JPH07292118A - Production of inorganic silicic acid polymer - Google Patents

Production of inorganic silicic acid polymer

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JPH07292118A
JPH07292118A JP6336958A JP33695894A JPH07292118A JP H07292118 A JPH07292118 A JP H07292118A JP 6336958 A JP6336958 A JP 6336958A JP 33695894 A JP33695894 A JP 33695894A JP H07292118 A JPH07292118 A JP H07292118A
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JP
Japan
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phosphoric acid
silicic acid
acid
silicic
polycondensate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6336958A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Suzuki
信雄 鈴木
Tomoharu Fujita
智治 藤田
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a new polymer having a high degree of linear structure and capable of giving an inorganic material excellent in flexibility, etc., by hydrolyzing a silicon alkoxide and treating the obtained silicic acid polycondensate with phosphoric acid (ester). CONSTITUTION:This silicic acid polymer is obtained by hydrolyzing a silicon alkoxide in which silicon is bound with plural alkoxides to obtain a linear or monocyclic silicic acid polycondensate, optionally further hydrolyzing the obtained silicic acid polycondensate and subsequently treating the product with a linear, cyclic or network polyphosphoric acid or mono-, di-, or tri-hydrocarbon substituted phosphoric acid ester once or more than one time. The silicic acid polymer is expressed by formula I [i=1-20; m=0-200 R is H, a 1-6C alkyl, etc.], having a number-average molecular weight of >=1000. Further, the silicic acid polymer is blocked with a phosphoric acid (ester) consisting of an oligomer whose having a weight-average molecular weight/number-average molecular weight ratio of >=1.2. The silicic acid esters of formulae II to V, etc., are examples of the polymer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 〔発明の詳細な説明〕[Detailed Description of the Invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高度に線状の構造(末
端で縮合した単環状構造を含む)を持つ新規な無機ケイ
酸重合体の製造方法に関する。本発明は、特にリン酸又
はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体の製
造方法に関し、さらにそのリン酸又はリン酸エステル基
でブロックされたケイ酸重合体を加水分解条件下で固化
せしめることを特徴とする無機成型体化されたケイ酸重
合体の製造方法をも提供する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for producing a novel inorganic silicic acid polymer having a highly linear structure (including a terminally condensed monocyclic structure). The present invention particularly relates to a method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group, and further solidifying the silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group under hydrolysis conditions. Also provided is a method for producing an inorganic molded silicic acid polymer characterized by the above.

【0002】本発明は、またケイ素アルコキシドを加水
分解反応、特には重縮合条件下で加水分解反応せしめ、
ケイ酸重合体を形成せしめるにあたり、ケイ素アルコキ
シドを部分的に反応せしめてケイ酸部分重縮合体を形成
せしめ、次に得られた生成物を少なくとも1回リン酸又
はリン酸エステルでブロッキング処理することを特徴と
する、特には得られた生成物を部分的に加水分解反応処
理した後得られた生成物を少なくとも1回リン酸又はリ
ン酸エステルでブロッキング処理することを特徴とする
リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重
合体の製造方法に関し、さらにはそのようにして得られ
たリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸
重合体をさらに加水分解反応せしめて、ケイ酸ゲルある
いはゾルを形成させることにも関する。特に、本発明
は、高度に強い強度をもち、それでいながら柔軟性をも
つ無機材料製品を提供するにある。
The present invention also hydrolyzes a silicon alkoxide, particularly under polycondensation conditions,
In forming a silicic acid polymer, partially reacting a silicon alkoxide to form a silicic acid partial polycondensate, and then subjecting the obtained product to at least one blocking treatment with phosphoric acid or a phosphoric acid ester. In particular, the phosphoric acid or phosphorus characterized in that the product obtained is partially hydrolyzed and then the product obtained is subjected to a blocking treatment with phosphoric acid or a phosphoric acid ester at least once. The present invention relates to a method for producing a silicic acid polymer blocked with an acid ester group, and further, the phosphoric acid thus obtained or the silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid ester group is further hydrolyzed to give silicic acid. It also relates to forming a gel or sol. In particular, the present invention is to provide an inorganic material product having a very high strength and yet being flexible.

【0003】[0003]

【従来技術及び解決すべき課題】ケイ素アルコキシドの
ような金属アルコキシドを加水分解処理などして得られ
る無機系材料からなるゾルあるいはそれから誘導される
無機系材料物質は、耐熱性、耐燃焼性に優れ、且つまた
耐放射線性もあり、その硬度が高く耐磨耗性がある。こ
のような無機系材料物質は、耐油性や耐溶剤性もあり、
その特性を生かして、耐熱材、不燃材、熱線反射材、電
気絶縁材、透明導電材、防蝕材、耐薬品性付与材、耐磨
耗性を持つような表面保護材、反射防止や潤滑作用を有
する特殊機能材としての利用が期待されている。
2. Description of the Related Art Sols made of inorganic materials obtained by hydrolyzing metal alkoxides such as silicon alkoxides or inorganic material derived therefrom are excellent in heat resistance and combustion resistance. It also has radiation resistance, its hardness is high and it is abrasion resistant. Such inorganic material substances also have oil resistance and solvent resistance,
Utilizing these characteristics, heat resistant materials, non-combustible materials, heat ray reflective materials, electrical insulating materials, transparent conductive materials, anticorrosive materials, chemical resistance imparting materials, surface protective materials with abrasion resistance, antireflection and lubrication effects It is expected to be used as a special functional material having

【0004】これら無機系材料物質は、その特性を生か
しての利用開発が現在進められつつあるところである。
これら無機系材料物質は、また新規なセメント代替材料
としても有望である。これまで液体原料であるこうした
金属アルコキシドを加水分解あるいは重縮合することに
より、微粒子が液体媒体中に分散しているゾル状態のも
のからそのゾルが固まったところのゲル状態のものに転
化せしめられ、こうして得られたゲルをそのまま利用す
るか、あるいはさらに熱などを加えるなどして固体のガ
ラスやセラミックスとすることが行われている。これは
一般にゾル−ゲル法と呼ばれている。
The utilization development of these inorganic material substances making the most of their characteristics is currently under way.
These inorganic material substances are also promising as new cement substitute materials. By hydrolyzing or polycondensing such a metal alkoxide that is a liquid raw material, it is possible to convert from a sol state in which fine particles are dispersed in a liquid medium to a gel state where the sol is solidified, The gel thus obtained is used as it is, or is further heated to form solid glass or ceramics. This is generally called the sol-gel method.

