンと塩基性触媒との質量比(特定のアミン/塩基性触媒)は、0.1以上であることが好ましく、より好ましくは0.2以上であり、1.0以下であることが好ましく、0.7以下であることがより好ましい。 The concentration of the specific amine in the reaction solution is preferably 0.01 mmol / g to 1 mmol / g. The mass ratio of the specific amine to the basic catalyst (specific amine / basic catalyst) is preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, and 1.0 or less. It is preferably 0.7 or less, and more preferably 0.7 or less.

アルコキシシランを加水分解・縮合する際には、さらに希釈剤を共存させてもよい。希釈剤を含有することで、疎水性のアルコキシシランと水とが混合しやすくなり、反応液中でアルコキシシランの加水分解・縮合の進行度合いを均一にすることができるとともに、得られるシリカ粒子の分散性が向上する。希釈剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール、ペンチルアルコール等のモノオール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等のジオール類;等のアルコール類に代表される水溶性有機溶媒が好ましい。 When hydrolyzing and condensing alkoxysilane, a diluent may be further coexisted. By containing a diluent, the hydrophobic alkoxysilane and water can be easily mixed, the progress of hydrolysis / condensation of the alkoxysilane can be made uniform in the reaction solution, and the obtained silica particles can be mixed. Dispersibility is improved. Examples of the diluent include monools such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol and pentyl alcohol; diols such as ethylene glycol, propylene glycol and 1,4-butanediol; etc. A water-soluble organic solvent typified by alcohols in the above is preferable.

反応液中、希釈剤は、40質量%以上であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは55質量%以上であり、80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは70質量%以下であり、さらに好ましくは65質量%以下である。
また、希釈剤は、アルコキシシランと水の合計100質量部に対して、120質量部以上であることが好ましく、より好ましくは150質量部以上であり、500質量部以下であることが好ましく、より好ましくは300質量部以下、さらに好ましくは250質量部以下である。
希釈剤が多いほど、反応の進行度合いを均一にしやすくなり、また、希釈剤が少ないと、反応速度を高めることができる。ただし、アルコキシシランの加水分解・縮合により、アルコールの量が変化するので、前記希釈剤の量は、仕込み時(加水分解・縮合の開始前)の量を基準とする。
In the reaction solution, the diluent is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, further preferably 55% by mass or more, preferably 80% by mass or less, and more preferably 70% by mass. It is mass% or less, more preferably 65 mass% or less.
The diluent is preferably 120 parts by mass or more, more preferably 150 parts by mass or more, and more preferably 500 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total of alkoxysilane and water. It is preferably 300 parts by mass or less, more preferably 250 parts by mass or less.
The larger the amount of the diluent, the easier it is to make the progress of the reaction uniform, and the smaller the amount of the diluent, the higher the reaction rate. However, since the amount of alcohol changes due to the hydrolysis / condensation of alkoxysilane, the amount of the diluent is based on the amount at the time of charging (before the start of hydrolysis / condensation).

反応液には、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類;イソオクタン、シクロヘキサン等のパラフィン類;ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類;等の疎水性有機溶媒が含まれていてもよい。これらの疎水性有機溶媒を用いる場合、分散性を向上させるため界面活性剤を添加してもよい。 Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; esters such as ethyl acetate; paraffins such as isooctane and cyclohexane; ethers such as dioxane and diethyl ether; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; etc. A hydrophobic organic solvent may be contained. When these hydrophobic organic solvents are used, a surfactant may be added to improve the dispersibility.

上記各成分は、適当な順で混合してもよいが、例えば、少なくとも上記各成分の一部(例えば、水、塩基性触媒、特定のアミン、希釈剤等)を予め混合した予備混合液を調製した後、アルコキシシランと混合してもよい。アルコキシシランは、予め希釈剤と混合した後、予備混合物と混合してもよい。 Each of the above components may be mixed in an appropriate order, but for example, a premixed solution in which at least a part of each of the above components (for example, water, a basic catalyst, a specific amine, a diluent, etc.) is mixed in advance is prepared. After preparation, it may be mixed with alkoxysilane. The alkoxysilane may be mixed with the diluent in advance and then mixed with the premixture.

