JPH02167813A

JPH02167813A - コロイダルシリカメタノールゾルの製造方法

Info

Publication number: JPH02167813A
Application number: JP32236288A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Yamada; 美穂山田
Original assignee: Mitsubishi Monsanto Chemical Co
Current assignee: Mitsubishi Kasei Polytec Co
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-28
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JP2638170B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野１本発明は、コロイグルシリ力メタノールゾルの９１遣方
法に関する。更に詳しくは、コロイダルシリ力水性ゾル
から、分散性の安定なコロイグルシリ力メタノールゾル
を製造する方法に関する。

「従来の技術１シリカゾルの分散媒が水であるため、接着剤、横斜、樹
脂加工等の用途に使用される際、分散性が悪いという問
題があった。このような有機物との分散性を改良するた
めには、シリカゾルの分散媒を水から有機溶媒に代えて
、オルガ／シリカゾルにすることが必要であった。

従来、オルガ／シリカゾルを９１造する方法としては、
米国特許第２，２８５，４４６号〜第２，２８５．４４
９号明細書に示されているように、水を分散媒とするシ
リカゾルに、水と共沸組成を形成する極性有機溶媒を混
合し、共沸させて水を除去する方法、特公昭５３−７９
９号公報に示されているように、水ガラスの中和水溶液
からシロキシシラ／−ルを極性有機溶媒で抽出分離し、
得られた溶液中にオルガ／シリカゾルを添加する方法、
等が提案されている。

しかしながら、前者の方法によるときは、加熱によって
共沸させる際、シリカ粒子同士が衝突し合い凝集が起る
ため、ゾルの安定性が悪化するばかりでなく、低沸点の
有機溶媒を使用する場合は、共沸させる際の有機溶媒の
蒸発割合が水のそれに比較して多いために、多量の有機
溶媒を使用する必要がある、という欠点がある。一方、
後者の方法では、水〃ラスを中和する工程があるため、
ナトリウム塩の混入は避けられず、またシリカが低分子
量であることから、高濃度でかつ安定なオルガノシリカ
ゾルを得ることは困難である。また、低沸点の極性有機
溶媒を使用して抽出分離する場合は、シリカの収率が低
いために安価にオルガノシリカゾルを得ることができな
いばかりでなく、作業の再現性に乏しい、という欠点が
ある。

１−、記方法の欠点を排除しｒこ方法として、特開昭５
９　８６１４号公報に記載の方法が提案されている。こ
の方法は、水を分散媒としたシリカゾルに有機溶媒を添
加したあと、限外濾過膜で脱水する方法である。しかし
ながら、発明者の実験によると、水を分散媒とした通常
のシリカゾルは、メタノールやエタノールに難溶性の金
属イオンを含有してす３す、これら金属イオンの含有量
が多いときは、これに有機溶媒を混合すると、シリカが
凝集してしまい、シリカが限外Ｗ過膜に付着してしまう
、という問題があることが分った。

「発明が解決しようとする課題１本発明は、上記の従来の欠点を排除した、次の課題を解
決することを目的とする。

（１）金属イオンを含まないオルが／シリカゾルの製法
を提供する。

（２）　シリカ濃度の高いオルガノシリカゾルの製法を
提供する。

（３）分散安定性の優れたオルガノシリカゾルの製法を
提供する。

「課題を解決するための手＃′；Ｌ］上記目的を遠戚するために、本発明は、コロイダルシリ
カ水性ゾルに含まれている金属イオンをイオン交換法に
よって除去し、ついで有機性の塩基を添加し、続いてメ
タノールと混合したあと、限外濾過膜によって８Ｂ縮脱
水することを特徴とするコロイグルシリ力メタノールゾ
ルの製造方法を要旨とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明では、コロイグルシリカ水件ゾルを原料とする。