【0005】しかしながら、例えば、テトラエトキシシ
ラン〔Si(OEt)4 、TEOS〕のような金属アル
コキシドを通常の方法で加水分解処理などして得られる
無機系材料は、三次元的に重合する結果、得られたもの
は脆いという欠点を有している。テトラエトキシシラン
の加水分解反応を次式に示す。
However, for example, an inorganic material obtained by subjecting a metal alkoxide such as tetraethoxysilane [Si (OEt) 4 , TEOS] to hydrolysis treatment in a usual manner results in three-dimensional polymerization, The product obtained has the disadvantage of being brittle. The hydrolysis reaction of tetraethoxysilane is shown in the following formula.

【0006】[0006]

【化3】 [Chemical 3]

【0007】このような従来の手法を利用し得られたガ
ラスやセラミックスなどは、三次元立体構造をとり、前
記したように固くて脆いものとなってしまっていた。こ
れがセメント代替材料としての使用に当たっては大きな
問題となっていた。
The glass, ceramics, etc. obtained by utilizing such a conventional method have a three-dimensional three-dimensional structure and have become hard and brittle as described above. This has been a major problem when used as a cement substitute material.

【0008】本発明者らは、上記した問題点を解決する
には、ケイ素アルコキシドのような多くの官能性基を持
つ金属アルコキシドを高分子化して無機系材料物質を製
造するにあたり、その生成物質の構造が線状のもの、す
なわち単位成分が極力一次元的に長くリニア状に連なっ
たものであれば、有機ポリマーのように柔軟性や弾力的
性質を持つことができるのではないかと考えて、そのよ
うな構造の無機系材料物質を製造すべく鋭意研究を行っ
た。
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention produce a material of an inorganic material by polymerizing a metal alkoxide having many functional groups such as silicon alkoxide. I think that if the structure of is linear, that is, if the unit components are one-dimensionally long and linearly connected, it may have flexibility and elasticity like an organic polymer. , And conducted intensive research to produce an inorganic material having such a structure.

【0009】これまでこのような金属アルコキシドの一
種であるテトラエトキシシランのようなSi−O骨格形
成原料を用いて得られるSi−O−Si結合を持つ無機
系材料の生成物質の構造の制御についての研究はあまり
なく、さらにテトラエトキシシランのような四つもの官
能性基を持つ金属アルコキシドの高分子化反応における
その無機生成物質の構造の制御には、それが多数の官能
性基を持つことからその高分子化にあたって多くの課題
がある。実際、このテトラエトキシシランを出発原料と
して高分子化する場合、触媒を調整して、通常は酸ある
いはアルカリによりpHを調整して反応制御を行ってお
り、その重合反応速度や重合反応の操作のし易さといっ
た観点からは、pHを高くする必要があるが、pHが高
すぎると三次元立体構造をとりやすくなり、所望の構造
を得ることは困難であったし、また再現性のある結果を
得ることもできなかった。
Regarding the control of the structure of the product of the inorganic material having the Si—O—Si bond obtained by using the Si—O skeleton forming raw material such as tetraethoxysilane which is one of the metal alkoxides. However, the control of the structure of the inorganic product in the polymerization reaction of metal alkoxides with four functional groups such as tetraethoxysilane is not possible due to the fact that it has many functional groups. Therefore, there are many problems in making the polymer. Actually, when polymerizing this tetraethoxysilane as a starting material, the reaction is controlled by adjusting the catalyst and usually adjusting the pH with an acid or an alkali. From the viewpoint of ease of use, it is necessary to raise the pH, but if the pH is too high, it becomes difficult to obtain a three-dimensional three-dimensional structure, and it is difficult to obtain the desired structure. Couldn't even get.

【0010】[0010]

【課題を解決する手段】本発明者らは、ケイ素アルコキ
シドのような多くの官能性基を持つ金属アルコキシドを
高分子化して無機系材料物質を製造するにあたり、その
生成物質の構造が線状のもの、すなわち単位成分が極力
一次元的に長くリニア状に連なった構造の無機系材料物
質を製造すべく鋭意研究を行った結果、簡単な方法によ
り、均一で且つ再現性のある線状の構造をもつ無機系材
料物質を製造することに成功した。
Means for Solving the Problems In producing an inorganic material substance by polymerizing a metal alkoxide having many functional groups such as a silicon alkoxide, the inventors of the present invention have a linear structure. As a result of earnest research to produce a substance, that is, an inorganic material substance having a structure in which unit components are linearly connected as long as possible in one dimension as much as possible, a uniform and reproducible linear structure is obtained by a simple method. We succeeded in producing an inorganic material with

【0011】[0011]

【化4】 [Chemical 4]

【0012】本発明者らは、この成果を基に更に無機ブ
ロッキング剤を用いるなどより無機材料のみを含み、安
価な材料を利用してなる無機系材料物質を製造すること
を試み、本発明を完成した。この方法を式で示すと次の
ようなものである。
Based on this result, the present inventors tried to produce an inorganic material substance containing an inorganic material only by using an inorganic blocking agent and using an inexpensive material, and the present invention was obtained. completed. This method is expressed by the following formula.

【0013】[0013]

【化5】 上式中nは1以上の整数、好ましくは1〜30で、m
は、0以上の整数、好ましくは0〜20である。
[Chemical 5] In the above formula, n is an integer of 1 or more, preferably 1 to 30, and m
Is an integer of 0 or more, preferably 0 to 20.

【0014】本発明では、ケイ素アルコキシドを先ず加
水分解反応せしめてケイ酸重縮合体を形成せしめる。こ
の反応は、重縮合条件下で行われうるが、ケイ素アルコ
キシドを部分的に水と反応させることで、部分的に縮合
したケイ酸重合体を得るのが好ましい。特に一次元的に
長くリニア状に連なった構造の2〜30のケイ素含有重
縮合体あるいはリニア体が末端で結合した環状構造の2
〜40のケイ素含有重縮合体を多く含むようにして行う
のが好ましい。得られた生成物は、単一の成分に分離し
てから使用することもできるが、通常は得られたものを
そのまま次の反応に付してよい。次に得られたケイ酸重
縮合体生成物を少なくとも1回リン酸又はリン酸エステ
ルで処理することことによりリン酸又はリン酸エステル
基でブロックされたケイ酸重合体が製造できる。該ケイ
酸重縮合体生成物は部分的に加水分解してリン酸又はリ
ン酸エステル基でブロックするのが容易にできるように
処理することが好ましいが、リン酸又はリン酸エステル
で処理する場合に同時にこうした条件を達成するように
することもできる。
In the present invention, the silicon alkoxide is first hydrolyzed to form a silicic acid polycondensate. This reaction can be carried out under polycondensation conditions, but it is preferred to partially react the silicon alkoxide with water to obtain a partially condensed silicic acid polymer. Particularly, 2 to 30 silicon-containing polycondensates having a linearly long linear structure or a cyclic structure having a linear structure bonded at the end 2
It is preferable to carry out so as to contain a large amount of ˜40 silicon-containing polycondensate. The obtained product can be used after separating it into a single component, but usually, the obtained product may be directly subjected to the next reaction. Next, the obtained silicic acid polycondensation product is treated at least once with phosphoric acid or a phosphoric acid ester to produce a silicic acid polymer blocked with phosphoric acid or a phosphoric acid ester group. The silicic acid polycondensation product is preferably treated so as to be easily partially hydrolyzed and blocked with phosphoric acid or a phosphoric ester group, but when treated with phosphoric acid or a phosphoric ester. At the same time, these conditions can be achieved.