アルコキシシランを加水分解・縮合する際、反応温度は、0~100℃が好ましく、20~70℃がより好ましく、20~55℃がさらに好ましい。また、加水分解・縮合継続時間は、30分~100時間であることが好ましく、1~20時間がより好ましく、2~10時間がさらに好ましい。 When hydrolyzing and condensing alkoxysilane, the reaction temperature is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 20 to 70 ° C, still more preferably 20 to 55 ° C. The duration of hydrolysis / condensation is preferably 30 minutes to 100 hours, more preferably 1 to 20 hours, and even more preferably 2 to 10 hours.

以上のようにして得られるシリカ粒子を含む反応混合物(液)は、そのまま本発明のコロイダルシリカとしてもよく、溶媒置換を行って本発明のコロイダルシリカとしてもよい。また、必要に応じて、その後、濾過(限外濾過など)によって濃縮・精製したり、希釈したり、溶媒置換(エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エステル系溶媒などの有機溶媒)したりすることも好ましく、このようにすることでシリカ粒子の有機溶媒分散体を得ることができる。 The reaction mixture (liquid) containing the silica particles obtained as described above may be used as it is as the colloidal silica of the present invention, or may be subjected to solvent substitution to obtain the colloidal silica of the present invention. In addition, if necessary, after that, concentration / purification by filtration (extreme filtration, etc.), dilution, solvent substitution (ether-based solvent, ketone-based solvent, hydrocarbon-based solvent, halogenated hydrocarbon-based solvent, etc. It is also preferable to use an organic solvent such as an ester solvent), and by doing so, an organic solvent dispersion of silica particles can be obtained.

本発明のコロイダルシリカを、限外濾過し、有機溶媒に溶媒置換する手順は例えば以下の通りである。まず、本発明のコロイダルシリカを限外濾過膜で濾過する。限外濾過によって、上記したpH制御の為に含まれる塩基や、塩基性触媒を除去することができる。このとき、限外濾過しながら、水又はアルコール系溶媒を添加し、溶媒置換してもよい。次に、限外濾過後のコロイダルシリカ(この時の溶媒は、シリカ粒子合成時の溶媒でもよく、また限外濾過時に置換した溶媒であってもよい)を陽イオン交換樹脂で処理する。陽イオン交換樹脂で処理することによって、粒子表面に吸着した塩基性触媒などを除去できる。続いて、前記コロイダルシリカの溶媒とは異なる有機溶媒(例えば、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、及びエステル系溶媒から選ばれる少なくとも一種)に置換することで、該有機溶媒にシリカ粒子が分散したシリカ粒子の有機溶媒分散体を得ることができる。前記有機溶媒への置換は、前記コロイダルシリカの溶媒の一部が置換されていてもよいし、全部が置換されていてもよい。置換されるコロイダルシリカの溶媒は、遠心分離や、溶媒留去などの固液分離手段によって除去されることが好ましい。 The procedure for ultra-filtering the colloidal silica of the present invention and substituting it with an organic solvent is as follows, for example. First, the colloidal silica of the present invention is filtered through an ultrafiltration membrane. By ultrafiltration, the base contained for the above-mentioned pH control and the basic catalyst can be removed. At this time, water or an alcohol solvent may be added and the solvent may be replaced while performing ultrafiltration. Next, colloidal silica after ultrafiltration (the solvent at this time may be a solvent at the time of synthesizing silica particles or a solvent substituted at the time of ultrafiltration) is treated with a cation exchange resin. By treating with a cation exchange resin, the basic catalyst adsorbed on the particle surface can be removed. Subsequently, it is replaced with an organic solvent different from the solvent of the colloidal silica (for example, at least one selected from an ether solvent, a ketone solvent, a hydrocarbon solvent, a halogenated hydrocarbon solvent, and an ester solvent). Therefore, an organic solvent dispersion of silica particles in which silica particles are dispersed in the organic solvent can be obtained. For the substitution with the organic solvent, a part of the solvent of the colloidal silica may be substituted or the whole may be substituted. The solvent of colloidal silica to be substituted is preferably removed by solid-liquid separation means such as centrifugation or distilling off the solvent.