本発明を適用するのに好ましいコロイダルシリカ水性ゾ
ルは、シリカの平均粒子径が３０−〜５００ｎｍの範囲
であり、水性ゾル中の濃度がＳｉＯ□として１〜５０重
量％の範囲のものである。シリカの平均粒子径が３０Ｌ
Ｉ＋未満または５００ｎｍを超えるものは、最終的に得
られるコロイグルシリカメタノールゾルの分散安定性が
低下するので、好ましくない。また、水性ゾル中の濃度
がＳ　ｉ　Ｏ２として１重量％未満では、濃度が低すぎ
て経済的ではなく、５０重量％を超えるときは、分散性
が悪いので好ましくない。水性ゾル中の濃度はＳ　ｉ　
０２　として２０〜５０重量％が好ましく、特に好まし
いのは２５〜４５重量％の範囲である。

本発明では、上記のコロイダルシリカ水性ゾルを原料と
し、まず、イオン交換法によってコロイダルシリカ水性
ゾルに含まれている金属イオンを除去する９金属イオン
を除去するのは、最終的に得られるコロイグルシリカメ
タノールゾル中のシリカの凝集を起こさせないようにす
るためである。

コロイダルシリカ水性ゾルに含まれている金属イオンと
しては、ナトリウム、アルミニウム、鉄などがあ１デら
れ、中でもナトリウムイオンが最も多く含まれる。これ
ら金属イオンをイオン交換法によって除去するには、陽
イオン交換法により、通常の操作条件によればよい。

本発明方法によるときは、イオン交換性１コよって金属
イオンを除去したコロイダルシリカ水性ゾルに、有機性
の塩基を添加する。有機性の塩基は、コロイダルシリカ
水性ゾルのｐＨを９〜１２の範囲にｍ％して水性ゾルの
分散安定性を向上させるととらに、この水性ゾルにメタ
ノールを加えたときのコロイグルシリ力の分散安定性を
も向上させ！Ｉ機能を果す。

本発明で使用される有機性の塩基としては、アンモニア
、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチ
ルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水
酸化メチルトリエタノールアンモニウム、水酸化ノメチ
ルジエタ／−ルアンモニウム、水［ｅ）リメチルエタ／
−ルアンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、エ
チルアミン、ノエチルアミン、モ７エタ／−ルアミンな
どがあげられる。これらは１ｆＩ′！でも、２　、ｆ！
Ｊ以ト、であってもよい。

コロイダルシリカ水性ゾルに添加する有ｈｌ性の塩基の
童は、化合物の種類によって異なり、水性ゾルのｐＨを
９〜１２の範囲とする量で選ぶのが己好ましい。

一１本発明方法によるときは、有機性の塩基を添加した
あとのコロイダルシリカ水性ゾルとメタノールとを混合
する。水性ゾルとメタノールとの混合手順には特に制約
はなく、水性ゾルにメタノールを加える方法、メタノー
ルに水性ゾルを加える方法、両者を一定の割合で混合す
る方法等、いずれであってもよい、水性ゾルに混合する
メタノールの量は、特に制約はないが、水性ゾルに含ま
れる水に対して重量比で１倍以上とするのが好ましい。

両者を混合したあとは、充分に攪拌する必要がある。

本発明方法によるときは、上記メタノールを混合したあ
との混合物を、限外濾過法によって濾過し、濃縮を行な
う。得られた濃縮液に再びメタノールを添加して希釈し
、限外濾過法によるａ１＠操作を行なうという操作を数
回繰り返すことにより、分散媒を水からメタノールにＩ
ｎ換することができる。

一ヒの限外濾過法による濃縮脱水操作を行なう際に使用
できる限外濾過膜は、孔径が散大から数百大のものであ
れば制限なく使用できるが、濾過膜は、原料とするコロ
イダルシリカ水性ゾル中のシリカの平均粒子径、シリカ
の濃度などを勘案して、選択するのが好ましい。これら
に配慮すれば、濾、過膜の形状に制限がなく、平膜、管
状、中空糸、スパイラル等のどの形状であってもよい。

また、限外濾過操作中にシリカゾルがｖＦ、燥するのを
防ど。

目的で低温とし、かつ密閉状態で操作するのが好ましい
。

本発明方法によるときは、上記限外濾過法によって分散
媒を水からメタノールに置換し、シリカの濃度を高める
ことができるが、シリカ）農度が高すぎると分散安定性
が悪くなるので、Ｓ　ｉ　Ｏ２として７０重１％以下、
好ましくは６０重量％以下とするのがよい。