【0015】こうして本発明では、ケイ素アルコキシド
を加水分解反応せしめてケイ酸重縮合体を形成せしめ、
次に得られたケイ酸重縮合体生成物を少なくとも1回リ
ン酸又はリン酸エステルで処理することを特徴とするリ
ン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合
体の製造方法を提供している。本発明では、ケイ酸重縮
合体生成物をリン酸又はリン酸エステルで処理するのは
1回又は二回以上の複数回であることができ、複数回の
処理の場合リン酸又はリン酸エステル基でブロックされ
たケイ酸重合体生成物はそれぞれにおいて任意に部分的
に加水分解処理を加えた後リン酸又はリン酸エステルで
処理することができる。さらにはその製造方法で得られ
たリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸
重合体を加水分解条件下で固化せしめると無機成型体化
せしめられたケイ酸重合体、特にはリン酸又はリン酸エ
ステル基でブロツクされたケイ酸重合体を製造すること
ができる。こうして本発明は、無機成形体化ケイ酸重合
体の製造方法を提供している。このように得られリン酸
又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体
は、比較的線状の構造をもち、部分加水分解処理するの
みで固化処理されて、柔軟性に優れ、弾力的な性状をも
ち、高い強度及び高い耐久性をもった靱性のある無機系
材料物質をあたえる。ここで線状とは、末端官能基同志
で結合して単環状になっている場合も含むことは勿論で
ある。本発明に従えば、このようにして得られた無機ケ
イ酸重合体を用いてモルタル、コンクリートをはじめと
した無機材料製品も提供する道を与えるものである。
Thus, in the present invention, the silicon alkoxide is hydrolyzed to form a silicic acid polycondensate,
Next, there is provided a method for producing a silicic acid polymer blocked with phosphoric acid or a phosphoric acid ester group, which comprises treating the obtained silicic acid polycondensation product with phosphoric acid or a phosphoric acid ester at least once. is doing. In the present invention, the silicic acid polycondensation product may be treated with phosphoric acid or a phosphoric acid ester once or more than once, and in the case of a plurality of treatments, phosphoric acid or a phosphoric acid ester is treated. The group-blocked silicic acid polymer products can each be treated with phosphoric acid or a phosphoric acid ester, optionally with partial hydrolysis treatment. Furthermore, the silicic acid polymer blocked by the phosphoric acid or phosphoric acid ester group obtained by the production method is solidified under hydrolysis conditions to form an inorganic molded silicic acid polymer, particularly phosphoric acid or It is possible to produce silicic acid polymers that are blocked with phosphate groups. Thus, the present invention provides a method for producing an inorganic molded silicic acid polymer. The thus obtained phosphoric acid or a phosphoric acid ester group-blocked silicic acid polymer has a relatively linear structure and is solidified only by partial hydrolysis treatment, and has excellent flexibility and elasticity. It gives a tough inorganic material having various properties, high strength and high durability. Here, it is needless to say that the term “linear” includes a case where the functional groups are combined with each other to form a monocycle. According to the present invention, the inorganic silicic acid polymer thus obtained is used to provide a route to provide inorganic material products such as mortar and concrete.

【0016】ケイ素アルコキシドとしては、ケイ素原子
にアルコキシ基が少なくとも1個結合したものであり、
好ましくはケイ素原子にアルコキシ基が少なくとも2個
結合したものが挙げられ、代表的なものとしてはテトラ
アルコキシシランが挙げられる。テトラアルコキシシラ
ンとしては、例えばテトラエトキシシラン、テトラメト
キシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−
i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、
テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキ
シシラン、テトラ−i−アミロキシシラン、テトラ−n
−オクチルオキシシラン、テトラ−n−ノニルオキシシ
ラン、n−ブトキシトリ−t−ブトキシシラン、ジエト
キシジ−t−ブトキシシラン、ジメトキシジ−t−ブト
キシシラン、ジエトキシジトリチルオキシシランなどが
挙げられる。例えば、アルコキシシランとしては、特に
テトラエトキシシラン、テトラメトキシシランなどを好
適に用いることができる。ケイ素アルコキシドとして
は、上記テトラアルコキシシランの単量体の他に、2単
量体、3単量体、4単量体、5単量体などの低分子量縮
合体、あるいは単量体を含めてのそれらの任意の割合の
混合物であってもよい。これら低分子量縮合体として
は、線型の縮合体が好ましく用いられる。また末端部で
結合して環状となっているものも好ましく用いることが
できる。
The silicon alkoxide has at least one alkoxy group bonded to a silicon atom,
Preferred are those in which at least two alkoxy groups are bonded to a silicon atom, and a typical example is tetraalkoxysilane. Examples of the tetraalkoxysilane include tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-
i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane,
Tetra-sec-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, tetra-i-amyloxysilane, tetra-n
-Octyloxysilane, tetra-n-nonyloxysilane, n-butoxytri-t-butoxysilane, diethoxydi-t-butoxysilane, dimethoxydi-t-butoxysilane, diethoxyditrityloxysilane and the like. For example, as the alkoxysilane, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane and the like can be preferably used. As the silicon alkoxide, in addition to the above tetraalkoxysilane monomer, a low molecular weight condensate such as 2 monomers, 3 monomers, 4 monomers and 5 monomers, or a monomer may be included. It may be a mixture in any proportion thereof. As these low molecular weight condensates, linear condensates are preferably used. Further, those having a ring shape by being bonded at the end portion can also be preferably used.