前記エーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等の脂肪族炭化水素エーテル系溶媒;ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル等の芳香族炭化水素エーテル系溶媒;プロピレンオキシド、フラン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル系溶媒;1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、1、2-ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、グリセリンエーテル等のポリエーテル系溶媒;等が挙げられる。 Examples of the ether-based solvent include aliphatic hydrocarbon ether-based solvents such as diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, and dibutyl ether; butylphenyl ether, pentylphenyl ether, methoxytoluene, benzylethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, and the like. Aromatic hydrocarbon ether-based solvents; cyclic ether-based solvents such as propylene oxide, furan, and tetrahydrofuran; 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl Polyether-based solvents such as ether, diethylene glycol dibutyl ether, and glycerin ether; and the like can be mentioned.

前記ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、2-ペンタノン、3-ペンタノン、2-ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2-ヘプタノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン等が挙げられる。 Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, and acetophenone.

前記炭化水素系溶剤としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の飽和脂肪族炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、ナフタレン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の飽和脂環式炭化水素系溶媒;等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon solvent include saturated aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane and octane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene, naphthalene, cyclohexylbenzene and diethylbenzene; cyclopentane. , Saturated alicyclic hydrocarbon solvents such as methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane; and the like.

前記ハロゲン化炭化水素系溶剤としては、塩化メチル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチル等の塩素化脂肪族炭化水素系溶媒;クロロベンゼン、フルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素系溶媒;等が挙げられる。 Examples of the halogenated hydrocarbon solvent include chlorinated aliphatic hydrocarbon solvents such as methyl chloride, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride and ethyl chloride; and halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, fluorobenzene and hexafluorobenzene. System solvent; and the like.

前記エステル系溶剤としては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸ペンチル等のギ酸エステル系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、3-メトキシブチルアセテート、酢酸sec-ヘキシル、2-エチルブチルアセテート、2-エチルヘキシルアセテート、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、2-メトキシエチルアセテート、2-エトキシエチルアセテート、2-ブトキシエチルアセテート、2-フェノキシエチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の酢酸エステル系溶剤;プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソペンチル等のプロピンオン酸エステル系溶剤;γ-ブチロラクトン:エチレングリコールモノアセテート;二酢酸エチレン;エチレングリコールエステル;ジエチレングリコールモノアセテート;炭酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等の炭酸エステル;乳酸エチル等の乳酸エステル;等が挙げられる。 Examples of the ester-based solvent include formic acid ester-based solvents such as methyl formate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate, isobutyl formate, and pentyl formate; methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, pentyl acetate, and 3-methoxybutyl. Acetate, sec-hexyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, cyclohexyl acetate, benzyl acetate, 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, 2-phenoxyethyl acetate, ethylene glycol Acetic acid ester-based solvents such as monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetate, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid; propionic acid Propinone acid ester-based solvents such as methyl, ethyl propionate, butyl propionate, isopentyl propionate; γ-butyrolactone: ethylene glycol monoacetate; ethylene diacetate; ethylene glycol ester; diethylene glycol monoacetate; diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate And the like; lactic acid esters such as ethyl acetate; and the like.

