JP7184255B2 - FLUORINE-CONTAINING SILICA COMPOSITE PARTICLES, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND HYDROPHILIC AND HYDROPHILIC AGENT CONTAINING SAME AS ACTIVE INGREDIENT - Google Patents

FLUORINE-CONTAINING SILICA COMPOSITE PARTICLES, METHOD FOR PRODUCING THEREOF, AND HYDROPHILIC AND HYDROPHILIC AGENT CONTAINING SAME AS ACTIVE INGREDIENT Download PDF

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哲史 木島
吉山 金海
英夫 澤田
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Hirosaki University NUC
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本発明は、含フッ素シリカコンポジット粒子、その製造法およびそれを有効成分とする撥水親油剤に関する。さらに詳しくは、含フッ素アルコールを用いた含フッ素シリカコンポジット粒子、その製造法およびそれを有効成分とする撥水親油剤に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to fluorine-containing silica composite particles, a method for producing the same, and a water-repellent and lipophilic agent containing the same as an active ingredient. More particularly, it relates to fluorine-containing silica composite particles using fluorine-containing alcohol, a method for producing the same, and a water-repellent and oil-repellent agent containing the same as an active ingredient.

特許文献1には、多孔性および非多孔性基体の永久的な耐油および耐水表面処理のための、固体樹脂に対するフッ素含有量5~75質量%を有する液状の、フッ素含有および単一成分の組成物であって、適切な安定化成分および親水性シラン成分と組み合わせて、保存安定性、疎水性、疎油性および耐塵性にすぐれた組成物が記載されている。 US Pat. No. 5,300,000 describes liquid, fluorine-containing and single-component compositions having a fluorine content of 5-75% by weight relative to the solid resin for the permanent oil- and water-resistant surface treatment of porous and non-porous substrates. Compositions are described which, in combination with a suitable stabilizing component and a hydrophilic silane component, have excellent storage stability, hydrophobicity, oleophobicity and dust resistance.

しかしながら、ここでは現在環境面から削減が求められているパーフルオロオクタン酸およびその前駆体であるC8以上のパーフルオロアルキル基を有する含フッ素アルコールが用いられているばかりではなく、鉱物および非鉱物基体の表面処理剤の調製に際し、毒性の高いイソシアネート化合物を用いることでフッ素化合物にシリル基を導入しており、したがってその実施に際しては製造環境を整える必要がある。 However, not only are perfluorooctanoic acid and its precursor fluorine-containing alcohol having a C8 or higher perfluoroalkyl group, which are currently required to be reduced from an environmental point of view, but also mineral and non-mineral In the preparation of the substrate surface treatment agent, a highly toxic isocyanate compound is used to introduce a silyl group into the fluorine compound.

本出願人らは先に、環境中に放出されてもパーフルオロオクタン酸等を生成させず、しかも短鎖の化合物に分解され易いユニットを有する含フッ素アルコールを用いた含フッ素シリカコンポジット粒子として、一般式
HO-A-RF′-A-OH 〔Ib〕
(ここで、RF′は炭素数8未満のパーフルオロアルキレン基を有し、O、SまたはN原子を含有する直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキレン基であり、Aはアルキレン基である)で表される含フッ素アルコールおよびアルコキシシランとシリカ粒子との縮合体からなる含フッ素シリカコンポジット粒子を提案している(特許文献2)。
The present applicants have previously proposed fluorine-containing silica composite particles using a fluorine-containing alcohol that does not generate perfluorooctanoic acid or the like even when released into the environment and has units that are easily decomposed into short-chain compounds. General formula
HO- ARF' -A-OH [Ib]
(Here, R F 'is a perfluoroalkylene group having less than 8 carbon atoms and is a linear or branched perfluoroalkylene group containing O, S or N atoms, and A is an alkylene group. ) and a fluorine-containing silica composite particle composed of a condensate of silica particles with a fluorine-containing alcohol and an alkoxysilane (Patent Document 2).