【0017】テトラエトキシシラン(TEOS)を取り
上げて、特に線状(リニア)又は環状ポリシロキサンの
合成について説明する。先ず、テトラエトキシシランの
官能基は4つあるので、リニアポリシロキサンオリゴマ
ーとするために、二官能性のものを形成する必要があ
る。本発明では、先ずケイ素アルコキシドを水と部分的
に反応させ、特には重縮合条件下で水と部分的に反応さ
せ、オリゴマー(プレオリゴマー)を合成する。線状の
プレオリゴマーを主に合成することが好ましい。また末
端部で結合して環状となっているものも好ましく用いる
ことができる。このオリゴマー(プレオリゴマー)を合
成するにあたっては、出発ケイ素アルコキシドは水と有
機溶媒存在下で反応させるのが好ましいが、その場合出
発ケイ素アルコキシドに対して水と有機溶媒をできるだ
け少なく用いることが好ましい。またその反応は酸性下
で行うのが好ましい。反応系を酸性にするには、酸を添
加することにより行える。酸としては、塩酸、臭素酸、
硫酸、硝酸、燐酸、過塩素酸、重硫酸塩、酸性亜硫酸塩
などの無機酸又はそれらの塩、酢酸、酪酸、蟻酸、シュ
ウ酸、コハク酸、フマル酸、安息香酸などの有機酸など
が挙げられる。なかでも塩酸が好ましく使用できる。
Taking tetraethoxysilane (TEOS) as a reference, the synthesis of linear or cyclic polysiloxanes will be described in particular. First, since tetraethoxysilane has four functional groups, it is necessary to form a difunctional one in order to obtain a linear polysiloxane oligomer. In the present invention, first, a silicon alkoxide is partially reacted with water, and particularly, it is partially reacted with water under polycondensation conditions to synthesize an oligomer (pre-oligomer). It is preferable to mainly synthesize a linear pre-oligomer. Further, those having a ring shape by being bonded at the end portion can also be preferably used. In synthesizing this oligomer (pre-oligomer), the starting silicon alkoxide is preferably reacted with water in the presence of an organic solvent. In that case, it is preferable to use as little water and organic solvent as possible with respect to the starting silicon alkoxide. The reaction is preferably carried out under acidic conditions. The reaction system can be made acidic by adding an acid. Acids include hydrochloric acid, bromic acid,
Inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, bisulfate, and acidic sulfite, or salts thereof, organic acids such as acetic acid, butyric acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid, and benzoic acid. To be Of these, hydrochloric acid can be preferably used.

【0018】また、この反応で使用できる有機溶媒とし
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、n−ブタノール、イソブタノール、t
−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノ
ール、オクタノール、デカノールなどの脂肪族アルコー
ル類、シクロプロパノール、シクロブタノール、シクロ
ペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノー
ルなどの脂環式アルコール類、あるいはそれらの混合物
が挙げられる。有機溶媒としては、メタノール、エタノ
ールなどを好ましく用いることができる。
As the organic solvent which can be used in this reaction, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t
-Butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, decanol and other aliphatic alcohols, cyclopropanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, cycloheptanol and other alicyclic alcohols, or mixtures thereof. To be As the organic solvent, methanol, ethanol or the like can be preferably used.

【0019】このオリゴマー(プレオリゴマー)合成反
応にあたっては、出発ケイ素アルコキシドに適当量の有
機溶媒と水とを加え、次にその混合物に適当量の酸を加
え、最初は激しく撹拌し、約10分間から約1時間、好
ましくは約20分間から約40分間、さらに好ましくは
約25分間から約35分間反応させ均一な反応混合液と
し、つぎに均一になった反応混合液を、約0℃から約8
0℃、好ましくは約0℃から約50℃、さらに好ましく
は約0℃から約40℃に保ち、穏やかに撹拌あるいは振
動させながら、約1時間から約100時間、好ましくは
約1時間から約50時間、さらに好ましくは約1時間か
ら約30時間反応させる。使用ケイ素アルコキシド中の
アルコキシド基の種類により、その反応時間は更に長く
する必要もある。一般に炭素数の多いアルコール残基を
持つものでは反応に要する時間は長くなるが、共存する
水ゃ有機溶媒や酸の量や種類を調節することにより変え
ることができる。
In the reaction for synthesizing this oligomer (pre-oligomer), an appropriate amount of organic solvent and water are added to the starting silicon alkoxide, then an appropriate amount of acid is added to the mixture, and the mixture is stirred vigorously for about 10 minutes. To about 1 hour, preferably about 20 minutes to about 40 minutes, more preferably about 25 minutes to about 35 minutes to form a uniform reaction mixture, and then the homogeneous reaction mixture is mixed from about 0 ° C to about 8
Keeping at 0 ° C., preferably about 0 ° C. to about 50 ° C., more preferably about 0 ° C. to about 40 ° C., with gentle stirring or shaking, for about 1 hour to about 100 hours, preferably about 1 hour to about 50. The reaction is conducted for about 1 hour to about 30 hours, more preferably about 1 hour. Depending on the type of alkoxide group in the silicon alkoxide used, the reaction time also needs to be longer. In general, the one having an alcohol residue having a large number of carbon atoms takes a long time for the reaction, but it can be changed by adjusting the amount and kind of coexisting water, organic solvent and acid.

【0020】このオリゴマー(プレオリゴマー)合成反
応にあたっては、有機溶媒は出発ケイ素アルコキシド当
たり約0倍モルから約10倍モル、好ましくは約0.2
倍モルから約5倍モル、さらに好ましくは約0.5倍モ
ルから約2.0倍モル用いられる。オリゴマー(プレオ
リゴマー)合成反応中には、水は出発ケイ素アルコキシ
ド当たり約0.5倍モルから約10倍モル、好ましくは
約1.0倍モルから約5倍モル、さらに好ましくは約
1.2倍モルから約1.8倍モル用いられる。この反応
で加えられる酸の量は、出発ケイ素アルコキシド当たり
約0.001倍モルから約4倍モル、好ましくは約0.
002倍モルから約1倍モル、さらに好ましくは約0.
005倍モルから約0.02倍モル用いられる。
In the reaction for synthesizing the oligomer (pre-oligomer), the organic solvent is used in an amount of about 0 to about 10 times, preferably about 0.2 times, the mole of the starting silicon alkoxide.
The molar amount is about 5 times to about 5 times, more preferably about 0.5 times to about 2.0 times. During the oligomer (pre-oligomer) synthesis reaction, water is about 0.5 times to about 10 times, preferably about 1.0 times to about 5 times, and more preferably about 1.2 times the starting silicon alkoxide. It is used in an amount of double to about 1.8 times. The amount of acid added in this reaction is from about 0.001 fold to about 4 fold moles, preferably about 0.
002-fold mole to about 1-fold mole, more preferably about 0.
It is used in an amount of 005 times to about 0.02 times.