また以上のようにして得られるシリカ粒子は、適当な段階、例えば、シリカ粒子を含む反応混合物(液)を得た後、表面処理剤と接触させて表面処理してもよく、表面処理されたシリカ粒子を含むコロイダルシリカも本発明のコロイダルシリカに含まれる。表面処理剤としては、上述の各種表面処理剤が適宜使用できる。 Further, the silica particles obtained as described above may be surface-treated by contacting them with a surface treatment agent at an appropriate stage, for example, after obtaining a reaction mixture (liquid) containing the silica particles. Colloidal silica containing silica particles is also included in the colloidal silica of the present invention. As the surface treatment agent, the above-mentioned various surface treatment agents can be appropriately used.

表面処理剤の量は、シリカ粒子100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは1質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上であり、好ましくは1000質量部以下、より好ましくは500質量部以下、さらに好ましくは100質量部以下である。 The amount of the surface treatment agent is preferably 0.1 part by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, still more preferably 10 parts by mass or more, and preferably 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the silica particles. It is more preferably 500 parts by mass or less, still more preferably 100 parts by mass or less.

本発明のコロイダルシリカ、または本発明のコロイダルシリカから得られるシリカ粒子の有機溶媒分散体は、樹脂や樹脂原料等と混合することで、樹脂成形体の改質に使用でき、例えば、樹脂成形体の強度、硬度、耐熱性、絶縁性等の特性を向上するのに利用できる。こうしたコロイダルシリカによって改質される樹脂製品としては、接着材料、歯科用材料、光学部材、コーティング材料(ハードコート用、アンチグレア用)、ナノコンポジット材料等が挙げられる。また、本発明のコロイダルシリカは、硬度にも優れているため、研磨剤としても優れている。 The colloidal silica of the present invention or an organic solvent dispersion of silica particles obtained from the colloidal silica of the present invention can be used for modifying a resin molded body by mixing with a resin, a resin raw material, or the like, for example, a resin molded body. It can be used to improve properties such as strength, hardness, heat resistance, and insulation of silica. Examples of the resin product modified by such colloidal silica include adhesive materials, dental materials, optical members, coating materials (for hard coats and antiglares), nanocomposite materials and the like. Moreover, since the colloidal silica of the present invention is also excellent in hardness, it is also excellent as an abrasive.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by the following examples as well as the present invention, and appropriate modifications are made to the extent that it can meet the purposes of the preceding and the following. Of course, it is possible to carry out, and all of them are included in the technical scope of the present invention.

各実施例における測定方法及び評価方法は以下の通りである。 The measurement method and evaluation method in each example are as follows.

[pHの測定]
各実施例で得られたコロイダルシリカ(アルコール性溶液懸濁体)のpHを、ニッコー・ハンセン株式会社製pH複合計PC700を用いて測定した。
[Measurement of pH]
The pH of the colloidal silica (alcoholic solution suspension) obtained in each example was measured using a pH composite meter PC700 manufactured by Nikko Hansen Co., Ltd.

[Al、Na、K、Fe、Ca、Mg、Zn、Ni、Co、Cr、及びUの含有量の測定]
コロイダルシリカを、フッ酸と硝酸の混合液に添加混合し、この混合液にさらに、硝酸と過酸化水素水を順次添加して総量を50mLとして測定試料液を作成した。この測定試料液を高周波プラズマ発光分光分析装置(Agilent8800;アジレント・テクノロジー社製等)を用いて測定し、コロイダルシリカ中のAl、Na、K、Fe、Ca、Mg、Zn、Ni、Co、Cr、及びUの含有量を算出した。
[Measurement of contents of Al, Na, K, Fe, Ca, Mg, Zn, Ni, Co, Cr, and U]
Colloidal silica was added and mixed with a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and nitric acid and hydrogen peroxide solution were sequentially added to the mixed solution to prepare a measurement sample solution having a total volume of 50 mL. This measurement sample solution was measured using a high-frequency plasma emission spectrophotometer (Agient 8800; manufactured by Agilent Technologies, etc.), and Al, Na, K, Fe, Ca, Mg, Zn, Ni, Co, Cr in colloidal silica. , And the content of U were calculated.