特表2011-511113号公報Japanese Patent Publication No. 2011-511113 特開2014-196480号公報JP 2014-196480 A 特開2008-38015号公報JP 2008-38015 A 米国特許第3,574,770号公報U.S. Pat. No. 3,574,770

本発明の第1の目的は、一般式
HO(CH 2 ) a CF(CF 3 )〔OCF 2 CF(CF 3 )〕 b O(CF 2 ) c O〔CF(CF 3 )CF 2 O〕 d CF(CF 3 )(CH 2 ) a OH 〔III〕
(ここで、aは1~3、b+dは0~50、cは1~6の整数である)で表される含フッ素アルコールと、アルコキシシランと、シリカ粒子との縮合体からなる含フッ素シリカコンポジット粒子において、その撥水親油性をなお一層改善せしめたものを提供することにある。
A first object of the present invention is the general formula
HO(CH2 ) aCF ( CF3 ) [OCF2CF ( CF3 ) ] bO ( CF2 ) cO [ CF(CF3 ) CF2O ] dCF ( CF3 ) ( CH2 ) aOH [III]
(where a is 1 to 3, b+d is 0 to 50 , and c is an integer of 1 to 6). The object of the present invention is to provide fluorine-silica composite particles having further improved water-repellent and lipophilic properties.

本発明の第2の目的は、かかる含フッ素シリカコンポジット粒子の製造法を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a method for producing such fluorine-containing silica composite particles.

本発明の第3の目的は、かかる含フッ素シリカコンポジット粒子を有効成分とする撥水親油剤を提供することにある。 A third object of the present invention is to provide a water-repellent and lipophilic agent containing such fluorine-containing silica composite particles as an active ingredient.

本発明の第1の目的は、上記含フッ素アルコールと、テトラアルコキシシランと、分子中に少なくとも1個のアミノ基および/または水酸基を有し、スルホ基を有しない基である、-CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 、-CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH(OH)CH 2 OH、-CH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 または-CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH(OH)CH 2 N=C(NH 2 )NH(CH 2 ) 3 CH(NH 2 )COOHで表面が修飾されたシリカ粒子との縮合体からなる含フッ素シリカコンポジット粒子によって達成される。 A first object of the present invention is to provide a fluorine-containing alcohol, a tetraalkoxysilane , and -CH 2 CH , which is a group having at least one amino group and/or hydroxyl group in the molecule and not having a sulfo group. 2CH2NH2 , -CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) CH2OH , -CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 or -CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ This is achieved by fluorine-containing silica composite particles comprising a condensate with silica particles surface-modified with CH2N = C (NH2 ) NH(CH2 ) 3CH (NH2 ) COOH .

本発明の第2の目的は、上記含フッ素アルコールと、テトラアルコキシシランと、分子中に少なくとも1個のアミノ基および/または水酸基を有し、スルホ基を有しない基である、-CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 、-CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH(OH)CH 2 OH、-CH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 または-CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH(OH)CH 2 N=C(NH 2 )NH(CH 2 ) 3 CH(NH 2 )COOHで表面が修飾されたシリカ粒子とを、アルカリ性または酸性触媒を用いて縮合反応させる含フッ素シリカコンポジット粒子の製造法によって達成される。 A second object of the present invention is the fluorine-containing alcohol , tetraalkoxysilane, and —CH 2 CH , which is a group having at least one amino group and/or hydroxyl group in the molecule and no sulfo group. 2CH2NH2 , -CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) CH2OH , -CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 or -CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Method for producing fluorine-containing silica composite particles by subjecting silica particles surface-modified with CH2N =C(NH2 ) NH(CH2 ) 3CH ( NH2 ) COOH to a condensation reaction using an alkaline or acidic catalyst achieved by

本発明の第3の目的は、かかる含フッ素シリカコンポジット粒子を有効成分とする撥水親油剤によって達成される。 The third object of the present invention is achieved by a water-repellent and lipophilic agent containing such fluorine-containing silica composite particles as an active ingredient.

本発明に係る含フッ素シリカコンポジット粒子は、有機溶媒に溶かして各種基材表面に適用することで、撥水親油性を有する薄膜を形成する。この薄膜は、有機物の選択的吸着性を示し、基材表面の改質を行うことができるので、油水分離、特にフッ素系化合物の分離などに有効に使用される。具体的には、産業用から一般家庭までの分野での油水混合液からの水の有効な回収を可能としている。 The fluorine-containing silica composite particles according to the present invention are dissolved in an organic solvent and applied to the surface of various substrates to form a thin film having water-repellent and lipophilic properties. Since this thin film exhibits selective adsorption of organic substances and can modify the substrate surface, it is effectively used for oil-water separation, especially for separation of fluorine-based compounds. Specifically, it enables effective recovery of water from an oil-water mixture in fields ranging from industrial use to general household use.