【0021】次に本発明ではこの様にして得られたオリ
ゴマー(プレオリゴマー)生成物、特には線状又は環状
オリゴマー生成物を、リン酸又はリン酸エステルで処理
し、ブロック処理されたプレオリゴマー生成物を合成す
る。この反応に使用できるリン酸又はリン酸エステルと
しては、リン酸又はリン酸エステルとして知られたもの
のなかから選んで用いることができ、この様な目的に合
致するかぎり通常用いられる公知の試薬あるいは市販さ
れており容易に入手できる試薬のなかから選んで用いる
ことができる。このようなリン酸又はリン酸エステルと
しては、水酸基の保護基として知られたもののなかから
選んで用いることができる。
Next, in the present invention, the oligomer (pre-oligomer) product thus obtained, in particular the linear or cyclic oligomer product, is treated with phosphoric acid or a phosphoric acid ester to obtain a block-treated pre-oligomer. The product is synthesized. The phosphoric acid or phosphoric acid ester that can be used in this reaction can be selected from those known as phosphoric acid or phosphoric acid ester, and can be used as long as it is a known reagent or a commercially available reagent as long as it meets such purposes. It is possible to select and use from among the reagents that have been prepared and are easily available. As such phosphoric acid or phosphoric acid ester, it is possible to select and use from among those known as a protective group for a hydroxyl group.

【0022】上記オリゴマー(プレオリゴマー)生成
物、特には線状又は環状オリゴマー生成物を、リン酸又
はリン酸エステルで処理する前に、本発明では好ましく
は、得られた線状又は環状オリゴマー生成物を、加水分
解条件下で処理し、その線状又は環状オリゴマー生成物
中に部分的に−Si−OH基を形成させる。出発線状又
は環状オリゴマー生成物は水と有機溶媒存在下で反応さ
せるのが好ましい。またその反応は酸性下で行うのが好
ましい。反応系を酸性にするには、酸を添加することに
より行える。酸としては、塩酸、臭素酸、硫酸、硝酸、
燐酸、過塩素酸、重硫酸塩、酸性亜硫酸塩などの無機酸
またはそれらの塩、酢酸、酪酸、蟻酸、シュウ酸、コハ
ク酸、フマル酸、安臭香酸などの有機酸などが挙げられ
る。なかでも塩酸が好ましく使用できる。酸の使用量は
触媒量でよい。
Prior to treating the above oligomer (pre-oligomer) product, especially the linear or cyclic oligomer product, with phosphoric acid or a phosphoric acid ester, in the present invention, preferably the obtained linear or cyclic oligomer product is obtained. The product is treated under hydrolytic conditions to partially form -Si-OH groups in its linear or cyclic oligomer product. The starting linear or cyclic oligomer product is preferably reacted with water in the presence of an organic solvent. The reaction is preferably carried out under acidic conditions. The reaction system can be made acidic by adding an acid. As the acid, hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, nitric acid,
Examples thereof include inorganic acids such as phosphoric acid, perchloric acid, bisulfate, and acidic sulfite, or salts thereof, and organic acids such as acetic acid, butyric acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid, and benzoic acid. Of these, hydrochloric acid can be preferably used. The amount of acid used may be a catalytic amount.

【0023】また、この反応で使用できる有機溶媒とし
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、n−ブタノール、イソブタノール、t
−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノ
ール、オクタノール、デカノールなどの脂肪族アルコー
ル類、シクロプロパノール、シクロブタノール、シクロ
ペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノー
ルなどの脂環式アルコール類、あるいはそれらの混合物
が挙げられる。有機溶媒としては、メタノール、エタノ
ールなどを好ましく用いることができる。
As the organic solvent which can be used in this reaction, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t
-Butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, decanol and other aliphatic alcohols, cyclopropanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, cycloheptanol and other alicyclic alcohols, or mixtures thereof. To be As the organic solvent, methanol, ethanol or the like can be preferably used.

【0024】この部分加水分解反応にあたっては、出発
オリゴマーに適当量の有機溶媒と水とを加え、次にその
混合物に適当量の酸を加え、約10分間から約2時間、
好ましくは約20分間から約90分間、さらに好ましく
は約25分間から約55分間反応させ均一な反応混合液
としする。その反応は、通常、約0℃から約80℃、好
ましくは約0℃から約50℃、さらに好ましくは約0℃
から約40℃に保ち、穏やかに攪拌あるいは振動させな
がら行われる。使用ケイ素アルコキシド中のアルコキシ
ド基の種類により、その反応時間は更に長くする必要も
ある。一般に炭素数の多いアルコール残基を持つもので
は反応に要する時間は長くなるが、共存する水や有機溶
媒や酸の量や種類を調節することにより変えることがで
きる。
In this partial hydrolysis reaction, an appropriate amount of organic solvent and water are added to the starting oligomer, then an appropriate amount of acid is added to the mixture, and the mixture is added for about 10 minutes to about 2 hours.
The reaction is preferably carried out for about 20 minutes to about 90 minutes, more preferably for about 25 minutes to about 55 minutes to obtain a uniform reaction mixture. The reaction is usually about 0 ° C to about 80 ° C, preferably about 0 ° C to about 50 ° C, more preferably about 0 ° C.
To about 40 ° C., with gentle stirring or shaking. Depending on the type of alkoxide group in the silicon alkoxide used, the reaction time also needs to be longer. Generally, the one having an alcohol residue having a large number of carbon atoms takes a long time for the reaction, but it can be changed by adjusting the amount and kind of coexisting water, organic solvent and acid.

【0025】この部分加水分解反応にあたっては、有機
溶媒は出発オリゴマー当たり約0倍モルから約20倍モ
ル、好ましくは約1倍モルから約10倍モル、さらに好
ましくは約2倍モルから約4倍モル用いられる。オリゴ
マー加水分解反応中には、水は出発オリゴマー当たり約
0.1倍モルから約3倍モル、好ましくは約0.15倍
モルから約2.5倍モル、さらに好ましくは約0.2倍
モルから約2.0倍モル用いられる。
In this partial hydrolysis reaction, the organic solvent is used in an amount of about 0 to about 20 times, preferably about 1 to about 10 times, and more preferably about 2 to about 4 times the starting oligomer. Used in moles. During the oligomer hydrolysis reaction, water is about 0.1 times to about 3 times, preferably about 0.15 times to about 2.5 times, more preferably about 0.2 times, the mole of the starting oligomer. To about 2.0 times the molar amount.