コロイダルシリカ中のシリカ粒子のTEM径、DLS径、真密度については、各実施例で得られたコロイダルシリカ(アルコール性溶液懸濁体)を150℃に熱したホットプレート上で6時間加熱することで、粉体化したシリカ粒子を得て、得られたシリカ粒子について下記の方法で測定した。 Regarding the TEM diameter, DLS diameter, and true density of the silica particles in colloidal silica, the colloidal silica (alcoholic solution suspension) obtained in each example is heated on a hot plate heated to 150 ° C. for 6 hours. Then, powdered silica particles were obtained, and the obtained silica particles were measured by the following method.

[透過型電子顕微鏡写真に基づいて求めた算術平均粒子径(TEM径)の測定]
シリカ粒子のTEM径は、透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジー社製、H-7650)で観察することによって測定した。倍率20万倍で粒子を観察し、任意の100個の粒子について、各粒子の長径(長軸方向の長さ)を測定し、個数基準の平均値(算術平均値)を算出した。
[Measurement of Arithmetic Mean Particle Diameter (TEM Diameter) Obtained Based on Transmission Electron Micrograph]
The TEM diameter of the silica particles was measured by observing with a transmission electron microscope (H-7650, manufactured by Hitachi High Technology). The particles were observed at a magnification of 200,000 times, the major axis (length in the major axis direction) of each particle was measured for any 100 particles, and the average value (arithmetic mean value) based on the number was calculated.

[動的光散乱法に基づく平均粒子径(DLS径)の測定]
濃厚系粒径アナライザー(大塚電子株式会社製、FPAR1000、レーザー光の波長:650nm)で測定した粒子径をDLS径とした。動的光散乱法での測定用サンプルとしては、シリカ粒子分散液(シリカ粒子の濃度が9質量%であるメタノール分散体)を用いた。
[Measurement of average particle size (DLS diameter) based on dynamic light scattering method]
The particle size measured with a concentrated particle size analyzer (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., FPAR1000, laser light wavelength: 650 nm) was defined as the DLS diameter. As a sample for measurement by the dynamic light scattering method, a silica particle dispersion (methanol dispersion having a silica particle concentration of 9% by mass) was used.

[シリカ粒子の真密度の測定]
シリカ微粒子の真密度を、窒素ガスを用いた乾式真密度計(株式会社島津製作所製アキュピックII 1340-TC-10CC)によって測定した。
[Measurement of true density of silica particles]
The true density of the silica fine particles was measured by a dry true density meter (Accupic II 1340-TC-10CC manufactured by Shimadzu Corporation) using nitrogen gas.

実施例1
撹拌機、滴下口、温度計を備えた20LのSUS製容器にメタノール8120gと、水1426gと、25%アンモニア水846gと、1-メチルイミダゾール90gとを加え、30分攪拌することで均一な溶液を得た。該混合液を攪拌し、かつ液温を49~51℃に調整しながら、テトラメチルオルトシリケート(TMOS)2840gを滴下口から1時間かけて滴下した。滴下終了後、引き続き1時間加水分解を行うことで、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(コロイダルシリカ)(1)を得た。アルコール性溶液懸濁体(1)を2週間、25℃で静置した後、目視によって観察したところ、凝集も増粘も観察されなかった。
Example 1
To a 20 L SUS container equipped with a stirrer, a dropping port and a thermometer, add 8120 g of methanol, 1426 g of water, 846 g of 25% ammonia water and 90 g of 1-methylimidazole, and stir for 30 minutes to obtain a uniform solution. Got While stirring the mixed solution and adjusting the liquid temperature to 49 to 51 ° C., 2840 g of tetramethyl orthosilicate (TMS) was added dropwise from the dropping port over 1 hour. After completion of the dropping, hydrolysis was continued for 1 hour to obtain an alcoholic solution suspension (coloidal silica) (1) of silica fine particles. When the alcoholic solution suspension (1) was allowed to stand at 25 ° C. for 2 weeks and then visually observed, neither aggregation nor thickening was observed.