すなわち、無修飾シラン粒子を用いた場合には、得られたコンポジット粒子を有機溶媒に溶かして基材表面に適用すると、そこに親水性を示す薄膜を形成させるのに対し(後記比較例1~2参照)、修飾シラン粒子を用いた場合には、撥水親油性を示すようになる。また、フッ素置換された化合物の吸着率が大きく、フッ素置換されていない化合物の吸着率が小さいので、フッ素化合物の選択的吸着を可能とする。 That is, when unmodified silane particles are used, when the obtained composite particles are dissolved in an organic solvent and applied to the substrate surface, a hydrophilic thin film is formed there (Comparative Examples 1 to 3 below). 2), and when modified silane particles are used, they exhibit water-repellent and lipophilic properties. In addition, since the adsorption rate of fluorine-substituted compounds is high and the adsorption rate of non-fluorine-substituted compounds is low, it is possible to selectively adsorb fluorine compounds.

この違いは、表面官能基の違い(親水性の酸性官能基の存在の有無)によって、ゾルゲル反応の反応性に違いがあり、マイクロシリカ表面のモルフォロジーが異なるため、対応するシリカコンポジット粒子は親水性を示すようになる。 This difference is due to the difference in the reactivity of the sol-gel reaction due to the difference in surface functional groups (presence or absence of hydrophilic acidic functional groups), and the morphology of the microsilica surface is different, so the corresponding silica composite particles are hydrophilic. will show

含フッ素アルコールとしては、一般式
HO(CH2)aCF(CF3)〔OCF2CF(CF3)〕bO(CF2)cO〔CF(CF3)CF2O〕dCF(CF3)(CH2)aOH 〔III〕
a:1~3、好ましくは1
b+d:0~50、好ましくは1~20
b+dの値に関しては、分布を有する混合物であってもよい
c:1~6、好ましくは2~4
で表される化合物が用いられる。
As a fluorine-containing alcohol, the general formula
HO( CH2 ) aCF ( CF3 )[ OCF2CF ( CF3 )] bO ( CF2 ) cO [CF( CF3 )CF2O] dCF ( CF3 )( CH2 ) aOH [III]
a: 1-3, preferably 1
b+d: 0-50, preferably 1-20
Regarding the value of b+d, it may be a mixture with a distribution
c: 1-6, preferably 2-4
A compound represented by is used.

一般式〔III〕で表される含フッ素アルコールにおいて、a=1の化合物は特許文献3~4に記載されており、次のような一連の工程を経て合成される。
FOCRfCOF → H3COOCRfCOOCH3 → HOCH2RfCH2OH
Rf:-C(CF3)〔OCF2C(CF3)〕aO(CF2)cO〔CF(CF3)CF2O〕bCF(CF3)-
Among the fluorine-containing alcohols represented by the general formula [III] , compounds in which a=1 are described in Patent Documents 3 and 4, and are synthesized through the following series of steps.
FOCRfCOF → H3 COOCRfCOOCH3HOCH2 RfCH2OH
Rf: -C( CF3 )[ OCF2C ( CF3 ) ] aO ( CF2 ) cO [CF( CF3 )CF2O] bCF ( CF3 )-

これらの含フッ素アルコール、テトラアルコキシシランと、分子中に少なくとも1個のアミノ基および/または水酸基を有し、スルホ基を有しない化合物で表面が修飾されたシリカ粒子を、アルカリ性または酸性の触媒の存在下で反応させることにより、含フッ素アルコール-テトラアルコキシシラン-修飾シリカ粒子の3成分からなる縮合体としての含フッ素シリカコンポジット粒子を形成させる。 These fluorine - containing alcohols, tetraalkoxysilanes , and silica particles whose surfaces are modified with a compound having at least one amino group and/or hydroxyl group in the molecule and no sulfo group are mixed with an alkaline or acidic solution. The reaction is carried out in the presence of a catalyst to form fluorine-containing silica composite particles as a condensate consisting of three components of fluorine-containing alcohol-tetraalkoxysilane-modified silica particles.