【0026】本発明ではこの様にして得られた線状又は
環状部分加水分解オリゴマー生成物を、リン酸又はリン
酸エステルで処理し、−Si−OH基がブロッキング処
理された線状又は環状オリゴマー生成物を合成すること
ができる。リン酸としては、オルトリン酸、ピロリン
酸、トリリン酸、テトラリン酸などの鎖状ポリリン酸、
トリメタリン酸、テトラメタリン酸などの環状ポリリン
酸、網目状ポリリン酸から成る群から選ばれたものが挙
げられる。リン酸エステルとしては、モノ−、ジ−又は
トリ−飽和又は不飽和炭化水素置換リン酸エステルが挙
げられ、例えばトリメチルリン酸エステル、トリエチル
リン酸エステル、ジメチルイソプロピルリン酸エステ
ル、t−ブチルジメチルリン酸エステルなどのアルキル
置換リン酸エステル、トリベンジルリン酸エステルなど
のアリールアルキル置換リン酸エステル、トリフェニル
リン酸エステルなどのアリール置換リン酸エステル、ト
リシクロヘキシルリン酸エステルなどのシクロアルキル
置換リン酸エステルなどが挙げられ、これらアルキル
基、シクロアルキル基、アリール基あるいはアラルキル
基は任意にアルキル基、アリール基、アラルキル基、シ
クロアルキル基、水酸基、ハロゲン原子などの置換基を
有していてもよい。リン酸エステルとしては、トリメチ
ルリン酸エステル及びトリエチルリン酸エステルが好適
に用いることができる。
In the present invention, the linear or cyclic partially hydrolyzed oligomer product thus obtained is treated with phosphoric acid or a phosphoric acid ester, and a linear or cyclic oligomer in which the -Si-OH group is blocked is treated. The product can be synthesized. As phosphoric acid, orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, chain polyphosphoric acid such as tetraphosphoric acid,
Examples thereof include those selected from the group consisting of cyclic polyphosphoric acid such as trimetaphosphoric acid and tetrametaphosphoric acid, and network polyphosphoric acid. Examples of the phosphoric acid ester include mono-, di- or tri-saturated or unsaturated hydrocarbon-substituted phosphoric acid ester, and examples thereof include trimethyl phosphoric acid ester, triethyl phosphoric acid ester, dimethylisopropyl phosphoric acid ester, t-butyldimethylphosphoric acid ester. Alkyl-substituted phosphates such as acid esters, aryl-alkyl-substituted phosphates such as tribenzyl phosphate, aryl-substituted phosphates such as triphenyl phosphate, cycloalkyl-substituted phosphates such as tricyclohexyl phosphate And the like. These alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups or aralkyl groups may optionally have substituents such as alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, cycloalkyl groups, hydroxyl groups and halogen atoms. As the phosphoric acid ester, trimethyl phosphoric acid ester and triethyl phosphoric acid ester can be preferably used.

【0027】このブロッキング反応においては、第一段
の工程で得られたプレオリゴマー生成物中にリン酸又は
リン酸エステルを添加することによりその処理を行うこ
とができる。またこのブロッキング反応は、部分加水分
解して得られた線状又は環状オリゴマー生成物中にリン
酸又はリン酸エステルを添加することによりその処理を
行うことができる。リン酸又はリン酸エステルを添加せ
しめられた反応混合物は、約5℃から約120℃、好ま
しくは約15℃から約100℃、さらに好ましくは約2
0℃から約80℃に保ち、穏やかに攪拌あるいは振動さ
せながら、約1時間から約70時間、好ましくは約2時
間から約40時間、さらに好ましくは約2時間から約1
0時間反応させる。こうしてブロック処理されたオリゴ
マー生成物、特には線状又は環状オリゴマー生成物を含
む反応混合物は、次に必要に応じて低沸点物や溶媒を除
去するために蒸発除去処理を加え、ブロック処理された
オリゴマー(プレオリゴマー)生成物、特には線状又は
単環状オリゴマー生成物を得ることができる。
In this blocking reaction, the treatment can be carried out by adding phosphoric acid or phosphoric acid ester to the pre-oligomer product obtained in the first step. Further, this blocking reaction can be carried out by adding phosphoric acid or a phosphoric acid ester to the linear or cyclic oligomer product obtained by partial hydrolysis. The reaction mixture to which phosphoric acid or phosphoric acid ester is added is about 5 ° C to about 120 ° C, preferably about 15 ° C to about 100 ° C, more preferably about 2 ° C.
Keeping the temperature at 0 ° C to about 80 ° C, gently stirring or shaking for about 1 hour to about 70 hours, preferably about 2 hours to about 40 hours, more preferably about 2 hours to about 1 hour.
React for 0 hours. The reaction mixture containing the thus-blocked oligomer product, particularly the linear or cyclic oligomer product, is then subjected to an evaporation removal treatment to remove low-boiling substances and a solvent, if necessary, and then blocked. It is possible to obtain oligomeric (pre-oligomeric) products, especially linear or monocyclic oligomeric products.