実施例2
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをイミダゾール90gに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(2)を得た。アルコール性溶液懸濁体(2)を2週間、25℃で静置した後、目視によって観察したところ、凝集も増粘も観察されなかった。
Example 2
An alcoholic solution suspension (2) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to 90 g of imidazole. When the alcoholic solution suspension (2) was allowed to stand at 25 ° C. for 2 weeks and then visually observed, neither aggregation nor thickening was observed.

実施例3
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをチアゾリジン90gに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(3)を得た。
Example 3
An alcoholic solution suspension (3) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to 90 g of thiazolidine.

実施例4
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをピリジン90gに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(4)を得た。アルコール性溶液懸濁体(4)を2週間、25℃で静置した後、目視によって観察したところ、凝集も増粘も観察されなかった。
Example 4
An alcoholic solution suspension (4) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to 90 g of pyridine. When the alcoholic solution suspension (4) was allowed to stand at 25 ° C. for 2 weeks and then visually observed, neither aggregation nor thickening was observed.

実施例5
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをテトラヒドロキノリン90gに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(5)を得た。アルコール性溶液懸濁体(5)を2週間、25℃で静置した後、目視によって観察したところ、凝集も増粘も観察されなかった。
Example 5
An alcoholic solution suspension (5) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to 90 g of tetrahydroquinoline. When the alcoholic solution suspension (5) was allowed to stand at 25 ° C. for 2 weeks and then visually observed, neither aggregation nor thickening was observed.

実施例6
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをキノリン90gに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(6)を得た。アルコール性溶液懸濁体(6)を2週間、25℃で静置した後、目視によって観察したところ、凝集も増粘も観察されなかった。
Example 6
An alcoholic solution suspension (6) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to 90 g of quinoline. When the alcoholic solution suspension (6) was allowed to stand at 25 ° C. for 2 weeks and then visually observed, neither aggregation nor thickening was observed.

実施例7
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをインドリン90gに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(7)を得た。アルコール性溶液懸濁体(7)を2週間、25℃で静置した後、目視によって観察したところ、増粘はしないものの、目視による凝集が観察された。
Example 7
An alcoholic solution suspension (7) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to 90 g of indoline. The alcoholic solution suspension (7) was allowed to stand at 25 ° C. for 2 weeks and then visually observed. Although no thickening was observed, visual aggregation was observed.

実施例8
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをアニリン90gに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(8)を得た。アルコール性溶液懸濁体(8)を2週間、25℃で静置した後、目視によって観察したところ、増粘はしないものの、目視による凝集が観察された。
Example 8
An alcoholic solution suspension (8) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to 90 g of aniline. The alcoholic solution suspension (8) was allowed to stand at 25 ° C. for 2 weeks and then visually observed. Although no thickening was observed, visual aggregation was observed.

実施例9
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをジメチルアミノアセトニトリル90gに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(9)を得た。
Example 9
An alcoholic solution suspension (9) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to 90 g of dimethylaminoacetonitrile.

実施例10
実施例1で使用した1-メチルイミダゾール90gをアセトヒドラジドに変更した以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(10)を得た。
Example 10
An alcoholic solution suspension (10) of silica fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 90 g of 1-methylimidazole used in Example 1 was changed to acetohydrazide.

実施例11
実施例1で使用したテトラメチルオルトシリケート(TMOS)2840gをテトラエチルオルトシリケート(TEOS)2840gに変更した以外は同様にして、シリカ微粒子のアルコール性溶液懸濁体(11)を得た。アルコール性溶液懸濁体(11)を2週間、25℃で静置した後、目視によって観察したところ、凝集も増粘も観察されなかった。
Example 11
An alcoholic solution suspension (11) of silica fine particles was obtained in the same manner except that 2840 g of tetramethyl orthosilicate (TMS) used in Example 1 was changed to 2840 g of tetraethyl orthosilicate (TEOS). When the alcoholic solution suspension (11) was allowed to stand at 25 ° C. for 2 weeks and then visually observed, neither aggregation nor thickening was observed.