前記テトラアルコキシシランとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が用いられる。テトラアルコキシシランが用いられないと、撥水親油性が殆ど発揮されない。 Examples of the tetraalkoxysilane include tetramethoxysilane and tetraethoxysilane. If tetraalkoxysilane is not used, the water-repellent and oleophilic properties are hardly exhibited.

シリカ粒子としては、平均粒子径が約50~200μm、好ましくは約50~100μmオーダーのシリカ粒子を用いることが望ましく、これは市販品、例えば和光純薬工業製品ワコーゲル C-500HG等が用いられる。この範囲外の平均粒子径のものを用いると、有機物吸着後の分離が困難となる。 Silica particles having an average particle size of about 50 to 200 μm, preferably about 50 to 100 μm are desirably used, and commercially available products such as Wako Pure Chemical Industries Wakogel C-500HG are used. If an average particle size outside this range is used, separation after adsorption of organic matter becomes difficult.

分子中に少なくとも1個のアミノ基および/または水酸基を有し、スルホ基を有しない基は、分子中に少なくとも1個の-O-結合または-NH-基を有してもよく、具体的には次のような基が挙げられる。
-CH 2 CH2CH2NH2-CH 2 CH2CH2OCH2CH(OH)CH 2 OH-CH 2 CH2CH2NHCH2CH2NH2
-CH 2 CH2CH2OCH2CH(OH)CH 2 N=C(NH2)NH(CH2)3CH(NH2)COOH
A group having at least one amino group and/or hydroxyl group in the molecule and not having a sulfo group may have at least one -O- bond or -NH- group in the molecule , specifically Examples of groups include the following groups.
-CH2CH2CH2NH2 , -CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) CH2OH , -CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 , _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
-CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) CH2N =C( NH2 )NH ( CH2 ) 3CH ( NH2 ) COOH

これらの各成分は、修飾シリカ粒子100重量部に対し、含フッ素アルコールが約80~800重量部、好ましくは約100~500重量部の割合で、またテトラアルコキシシランが約100~600重量部、好ましくは約200~500重量部の割合で用いられる。含フッ素アルコールの使用割合がこれよりも少ないと撥水親油性が低くなり、一方これよりも多い割合で使用されると溶媒への分散性が悪くなる。また、テトラアルコキシシランの使用割合がこれよりも少ないと親油性が低くなり、一方これよりも多い割合で使用されると溶媒への分散性が悪くなる。 Each of these components is about 80 to 800 parts by weight, preferably about 100 to 500 parts by weight, of fluorine-containing alcohol, and about 100 to 600 parts by weight of tetraalkoxysilane, per 100 parts by weight of modified silica particles. It is preferably used in a proportion of about 200 to 500 parts by weight. If the proportion of the fluorine-containing alcohol used is less than this range, the water-repellency and lipophilicity will be low, while if the proportion is greater than this range, the dispersibility in the solvent will be poor. If the proportion of tetraalkoxysilane used is less than this range, the lipophilicity will be low, whereas if the proportion used is greater than this range, the dispersibility in the solvent will be poor.

これら各成分間の反応は、触媒量のアルカリ性または酸性触媒、例えばアンモニア水あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物の水溶液、または塩酸、硫酸等の存在下で、約0~100℃、好ましくは約10~30℃の温度で約0.5~48時間、好ましくは約1~10時間程度反応させることにより行われる。 The reaction between these components is carried out using a catalytic amount of an alkaline or acidic catalyst, such as aqueous ammonia or an aqueous solution of an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, or hydrochloric acid, The reaction is carried out in the presence of sulfuric acid or the like at a temperature of about 0 to 100° C., preferably about 10 to 30° C., for about 0.5 to 48 hours, preferably about 1 to 10 hours.

得られた含フッ素コンポジット粒子中の含フッ素アルコール量は、約1~60モル%、好ましくは約5~30モル%であり、コンポジット粒子径は約50~200μmである。 The fluorine-containing alcohol content in the obtained fluorine-containing composite particles is about 1-60 mol %, preferably about 5-30 mol %, and the composite particle diameter is about 50-200 μm.

