JPH03159911A - 球状シリカ粒子の製造方法 - Google Patents
球状シリカ粒子の製造方法Info
- Publication number
- JPH03159911A JPH03159911A JP1295230A JP29523089A JPH03159911A JP H03159911 A JPH03159911 A JP H03159911A JP 1295230 A JP1295230 A JP 1295230A JP 29523089 A JP29523089 A JP 29523089A JP H03159911 A JPH03159911 A JP H03159911A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spherical silica
- hydrochloric acid
- silicon alkoxide
- mole
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 title abstract description 20
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 5
- -1 silicon alkoxide Chemical class 0.000 claims description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 6
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 6
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 abstract 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- KCTGOQZIKPDZNK-UHFFFAOYSA-N tetrapentyl silicate Chemical compound CCCCCO[Si](OCCCCC)(OCCCCC)OCCCCC KCTGOQZIKPDZNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Polymers (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
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。
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〕
本発明は、球状シリカの製造方法に関し、詳しくは液体
クロマトグラフイー等の充填材、液晶表示用スペーサー
、樹脂等の充填材として有効な球状シリカの製造方法に
関する。
クロマトグラフイー等の充填材、液晶表示用スペーサー
、樹脂等の充填材として有効な球状シリカの製造方法に
関する。
従来より、粒子径１，ｍ以上の球状シリカを製造する方
法として以下の方法が知られている。
法として以下の方法が知られている。
例えば、シリコンアルコキシドとしてテトラペンチルシ
リケートを、触媒としてアンモニアを、溶媒としてプロ
パノール：メタノール（３ ： １）の混合溶媒を使用
することにより粒径が２ＩＪｍまでの球状シリカを製造
する方法が知られている［Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ ＆ Ｉ
ｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉ．， ２６． ６２−６９（
１９６８）］。
リケートを、触媒としてアンモニアを、溶媒としてプロ
パノール：メタノール（３ ： １）の混合溶媒を使用
することにより粒径が２ＩＪｍまでの球状シリカを製造
する方法が知られている［Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ ＆ Ｉ
ｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉ．， ２６． ６２−６９（
１９６８）］。
しかしながら、この方法では粒径２湘以上の球状シリカ
を得ることが困難であった。
を得ることが困難であった。
また、シリコンアルコキシドを加水分解してシリカ粒子
を製造する方法として、水及びアンモニアの濃度を一定
に維持して粒子を成長させることにより球状シリカを製
造する方法（特開昭６３３１０．７１４号公報）や、常
法により核となるシリカ粒子を生成させ、次いでこの粒
子をゆっくり成長させることにより球状シリカを製造す
る方法（特開昭６２−２６０， ７１２号公報）等も知
られている。しかしながら、これらの方法では、製造工
程が複雑であるという問題があった。
を製造する方法として、水及びアンモニアの濃度を一定
に維持して粒子を成長させることにより球状シリカを製