比較例1
(加水分解液の調整)
4つ口フラスコ(容量2L)にテトラメチルオルソシリケート(TMOS)342.0gを計り取り、10℃に温度調整した。このTMOSを、予め10℃に温度調節した純水1158.0gに攪拌下に加えた。そのまま溶液温度を10±2℃に保持しながら1時間保持し、シリカ分9質量%のTMOS加水分解液(活性硅酸水溶液)を調製した。
Comparative Example 1
(Adjustment of hydrolyzed solution)
342.0 g of tetramethyl orthosilicate (TMS) was weighed in a four-necked flask (capacity 2 L), and the temperature was adjusted to 10 ° C. This TMOS was added to 1158.0 g of pure water whose temperature had been adjusted to 10 ° C. in advance under stirring. The solution temperature was maintained at 10 ± 2 ° C. for 1 hour to prepare a TMOS hydrolyzed solution (active silicic acid aqueous solution) having a silica content of 9% by mass.

(粒子合成)
温度計及びジムロート冷却管、蒸気温確認用温度計を付けたトの字管、活性硅酸水溶液フィード管、攪拌機を取り付けた4つ口フラスコ(10L)に純水9000g、TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)を5.6mmol加え、母液とした。母液のpHは10.84であった。これを加熱し、リフラックス状態となったところで活性硅酸水溶液のフィードを開始した。添加速度は5.0mL/分(3.6gシリカ/時/kg母液)とした。以後pH8を保持するよう1N-TMAH水溶液を1時間毎に添加した。フィード開始後3時間経過したところで再度調製した活性硅酸水溶液に交換し添加を継続し、合計18時間のフィードを行い、シリカ微粒子の水溶液懸濁体を得た。
(Particle synthesis)
9000 g of pure water, TMAH (tetramethylammonium hydroxy) in a four-necked flask (10 L) equipped with a thermometer, a Dimroth condenser, a distilling head with a thermometer for checking steam temperature, an active silica acid aqueous solution feed tube, and a stirrer. D) was added in an amount of 5.6 mmol to prepare a mother liquor. The pH of the mother liquor was 10.84. This was heated, and when it was in a reflux state, feeding of the active silicic acid aqueous solution was started. The addition rate was 5.0 mL / min (3.6 g silica / hour / kg mother liquor). After that, a 1N-TMAH aqueous solution was added every hour so as to maintain pH 8. When 3 hours had passed after the start of the feed, the mixture was replaced with the prepared active silicic acid aqueous solution and the addition was continued, and the feed was carried out for a total of 18 hours to obtain an aqueous solution suspension of silica fine particles.

実施例1~11、比較例1の測定結果を表1に示す。 Table 1 shows the measurement results of Examples 1 to 11 and Comparative Example 1.

Figure 0007007982000001
Figure 0007007982000001

上記実施例1~11におけるアルコール性溶液懸濁体(1)~(11)のpHを測定した結果、いずれも9.0以上であり、アルコール性溶液懸濁体(1)~(11)中の金属の含有量は、Na、K、Al、Fe、Ca、Mg、Zn、Ni、Co、Cr、Uのいずれについても1ppm未満であった。また、比較例1におけるシリカ微粒子の水溶液懸濁体のpHは8であった。 As a result of measuring the pH of the alcoholic solution suspensions (1) to (11) in Examples 1 to 11, all of them were 9.0 or more, and among the alcoholic solution suspensions (1) to (11). The metal content of Na, K, Al, Fe, Ca, Mg, Zn, Ni, Co, Cr and U was less than 1 ppm. Further, the pH of the aqueous suspension suspension of the silica fine particles in Comparative Example 1 was 8.