反応生成物である含フッ素シリカコンポジット粒子は、シリカ粒子表面の水酸基に、シロキサン結合をスペーサーとして含フッ素アルコール、テトラアルコキシシランおよびシリカ粒子を修飾している官能基が結合しているものと考えられ、したがってシリカの化学的、熱的安定性とフッ素のすぐれた撥水性、防汚性などが有効に発揮されており、またテトラアルコキシシランによる撥水親油性が有効に発揮されており、実際にガラス表面を含フッ素シリカコンポジット粒子で処理したものは良好な撥水親油性を示すなどの効果がみられる。なお、シリカコンポジット粒子は、含フッ素アルコール、テトラアルコキシシランおよび修飾シリカ粒子との反応生成物として形成されるが、この発明の目的を阻害しない限り他の成分の混在も許容される。 The fluorine-containing silica composite particles, which are the reaction product, are thought to have functional groups that modify the silica particles, fluorine-containing alcohol, tetraalkoxysilane, and silica particles bound to the hydroxyl groups on the surface of the silica particles using siloxane bonds as spacers. Therefore, the chemical and thermal stability of silica and the excellent water repellency and antifouling properties of fluorine are effectively exhibited. A glass surface treated with fluorine-containing silica composite particles exhibits an effect such as good water-repellency and lipophilicity. The silica composite particles are formed as a reaction product of fluorine-containing alcohol, tetraalkoxysilane and modified silica particles, but other components may be mixed as long as the object of the present invention is not hindered.

かかる含フッ素シリカコンポジット粒子を有効成分とする撥水親油剤の調製は、固形分濃度が約0.01~30重量%、好ましくは約0.05~3重量%の有機溶媒溶液となるように有機溶媒により希釈することにより行われる。用いられる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール等の多価アルコール誘導体類、四塩化炭素、塩化メチレン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、トリクロロエタン、トリクロロフルオロメタン、テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素類などの少なくとも一種類が挙げられ、好ましくは含フッ素有機溶媒が用いられる。 The water-repellent and lipophilic agent containing such fluorine-containing silica composite particles as an active ingredient is prepared by diluting with an organic solvent so that the solid content concentration is about 0.01 to 30% by weight, preferably about 0.05 to 3% by weight. It is done by Examples of organic solvents that can be used include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; Esters such as butyl acetate, polyhydric alcohol derivatives such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl carbitol, ethyl carbitol, carbon tetrachloride, methylene chloride, trichloroethylene, perchlorethylene, trichloroethane, trichlorofluoromethane, tetrachlorodifluoroethane , trichlorotrifluoroethane and other halogenated hydrocarbons, and preferably a fluorine-containing organic solvent is used.

撥水親油剤溶液中には、必要に応じて、表面処理剤の濡れ性を改善するイオン系、非イオン系等の各種界面活性剤、離型性、潤滑性を更に改善するシリコーンオイル、シリコーンワニス等を添加することもできる。 In the water-repellent and lipophilic agent solution, if necessary, various surfactants such as ionic and nonionic surfactants that improve the wettability of the surface treatment agent, silicone oil and silicone oil that further improve the releasability and lubricity A varnish or the like can also be added.

撥水親油剤溶液の基質への塗布は、浸せき、吹き付け、刷毛塗り、エアゾル噴射、含浸布による塗布など、通常用いられる任意の方法によって行うことができる。また、撥水親油剤が塗布される成形材料としては、例えばポリウレタン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニル樹脂等の樹脂類、天然ゴム、クロロプレンゴム、フッ素ゴム等のゴム類、金属(酸化物)、陶磁器、セラミックス、ガラス等の成形品が挙げられる。 Application of the water-repellent-lipophilic agent solution to the substrate can be carried out by any commonly used method such as dipping, spraying, brushing, aerosol spraying, and application with an impregnated cloth. Examples of the molding material to which the water-repellent and lipophilic agent is applied include resins such as polyurethane, polycarbonate, epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, and vinyl chloride resin; rubbers such as natural rubber, chloroprene rubber, and fluororubber; Molded articles such as metal (oxide), ceramics, ceramics, and glass can be mentioned.

次に、実施例について本発明を説明する。 The invention will now be described with reference to examples.