本発明方法で得られたコロイダルシリカメタノールゾル
は、有機物との親和性に優れているという長所を生かし
、接着剤、漿料、樹脂加工等の用途に使用できる。

「発明の奏する効果１本発明は以上説明したとおりであり、次のように特別に
顕著な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大で
ある。

（１）本発明方法によるときは、金属イオンを含まない
オルガノシリカゾルを、工業的有利に製造することがで
きる。

（２）本発明方法によるときは、シリカ濃度の高いオル
が／シリカゾルを、工業的有利に９１造することができ
る。

（３）本発明方法によるときは、コロイダルシリカ水性
ゾル、コロイグルシリ力メタノールゾルともに分散安定
性が優れているので、シリカの凝集がおこりにくく、限
外濾過法による操作の際に、限外濾過膜にｉ果物が付着
するという問題が生じない。

「実施例」次に、本発明を実施例および比較例によって、更に詳細
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の例に制約されるものではない。

実施例１平均粒子径が１２５ｎ＋ｌＩで、シリカ粒子を５０重１
％含有するコロイダルシリカ水性ゾル１．０ＯＯｎ＋ｌ
　を、陽イオン交換樹脂（三菱化成（株）製のＤＩＡＩ
ＯＮ　　ＳＫ　　ＩＢ）を通過させて陽イえ、水性ゾル
のｐＨを１０．６に調節した。

ｐＨを調節したあとの水性ゾルに、メタノール１．００
０＋ａｌ　を加えてよく溜１合したあと、分両分子電限
界がｉｏ、ｏｏｏの限外濾過膜（ＭＩＬＬＰＯＲＥ畦製
のＰｃ１ｌｃｏｎ　ＰＴ膜）を使用して、濾過操作を行
なった。濾過液量が１，０００＋ａｌ　に達した時に、
母液に新たにメタノール１．０００ｍ１　を追加しｌ！
過操作を行なった。その後同様の操作を合計して６回行
なった。この間、限外１Ｉｌｔ過膜への凝集シリカの付
着は全く認められなかった。

最終的に得られたものは、９８０ｇのコロイグルシリ力
メタノールゾルであり、シリカ濃度（ＳｉＯｚとして）
４３．６重量％、水分含有率０．４重量％の組成であっ
た。

実施例２実施例１に記載の例において、水性ゾルに添加する有機
性の塩基をモノエタ／−ルアミンに代え、水性ゾルのｌ
）Ｈを１０．１に調節したほかは、同例におけると同様
の手順で、コロイグルシリカメタノールゾルを製造した
。

ＲｌＰ−的に得られたものは９９２ｇのコロイグルシリ
カメタノールゾルであり、シリカ濃度（Ｓ；０２として
）４５．７重量％、水分含有率０．７４重重景の組成で
あった。

比較例１実施例１に記載の例において、水性ゾルから金属イオン
を除去せず、かつ、水性ゾルにアンモニアを添加しなか
ったほかは、同例におけると同様の手順て゛、コロイダ
ルシリカメタノールゾルを製造した。

水性ゾルにメタノールを添加、混合し、この混合物を限
外ｍ適法によってｌＡｉ遇する際、凝集したシリカが限
外濾過膜に多量付着し、濾過操作が啄めて困難であった
。

比較例２実施例１に記載の例において、水性ゾルにアンモニアを
添加しなかったほかは、同例におけると同様の手順で、
フロイダルシリカメタノールゾルを製造した。

水性ゾルにメタノールを添加、混合し、この混合物を限
外！ｆ適法によって濾過する際、凝集したシリカが限外
′ｔｉ過膜に付消し、濾過操作が困難であった。

出願人　三菱モンサント化或株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

コロイダルシリカ水性ゾルに含まれている金属イオンを
イオン交換法によって除去し、ついで有機性の塩基を添
加し、続いてメタノールと混合したあと、限外濾過法に
よって濃縮脱水することを特徴とする、コロイダルシリ
カメタノールゾルの製造方法。