【0028】このブロッキング反応においては、上記重
縮合あるいは部分加水分解工程で用いられたような有機
溶媒、水そして酸を、所望の生成物が得られるようにす
るため適宜添加することもできる。本発明では、こうし
て得られたブロック処理されたプレオリゴマー生成物を
含む反応混合物は、次に必要に応じて低沸点物や溶媒を
除去するために蒸発除去処理を加え、所望のプレオリゴ
マー生成物を得ることができる。本発明では、こうして
得られたブロック処理されたプレオリゴマー生成物から
さらに高分子生成物を形成するため、加水分解処理を行
うことができる。また本発明では、この様にして得られ
たブロック処理されたオリゴマー生成物は、加水分解条
件下に固化処理されて、最終高分子生成物を形成するこ
とができる。このブロック処理されたオリゴマー生成物
を処理するにあたっては、出発ブロックされたオリゴマ
ー生成物は水と酸性下で反応を行うのが好ましい。反応
系を酸性にするには、酸を添加することにより行える。
酸としては、上記第一段の工程で用いられたような塩
酸、臭素酸、硫酸、硝酸、燐酸、過塩素酸、重硫酸塩、
酸性亜硫酸塩などの無機酸又はそれらの塩、酢酸、酪
酸、蟻酸、シュウ酸、コハク酸、フマル酸、安息香酸な
どの有機酸などが挙げられる。なかでも塩酸が好ましく
使用できる。また有機溶媒中で反応させることもでき
る。
In this blocking reaction, the organic solvent, water and acid used in the above polycondensation or partial hydrolysis step may be appropriately added to obtain the desired product. In the present invention, the reaction mixture containing the block-treated pre-oligomer product thus obtained is then subjected to an evaporation removal treatment to remove low-boiling substances and solvents, if necessary, to obtain the desired pre-oligomer product. Can be obtained. In the present invention, a hydrolysis treatment can be performed in order to form a polymer product from the block-treated pre-oligomer product thus obtained. Also, in the present invention, the block-treated oligomer product thus obtained can be solidified under hydrolysis conditions to form the final polymer product. In treating the blocked oligomeric product, the starting blocked oligomeric product is preferably reacted with water under acidic conditions. The reaction system can be made acidic by adding an acid.
Examples of the acid include hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, bisulfate, and the like used in the first step.
Examples thereof include inorganic acids such as acidic sulfites or salts thereof, and organic acids such as acetic acid, butyric acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid and benzoic acid. Of these, hydrochloric acid can be preferably used. It is also possible to react in an organic solvent.

【0029】また、この反応で使用できる有機溶媒とし
ては、上記第一段の工程で用いられたようなメタノー
ル、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノー
ル、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノー
ル、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オク
タノール、デカノールなどの脂肪族アルコール類、シク
ロプロパノール、シクロブタノール、シクロペンタノー
ル、シクロヘキサノール、シクロヘプタノールなどの脂
環式アルコール類、あるいはそれらの混合物が挙げられ
る。有機溶媒としては、メタノール、エタノールなどが
好ましく用いられる。
As the organic solvent which can be used in this reaction, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol as used in the above first step can be used. Examples thereof include aliphatic alcohols such as hexanol, heptanol, octanol, and decanol, alicyclic alcohols such as cyclopropanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, and cycloheptanol, or a mixture thereof. As the organic solvent, methanol, ethanol or the like is preferably used.

【0030】本発明では、上記製造法において、その水
溶液中には、本発明の目的に合致するかぎり、pH緩衝
剤、ゲル化調整剤、着色剤などが添加されていてよい。
形成されるケイ酸重合体の重合度、性状などは、これら
のものによっても調節できる。使用される水としては、
精製水、酸性水溶液が挙げられが、形成されるケイ酸重
合体に所要の特定の性状を付与するために精製水などに
金属、金属塩、無機化合物、有機化合物、顔料、半導体
材料、薬剤などを加えたものを用いることもできよう。
使用される水として精製水が好ましく用いられ、それに
より高純度ケイ酸重合体が容易に形成される。本発明に
従った工程に従った工程を、例えばテトラエトキシシラ
ン(TEOS)を原料としリン酸エステルとしてトリエ
チルリン酸エステルを用いた場合では、代表的には次式
に示すような構造の化合物が得られる。
In the present invention, in the above-mentioned production method, a pH buffering agent, a gelling agent, a coloring agent and the like may be added to the aqueous solution as long as it meets the purpose of the present invention.
The degree of polymerization, properties, etc. of the formed silicic acid polymer can also be adjusted by these substances. As the water used,
Examples include purified water and acidic aqueous solutions. Metals, metal salts, inorganic compounds, organic compounds, pigments, semiconductor materials, chemicals, etc. are added to purified water in order to impart the required specific properties to the formed silicic acid polymer. It is also possible to use the one to which is added.
Purified water is preferably used as the water used, whereby a high-purity silicic acid polymer is easily formed. When the steps according to the steps according to the present invention are carried out, for example, when tetraethylsilane (TEOS) is used as a raw material and triethyl phosphate is used as the phosphate, a compound having a structure represented by the following formula is typically used. can get.

【0031】[0031]

【化6】 [Chemical 6]

【0032】(式中、iは1以上の整数、好ましくは1
〜20で、mは0以上の整数、好ましくは0〜20で、
Rは、同一又は異なってよく、水素原子、有機基、好ま
しくは炭素数1〜6のアルキル基、又は無機基、好まし
くは−Si(OR)3 又は−PO(OR12 で、その
Rのうち少なくとも一つは−PO(OR12 で、R1
は、同一又は異なってよく、水素原子、有機基、好まし
くは炭素数1〜6のアルキル基、又は無機基、好ましく
は−PO(OR12 又は−Si(OR)3 である) このようにして得られたリン酸エステルでブロッキング
されたケイ酸オリゴマーから得られた、最終の無機ケイ
酸重合体は、柔軟性に優れ、弾力的な性状を示し、それ
を金属などの表面に塗布した後乾燥あるいは加熱処理す
るなどすると、非常に丈夫でかつ柔軟性にとんだ無機ケ
イ酸の高分子膜が形成される。また、セラミックス製造
にも利用できる。こうして形成されるケイ酸重合体の厚
み、性状などはその使用目的に応じて適宜使用ケイ酸重
合体の性状などを考慮して決められる。
(In the formula, i is an integer of 1 or more, preferably 1
~ 20, m is an integer of 0 or more, preferably 0-20,
R can be the same or different, a hydrogen atom, an organic group, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an inorganic base, preferably -Si (OR) 3 or -PO (OR 1) 2, wherein R At least one of them is —PO (OR 1 ) 2 and R 1
May be the same or different and is a hydrogen atom, an organic group, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an inorganic group, preferably -PO (OR 1 ) 2 or -Si (OR) 3. The final inorganic silicic acid polymer obtained from the phosphoric acid ester-blocked silicic acid oligomer obtained in the above has excellent flexibility and elastic properties, and is applied to the surface of a metal or the like. After drying or heat treatment, a very strong and flexible polymer film of inorganic silicic acid is formed. It can also be used for ceramics production. The thickness, properties and the like of the silicic acid polymer thus formed are appropriately determined in consideration of the properties and the like of the silicic acid polymer to be used according to the purpose of use.

【0033】本発明で得られるケイ酸重合体は、当該分
野で広く知られた通常の方法を用いて、各種の無機系機
能性材料に加工できる。このような製品は、耐酸性や耐
水性、耐アルカリ性などの化学的耐久性に優れ、機械的
強度にも優れ、材料の表面加工に用いられ、反射率を調
整したり、着色に利用されたり、電気伝導度を調整する
ことに用いることもできる。
The silicic acid polymer obtained according to the present invention can be processed into various inorganic functional materials by using a general method widely known in the art. Such products have excellent chemical durability such as acid resistance, water resistance, and alkali resistance, and also have excellent mechanical strength, are used for surface processing of materials, and are used for adjusting reflectance and coloring. It can also be used to adjust the electrical conductivity.