比較例1~4
容量13.5mlの反応容器に、含フッ素アルコール
HO(CH2)CF(CF3)〔OCF2CF(CF3)〕bO(CF2)2O〔CF(CF3)CF2O〕dCF(CF3)(CH2)OH
〔OXF9PO-OH (b+d=7)〕
100mgをメタノール 5mlに加えた後、テトラエチルオルソシリケート(TEOS)0.25mlを攪拌しながら加えた。次いで、25重量%アンモニア水溶液 2mlを攪拌しながら滴下し、(修飾)SiO2 (富士シリシア化学製品、平均粒子径100μm)100mgを加え、5時間攪拌した。
比較例1:無修飾SiO2 (CHROMATREX FL100D) (平均細孔径 120Å)
比較例2:無修飾SiO2 (CHROMATREX PSQ100B) (平均細孔径 70Å)
比較例3:-CH 2 CH2CH2OCH2CH(OH)CH 2 SO3Hで修飾されたSiO2
(CHROMATREX SO3H MB100-75/200)
比較例4:-CH 2 CH2CH2SHで修飾されたSiO2 (SCAVENGER SH SILICA)
Comparative Examples 1-4
Fluorine-containing alcohol was added to a reaction vessel with a capacity of 13.5 ml.
HO( CH2 ) CF ( CF3 )[ OCF2CF ( CF3 )] bO ( CF2 ) 2O[CF( CF3 )CF2O] dCF ( CF3 )( CH2 )OH
[OXF9PO-OH (b+d=7)]
After 100 mg was added to 5 ml of methanol, 0.25 ml of tetraethylorthosilicate (TEOS) was added with stirring. Then, 2 ml of a 25% by weight aqueous ammonia solution was added dropwise with stirring, 100 mg of (modified) SiO 2 (Fuji Silysia Chemical, average particle size: 100 μm) was added, and the mixture was stirred for 5 hours.
Comparative Example 1: Unmodified SiO 2 (CHROMATREX FL100D) (average pore diameter 120 Å)
Comparative Example 2: Unmodified SiO 2 (CHROMATREX PSQ100B) (average pore diameter 70 Å)
Comparative Example 3 : SiO2 modified with -CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) CH2SO3H
(CHROMATREX SO3H MB100-75/200)
Comparative Example 4 : SiO2 modified with -CH2CH2CH2SH (SCAVENGER SH SILICA)

その後、溶媒を85℃、減圧下で蒸発させ、白色粉末を得た。この粉末をメタノール中で一夜攪拌し、次いで遠心分離による回収および乾燥を行い、コンポジット粉末を得た。 After that, the solvent was evaporated at 85° C. under reduced pressure to obtain a white powder. The powder was stirred overnight in methanol, then recovered by centrifugation and dried to obtain a composite powder.

得られたコンポジット粉末100mgをn-ヘキサン 3mlを加え、マグネチックスターラで一夜攪拌した。得られたコンポジット溶液0.3mlをガラス板に滴下した後、常温で一日乾燥し、次いで真空下で一日乾燥させた。 3 ml of n-hexane was added to 100 mg of the obtained composite powder, and the mixture was stirred overnight with a magnetic stirrer. After dropping 0.3 ml of the resulting composite solution onto a glass plate, it was dried at normal temperature for one day and then under vacuum for one day.

以上の各比較例で得られたコンポジット粒子メタノール(ゾル)溶液について、液滴の接触角(単位:°)の測定を行った。 For the composite particle methanol (sol) solution obtained in each of the above comparative examples, the droplet contact angle (unit: °) was measured.

このコンポジット粒子メタノール(ゾル)溶液をマイクロピペットで0.30ml取り、これをカバーガラス(松浪ガラス工業製品硼ケイ酸ガラス;18×18mm)に滴下し、室温下で溶媒を蒸発させた後、真空下で一日乾燥させた。得られた改質基材に、n-ドデカンまたは水の液滴4μlを静かに接触させ、付着した液滴の接触角をθ/2法により、接触角計(協和界面化学製Drop Master 300)を用いて経時的な測定を行った。 Take 0.30 ml of this composite particle methanol (sol) solution with a micropipette, drop it onto a cover glass (borosilicate glass manufactured by Matsunami Glass Co., Ltd.; 18 x 18 mm), evaporate the solvent at room temperature, and place it under vacuum. dried for one day. A 4 μl droplet of n-dodecane or water was gently brought into contact with the modified substrate obtained, and the contact angle of the attached droplet was measured by the θ/2 method using a contact angle meter (Drop Master 300 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). was used to measure over time.