造する方法（特開昭６３３１０．７１４号公報）や、常
法により核となるシリカ粒子を生成させ、次いでこの粒
子をゆっくり成長させることにより球状シリカを製造す
る方法（特開昭６２−２６０， ７１２号公報）等も知
られている。しかしながら、これらの方法では、製造工
程が複雑であるという問題があった。
また、水ガラスゾル等を油中で水滴型に乳化させた状態
でゲル化させることにより球状シリカを製造する方法も
知られている（特開昭６０−７１， ５１６号公報）。
でゲル化させることにより球状シリカを製造する方法も
知られている（特開昭６０−７１， ５１６号公報）。
しかしながら、この方法では、シリコンアルコキシドを
原料とする方法に比べて純度が劣り、粒径が５／Ｊｒｎ
以下のものを製造することは困難であった。
原料とする方法に比べて純度が劣り、粒径が５／Ｊｒｎ
以下のものを製造することは困難であった。
一方、シリコンアルコキシドを加水分解する方法として
、シリコンアルコキシドに対して２倍モルのアルコール
溶媒中で高濃度の塩酸触媒の存在下に加水分解する方法
が知られている ｆ（ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｌｅｔｔｅｒｓ， １７９
１−１７９４（１９８７）］ ． Ｌかしながら、こ
の方法ではシリカ粒子が凝集して塊状ゲルとなり、均一
な粉体状の球状シリカを得ることはできない。
、シリコンアルコキシドに対して２倍モルのアルコール
溶媒中で高濃度の塩酸触媒の存在下に加水分解する方法
が知られている ｆ（ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｌｅｔｔｅｒｓ， １７９
１−１７９４（１９８７）］ ． Ｌかしながら、こ
の方法ではシリカ粒子が凝集して塊状ゲルとなり、均一
な粉体状の球状シリカを得ることはできない。
そこで、本発明者らは、これら従来技術が有する問題を
解決し、１〜２０／Ｊｒｎの範囲の任意の粒径の球状シ
リカ粒子を効率良く安定的に製造することができる方法
を開発すべく鋭意研究を行った結果、大量のアルコール
溶媒中で高濃度の塩酸存在− ３ 下に少なめの水によりシリコンアルコキシドを加水分解
することにより、所望の粒径の球状シリカ粒子を効率良
く安定的に製造することができることを見出し、本発明
を完成するに至った。
解決し、１〜２０／Ｊｒｎの範囲の任意の粒径の球状シ
リカ粒子を効率良く安定的に製造することができる方法
を開発すべく鋭意研究を行った結果、大量のアルコール
溶媒中で高濃度の塩酸存在− ３ 下に少なめの水によりシリコンアルコキシドを加水分解
することにより、所望の粒径の球状シリカ粒子を効率良
く安定的に製造することができることを見出し、本発明
を完成するに至った。
従って、本発明の目的は、１〜２０湘の範囲の任意の粒
径の球状シリカ粒子を効率良く安定に製造することがで
きる、生産性に優れた球状シリカ粒子の製造方法を提供
することにある。
径の球状シリカ粒子を効率良く安定に製造することがで
きる、生産性に優れた球状シリカ粒子の製造方法を提供
することにある。
すなわち、本発明は、シリコンアルコキシドを加水分解
することにより球状シリカを製造する方法において、（
ａ）使用する水のモル比がシリコンアルコキシドに対し
て１〜２倍モルであり、（ｂ）アルコール溶媒の量がシ
リコンアルコキシドの１モルに対して０．２〜１．７ｌ
であり、（ｅ）使用する触媒が塩酸である、球状シリカ
の製造方法である。
することにより球状シリカを製造する方法において、（
ａ）使用する水のモル比がシリコンアルコキシドに対し
て１〜２倍モルであり、（ｂ）アルコール溶媒の量がシ
リコンアルコキシドの１モルに対して０．２〜１．７ｌ
であり、（ｅ）使用する触媒が塩酸である、球状シリカ
の製造方法である。
以下、本発明の球状シリカ粒子の製造方法について具体
的に説明する。
的に説明する。
本発明において使用できるシリコンアルコキシドとして
は反応性を考慮した場合、好ましくはテトラメチルオル
ソシリケートである。
は反応性を考慮した場合、好ましくはテトラメチルオル
ソシリケートである。
また、本発明において使用できるアルコール溶媒として
は、メタノール、エタノール、プロパノール等があるが
、メタノールが最も好ましい。メタノール以外のアルコ
ールを用いた場合、シリコンアルコキシドのアルキル基
の置換反応が起こり易くなり、加水分解に時間がかかる
ようになる。
は、メタノール、エタノール、プロパノール等があるが
、メタノールが最も好ましい。メタノール以外のアルコ
ールを用いた場合、シリコンアルコキシドのアルキル基
の置換反応が起こり易くなり、加水分解に時間がかかる
ようになる。
本発明において、加水分解に使用する水は、シリコンア
ルコキシドｌモルに対して１〜２倍モルの範囲が好まし
い。この範囲より少ないと反応速度が遅くなってシリカ
粒子が析出し難くなり、この範囲より多いと反応が急激
に起こり塊状ゲルが発生し易くなるので好ましくない。