実施例1~11では、純度が高く(Al濃度が500ppm以下)、強度の高い(真密度が1.90g/cm3以上)シリカ粒子を含むコロイダルシリカを得ることができた。一方、比較例1では、好ましい製造方法におけるアミンを使用しておらず、真密度が劣る結果となった。 In Examples 1 to 11, colloidal silica containing silica particles having high purity (Al concentration of 500 ppm or less) and high strength (true density of 1.90 g / cm 3 or more) could be obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, the amine in the preferable production method was not used, and the result was that the true density was inferior.

Claims (9)

透過型電子顕微鏡写真に基づいて求めた算術平均粒子径が100nm以下であるシリカ粒子と分散媒とアミンを含み、前記シリカ粒子の真密度が1.90g/cm3以上であり、pHが9.0以上であり、Al濃度が500ppm(質量基準)以下であり、前記アミンのH + 付加物のpKaが7.5以下であるコロイダルシリカ。 It contains silica particles having an arithmetic average particle diameter of 100 nm or less, a dispersion medium, and hydrogen , which are determined based on a transmission electron micrograph, and the true density of the silica particles is 1.90 g / cm 3 or more, and the pH is 9. Colloidal silica having 0 or more, an Al concentration of 500 ppm (mass basis) or less, and a pKa of the H + adduct of the amine of 7.5 or less. 前記アミンが、水酸基及びエーテル結合を含有しない化合物である請求項に記載のコロイダルシリカ。 The colloidal silica according to claim 1 , wherein the amine is a compound that does not contain a hydroxyl group and an ether bond. 前記分散媒が、水、又は水とアルコール系溶媒の混合溶媒である請求項1または2に記載のコロイダルシリカ。 The colloidal silica according to claim 1 or 2 , wherein the dispersion medium is water or a mixed solvent of water and an alcohol-based solvent. 前記シリカ粒子が表面処理されている請求項1~のいずれかに記載のコロイダルシリカ。 The colloidal silica according to any one of claims 1 to 3 , wherein the silica particles are surface-treated. 透過型電子顕微鏡写真に基づいて求めた前記シリカ粒子の粒子径の変動係数が、20%以下である請求項1~のいずれかに記載のコロイダルシリカ。 The colloidal silica according to any one of claims 1 to 4 , wherein the coefficient of variation of the particle size of the silica particles obtained based on a transmission electron micrograph is 20% or less. Na濃度が200ppm(質量基準)以下であり、Fe濃度が50ppm(質量基準)以下である請求項1~のいずれかに記載のコロイダルシリカ。 The colloidal silica according to any one of claims 1 to 5 , wherein the Na concentration is 200 ppm (mass standard) or less and the Fe concentration is 50 ppm (mass standard) or less. Na濃度が5ppm(質量基準)以下であり、K濃度が5ppm(質量基準)以下である請求項1~のいずれかに記載のコロイダルシリカ。 The colloidal silica according to any one of claims 1 to 6 , wherein the Na concentration is 5 ppm (mass standard) or less and the K concentration is 5 ppm (mass standard) or less. 請求項1~のいずれかに記載のコロイダルシリカを限外濾過膜で濾過し、続いて陽イオン交換樹脂で処理した後、前記コロイダルシリカの溶媒とは異なる有機溶媒に置換することを特徴とするシリカ粒子有機溶媒分散体の製造方法。 The colloidal silica according to any one of claims 1 to 7 is filtered through an ultrafiltration membrane, subsequently treated with a cation exchange resin, and then replaced with an organic solvent different from the solvent of the colloidal silica. A method for producing an organic solvent dispersion of silica particles. 前記有機溶媒は、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エステル系溶媒から選ばれる少なくとも一種である請求項に記載の製造方法。 The production method according to claim 8 , wherein the organic solvent is at least one selected from an ether solvent, a ketone solvent, a hydrocarbon solvent, a halogenated hydrocarbon solvent, and an ester solvent.
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