得られた測定結果は、次の表1に示される。
表1
n-ドデカン
比較例 0分 30秒 0分 30秒
1 12 0 21 0
2 20 0 64 0
3 25 0 40 0
4 25 0 100 0
The measurement results obtained are shown in Table 1 below.
Table 1
n-dodecane water
Comparative example 0 minutes 30 seconds 0 minutes 30 seconds
1 12 0 21 0
2 20 0 64 0
3 25 0 40 0
4 25 0 100 0

実施例1~
比較例1~4において、(修飾)SiO2の代わりに、同量(100mg)の修飾SiO2(富士シリシア化学製品、平均粒子径100μm)が用いられた。
実施例1:-CH 2 CH2CH2NH2および-OHで修飾されたSiO2 (CHROMATREX NH-DM1020)
実施例2:-CH 2 CH2CH2NH2で修飾されたSiO2 (CHROMATREX NH-DM1020SG)
実施例3:-CH 2 CH2CH2OCH2CH(OH)CH 2 OHで修飾されたSiO2
(CHROMATREX DIOL MB100-75/200)
実施例4:-CH 2 CH2CH2NHCH2CH2NH2で修飾されたSiO2 (CHROMATREX DNH MB100-75/200)
実施例-CH 2 CH2CH2OCH2CH(OH)CH 2 N=C(NH2)NH(CH2)3CH(NH2)COOHで修飾されたSiO2
(CHROMATREX ARG MB100-75/200)
実施例-CH 2 CH2CH2NHCH2NH2で修飾されたSiO2 (SCAVENGER DIAMINE SILICA)
Examples 1-6
In Comparative Examples 1 to 4, the same amount (100 mg) of modified SiO 2 (Fuji Silysia Chemical, average particle size 100 μm) was used instead of (modified) SiO 2 .
Example 1 : SiO2 modified with -CH2CH2CH2NH2 and -OH ( CHROMATREX NH- DM1020 )
Example 2 : SiO2 modified with -CH2CH2CH2NH2 ( CHROMATREX NH-DM1020SG )
Example 3 : SiO2 modified with -CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) CH2OH
(CHROMATREX DIOL MB100-75/200)
Example 4 : SiO2 modified with -CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 ( CHROMATREX DNH MB100-75 / 200 )
Example 5 : SiO2 modified with -CH2CH2CH2OCH2CH (OH) CH2N = C( NH2 ) NH ( CH2 ) 3CH ( NH2 )COOH
(CHROMATREX ARG MB100-75/200)
Example 6 : SiO2 modified with -CH2CH2CH2NHCH2NH2 (SCAVENGER DIAMINE SILICA)

得られた測定結果は、次の表2に示される。

表2
n-ドデカン
実施例 0分 30秒 0分 5分 10分 15分 20分 25分 30分
1 32 0 180 - - - - - -
2 31 0 180 - - - - - -
3 31 0 136 130 129 129 127 126 125
4 30 0 139 136 134 132 127 125 120
5 26 0 111 109 108 103 100 93 87
27 0 132 130 129 126 126 124 123
The measurement results obtained are shown in Table 2 below.

Table 2
n-dodecane water
Example 0 minutes 30 seconds 0 minutes 5 minutes 10 minutes 15 minutes 20 minutes 25 minutes 30 minutes
1 32 0 180 - - - - - -
2 31 0 180 - - - - - -
3 31 0 136 130 129 129 127 126 125
4 30 0 139 136 134 132 127 125 120
5 26 0 111 109 108 103 100 93 87
6 27 0 132 130 129 126 126 124 123

実施例
実施例1~2において、有機物吸着率を測定した。得られた測定結果は、次の表3に示される。
有機物吸着率:所定濃度の有機化合物の水-メタノール(2:8)混合溶媒に溶解し、その
溶液5mlにコンポジット70mgを加え、スターラで一日攪拌した。
その後、溶液を30分間遠心分離し、上澄み溶液をシリンダに取り付け
たフィルターを通して、コンポジットを除去した。
得られた溶液を、UV-visスペクトルにより極大吸収波長の吸光度(A)
の測定を行った。吸着率は、下記式より算出した。式中、A0は吸着前
の有機化合物溶液の吸光度である。
有機物吸着率 (%)= [(A0-A) / A0]×100