ルコキシドｌモルに対して１〜２倍モルの範囲が好まし
い。この範囲より少ないと反応速度が遅くなってシリカ
粒子が析出し難くなり、この範囲より多いと反応が急激
に起こり塊状ゲルが発生し易くなるので好ましくない。
アルコール溶媒の使用量は、シリコンアルコキシド１モ
ルに対して０．２〜１．７ｎの範囲、好ましくは０．４
〜１．２ｆの範囲とすることが好ましい。アルコール溶
媒の使用量が０．２１に満たない場合は十分に分散した
粒子が得られず、一部に塊状ゲルが発生し、また、１．
７１を超えると粒子の生成速度が遅くなって実用性に乏
しくな−５ るので好ましくない。
ルに対して０．２〜１．７ｎの範囲、好ましくは０．４
〜１．２ｆの範囲とすることが好ましい。アルコール溶
媒の使用量が０．２１に満たない場合は十分に分散した
粒子が得られず、一部に塊状ゲルが発生し、また、１．
７１を超えると粒子の生成速度が遅くなって実用性に乏
しくな−５ るので好ましくない。
反応触媒として用いられる塩酸は、シリコンアルコキシ
ド１モルに対して０．１〜０．４モル、好ましくは０。
ド１モルに対して０．１〜０．４モル、好ましくは０。
３〜０．４モルの範囲である。なお、塩酸は塩化水素ガ
スであっても水溶液として用いてもよいが、水溶液とし
て用いた場合は水溶液中に含まれる水は上記加水分解用
の水として扱われる。
スであっても水溶液として用いてもよいが、水溶液とし
て用いた場合は水溶液中に含まれる水は上記加水分解用
の水として扱われる。
本発明の加水分解反応は溶媒中でシリコンアルコキシド
と水と塩酸とを混合し攪拌することによって行うことが
できる。反応が完結した後、ろ過、洗浄、乾燥して球状
シリカ粒子を得ることができる。シリカ粒子の粒径は加
水分解反応の条件を適宜選択することにより制御するこ
とができる。例えば、塩酸の濃度を高くすると粒径を大
きくすることができ、濃度を低くすれば粒径を小さくす
ることができる。また、反応温度を変えることでも粒径
を制御できる。このときの反応温度はＯ℃〜沸点温度、
好ましくは２０〜６０℃の範囲である。
と水と塩酸とを混合し攪拌することによって行うことが
できる。反応が完結した後、ろ過、洗浄、乾燥して球状
シリカ粒子を得ることができる。シリカ粒子の粒径は加
水分解反応の条件を適宜選択することにより制御するこ
とができる。例えば、塩酸の濃度を高くすると粒径を大
きくすることができ、濃度を低くすれば粒径を小さくす
ることができる。また、反応温度を変えることでも粒径
を制御できる。このときの反応温度はＯ℃〜沸点温度、
好ましくは２０〜６０℃の範囲である。
一 〇
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
実施例１〜３
テトラメチルオルソシリケート１モルに対し、水、塩酸
及びアルコール溶媒を第ｌ表に示す割合で反応容器に仕
込み、密封し、所定の温度で攪拌してシリカ粒子を生成
させた後、ろ過、洗浄、乾燥して球状シリカ粒子を得た
。
及びアルコール溶媒を第ｌ表に示す割合で反応容器に仕
込み、密封し、所定の温度で攪拌してシリカ粒子を生成
させた後、ろ過、洗浄、乾燥して球状シリカ粒子を得た
。
得られた球状シリカ粒子を走査型電子顕微鏡で観察した
ところ、各粒子はほぼ真球であった。さらに平均粒子径
と細孔容積とを測定した。結果を第１表に示す。
ところ、各粒子はほぼ真球であった。さらに平均粒子径
と細孔容積とを測定した。結果を第１表に示す。
比較例１〜４
テトラメチルオルソシリケート１モルに対し、水、塩酸
及びアルコール溶媒を第２表に示す割合で反応容器に仕
込み、上記実施例と同様にしてシリカ粒子の製造を試み
た。結果は第２表に示したように、いずれの場合も球状
シリカ粒子を得ることができなかった。
及びアルコール溶媒を第２表に示す割合で反応容器に仕
込み、上記実施例と同様にしてシリカ粒子の製造を試み
た。結果は第２表に示したように、いずれの場合も球状
シリカ粒子を得ることができなかった。
本発明方法によれば、１〜２０／Ｊｌｎの範囲の任意の
粒子径を有する多孔質で高純度の球状シリカ粒子を効率
良く製造することができる。この様な球状シリカ粒子は
液体クロマトグラフイー等の充填材、液晶表示用スペー
サー、樹脂等の充填材として特に有用である。
粒子径を有する多孔質で高純度の球状シリカ粒子を効率
良く製造することができる。この様な球状シリカ粒子は
液体クロマトグラフイー等の充填材、液晶表示用スペー
サー、樹脂等の充填材として特に有用である。
Claims (1)
- （１）シリコンアルコキシドを加水分解することにより
球状シリカを製造する方法において、（ａ）使用する水
のモル比がシリコンアルコキシドに対して１〜２倍モル
であり、 （ｂ）アルコール溶媒の量がシリコンアルコキシドの１