表3
有機化合物名 濃度(ミリモル/L) 実施例7 実施例8
ビスフェノールA 0.03 23 17
ビスフェノールAF 0.03 66 59
パーフルオロビフェノール 0.01 53 49
ビフェノール 0.034 13 8.6
オクタフルオロ-4,4′-ビフェノール 0.02 61 63
Examples 7-8
In Examples 1 and 2, the organic matter adsorption rate was measured. The measurement results obtained are shown in Table 3 below.
Organic adsorption rate: Dissolve organic compounds at a given concentration in a water-methanol (2:8) mixed solvent.
70 mg of the composite was added to 5 ml of the solution and stirred with a stirrer for one day.
The solution is then centrifuged for 30 minutes and the supernatant solution is attached to the cylinder.
The composite was removed by passing through a filter.
The absorbance (A) at the maximum absorption wavelength of the obtained solution was measured by UV-vis spectrum
was measured. The adsorption rate was calculated from the following formula. In the formula, A 0 is before adsorption
is the absorbance of an organic compound solution of
Organic matter adsorption rate (%) = [(A 0 - A) / A 0 ] x 100

Table 3
Organic compound name Concentration (mmol/L) Example 7 Example 8
Bisphenol A 0.03 23 17
Bisphenol AF 0.03 66 59
Perfluorobiphenol 0.01 53 49
Biphenol 0.034 13 8.6
Octafluoro-4,4′-biphenol 0.02 61 63

Claims (4)

一般式
HO(CH 2 ) a CF(CF 3 )〔OCF 2 CF(CF 3 )〕 b O(CF 2 ) c O〔CF(CF 3 )CF 2 O〕 d CF(CF 3 )(CH 2 ) a OH 〔III〕
(ここで、aは1~3、b+dは0~50、cは1~6の整数である)で表される含フッ素アルコール、テトラアルコキシシランと、少なくとも1個のアミノ基および/または水酸基を有し、スルホ基を有しない基である、-CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 、-CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH(OH)CH 2 OH、-CH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 または-CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH(OH)CH 2 N=C(NH 2 )NH(CH 2 ) 3 CH(NH 2 )COOHで表面が修飾されたシリカ粒子との縮合体からなる含フッ素シリカコンポジット粒子。
General formula
HO(CH2 ) aCF ( CF3 ) [OCF2CF ( CF3 ) ] bO ( CF2 ) cO [ CF(CF3 ) CF2O ] dCF ( CF3 ) ( CH2 ) aOH [III]
(where a is 1 to 3, b+d is 0 to 50, and c is an integer of 1 to 6), a tetraalkoxysilane, and at least one amino group and/or or -CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 , -CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH(OH)CH 2 OH, -CH 2 CH 2 CH 2 NHCH , which are groups having a hydroxyl group and not having a sulfo group 2CH2NH2 or -CH2CH2CH2OCH2CH ( OH ) CH2N = C (NH2 ) NH ( CH2 ) 3CH ( NH2 ) COOH surface - modified silica particles A fluorine-containing silica composite particle comprising a condensate.
平均粒子径が50~200μmの修飾されたシリカ粒子が用いられた請求項記載の含フッ素シリカコンポジット粒子。 2. The fluorine-containing silica composite particles according to claim 1 , wherein modified silica particles having an average particle size of 50 to 200 μm are used. 請求項1または2記載の含フッ素アルコール、テトラアルコキシシランおよびシリカ粒子を、アルカリ性または酸性触媒を用いて縮合反応させることを特徴とする含フッ素シリカコンポジット粒子の製造法。 3. A method for producing fluorine-containing silica composite particles, which comprises subjecting the fluorine-containing alcohol according to claim 1 or 2 , tetraalkoxysilane and silica particles to a condensation reaction using an alkaline or acidic catalyst. 請求項1または2記載の含フッ素シリカコンポジット粒子を有効成分とする撥水親油剤。 3. A water-repellent and lipophilic agent comprising the fluorine-containing silica composite particles according to claim 1 or 2 as an active ingredient.
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