モルに対して０．２〜１．７ｌであり、 （ｃ）使用する触媒が塩酸である ことを特徴とする球状シリカの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295230A JPH03159911A (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 球状シリカ粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295230A JPH03159911A (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 球状シリカ粒子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159911A true JPH03159911A (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=17817897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1295230A Pending JPH03159911A (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 球状シリカ粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03159911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003095637A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Kubota Corp | 球状酸化物粒子の製造方法 |
| WO2012147538A1 (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | エム・テクニック株式会社 | 微粒子の製造方法 |
-
1989
- 1989-11-14 JP JP1295230A patent/JPH03159911A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003095637A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Kubota Corp | 球状酸化物粒子の製造方法 |
| WO2012147538A1 (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | エム・テクニック株式会社 | 微粒子の製造方法 |
| US9427891B2 (en) | 2011-04-26 | 2016-08-30 | M. Technique Co., Ltd. | Method for producing fine particles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2019116396A (ja) | シリカ系粒子分散液及びその製造方法 | |
| JPS61158810A (ja) | 高純度シリカゾルの製造法 | |
| JP3829188B2 (ja) | メソポーラスシリケート及びその製造方法 | |
| JPH04193708A (ja) | 多孔質シリカゲル及びその製造方法 | |
| JPH03159911A (ja) | 球状シリカ粒子の製造方法 | |
| CN109179429B (zh) | 一种氯硅烷残液制备介孔纳米二氧化硅的方法 | |
| JP2000178020A (ja) | 高純度シリカ水性ゾル及びその製造方法 | |
| JPH0687608A (ja) | 単分散球状シリカの製造方法 | |
| JPH10287415A (ja) | 高純度球状シリカの製造法 | |
| JPH0258214B2 (ja) | ||
| JP4421003B2 (ja) | 珪酸リチウムの製造方法 | |
| JPH10226511A (ja) | 超高純度球状シリカ微粒子の製造方法 | |
| JP2722627B2 (ja) | シリカ核粒子の成長方法 | |
| JPH0159975B2 (ja) | ||
| RU2235684C2 (ru) | Способ получения мелкодисперсного высокопористого диоксида кремния | |
| JP2915224B2 (ja) | 無機酸化物粒子の製造方法 | |
| JPH022805B2 (ja) | ||
| JPH08337413A (ja) | シリカ粒子およびその製造方法 | |
| JPS6259515A (ja) | 高純度珪酸水和物の製造方法 | |
| JPS6366774B2 (ja) | ||
| JP3582093B2 (ja) | シリカガラスの製造方法 | |
| JPS643812B2 (ja) | ||
| JPS62226821A (ja) | ガラス製造法 | |
| JPH06287013A (ja) | 合成シリカの製造方法 | |
| JPS6126525A (ja) | 石英ガラスの製造方法 |