【0034】本発明で得られるケイ酸重合体は、また耐
化学性を示す高い強度及び高い耐久性をもった優れた無
機接着剤、次世代コンクリート開発にもその可能性を与
え,かつ安価で施工性の優れたセメント製品を製造する
のに用いられることができる。
The silicic acid polymer obtained in the present invention is also an excellent inorganic adhesive having high strength and high durability showing chemical resistance, which gives the possibility to the development of next-generation concrete and is inexpensive. It can be used to produce cement products with good workability.

【0035】近年,強度と水密性を発現し、海水あるい
は空気中などの塩素イオンあるいは硫酸イオン等に対し
て耐化学性を示す他、防水性などにも優れる高い強度及
び高い耐久性をもったモルタル又はコンクリートを与え
る水硬性セメント組成物を製造する技術の開発が,次世
代コンクリート開発に資するものとして脚光を浴び,し
たがって現在その開発が活発に行なわれているが、本発
明で得られるケイ酸重合体は、このような耐化学性を示
す高い強度及び高い耐久性をもった新規構造材料(モル
タル又はコンクリートなど)を与えるものとして利用さ
れる道を開く。
In recent years, in addition to exhibiting strength and watertightness, showing chemical resistance to chlorine ions or sulfate ions in seawater or air, it has high strength and high durability excellent in waterproofness. The development of a technique for producing a hydraulic cement composition that gives mortar or concrete has been highlighted as a contribution to the development of next-generation concrete, and therefore its development is currently being actively conducted. Polymers open the way for applications in providing new structural materials (such as mortar or concrete) with high strength and high durability that exhibit such chemical resistance.

【0036】本発明で得られるケイ酸重合体は、柔軟性
に優れ、弾力的な性状を示し、無機充填剤(フィラー)
と反応して、より高い強度がありながら、靱性のある及
び高い耐久性をもった、亀裂などの生じにくいコンクリ
ートを与えるものとすることができる。こうして得られ
る材料は、構造材料、構造用接着剤として優れた性状を
もつ。
The silicic acid polymer obtained in the present invention has excellent flexibility and elastic properties, and is an inorganic filler (filler).
It is possible to give concrete that has higher strength, toughness and high durability, and is resistant to cracking by reacting with. The material thus obtained has excellent properties as a structural material and a structural adhesive.

【0037】本発明に従えば、さらに次のような発明実
施の態様が挙げられる。 1.ケイ素アルコキシドを加水分解反応せしめてケイ酸
重縮合体を形成せしめ、次に得られたケイ酸重縮合体生
成物を少なくとも1回リン酸又はリン酸エステルで処理
することを特徴とするリン酸又はリン酸エステル基でブ
ロックされたケイ酸重合体。
According to the present invention, the following modes for carrying out the invention are further mentioned. 1. Phosphoric acid characterized by hydrolyzing silicon alkoxide to form a silicic acid polycondensate, and then treating the resulting silicic acid polycondensate product at least once with phosphoric acid or phosphoric acid ester. A silicic acid polymer blocked with a phosphate ester group.

【0038】2.ケイ素アルコキシドを加水分解反応せ
しめて形成せしめられるケイ酸重縮合体生成物が、線状
ケイ酸重縮合体又は単環状ケイ酸重縮合体である前記の
項目1記載のリン酸又はリン酸エステル基でブロックさ
れたケイ酸重合体。 3.リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ
酸重合体が、数平均分子量の範囲が1000以上でかつ
重量平均分子量/数平均分子量の比の範囲が1.2以上
であるオリゴマーである前項1又は2記載のリン酸又は
リン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体。 4.リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ
酸重合体が、一般式
2. The phosphoric acid or phosphate ester group according to item 1, wherein the silicic acid polycondensate product formed by hydrolyzing the silicon alkoxide is a linear silicic acid polycondensate or a monocyclic silicic acid polycondensate. Silicic acid polymer blocked with. 3. The silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or phosphoric acid ester group is an oligomer having a number average molecular weight range of 1000 or more and a weight average molecular weight / number average molecular weight ratio range of 1.2 or more. Or a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to 2. 4. A silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group has the general formula

【0039】[0039]

【化7】 [Chemical 7]

【0040】(式中、iは1〜20で、mは0〜20
で、Rは、同一又は異なってよく、水素原子、炭素数1
〜6のアルキル基、−Si(OR)3 又は−PO(OR
12 で、そのRのうち少なくとも一つは−PO(OR
12 で、R1 は、同一又は異なってよく、水素原子、
炭素数1〜6のアルキル基、−PO(OR12 又は−
Si(OR)3 である)で表されるケイ酸エステルであ
る前記の項目1記載のケイ酸重合体。 5.リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ
酸重合体が、次式
(Wherein i is 1 to 20 and m is 0 to 20)
And R may be the same or different, and is a hydrogen atom or a carbon number 1
~ 6 alkyl group, -Si (OR) 3 or -PO (OR
1 ) 2 and at least one of R is —PO (OR
1 ) 2 and R 1 may be the same or different and is a hydrogen atom,
An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, -PO (OR 1 ) 2 or-
The silicic acid polymer according to item 1, which is a silicic acid ester represented by Si (OR) 3 . 5. A silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group has the following formula

【0041】[0041]

【化8】 [Chemical 8]

【0042】で表されるケイ酸エステルから成る群から
選ばれたものである前記の項目1又は4記載のケイ酸重
合体。 6.ケイ素アルコキシドを重縮合条件下に加水分解反応
せしめてケイ酸重縮合体を形成せしめ、次に得られたケ
イ酸重縮合体生成物を部分加水分解反応処理後少なくと
も1回リン酸又はリン酸エステルで処理して得られるこ
とを特徴とする前記の項目1記載のリン酸又はリン酸エ
ステル基でブロックされたケイ酸重合体。 7.ケイ素アルコキシドが、ケイ素原子にアルコキシ基
が少なくとも2個結合したものであることを特徴とする
前記の項目1、2及び6のいずれか一記載のリン酸又は
リン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体。 8.ケイ素アルコキシドを加水分解する条件が、線状ケ
イ酸重縮合体又は単環状ケイ酸重縮合体を形成するもの
である前記の項目1、2及び6〜7のいずれか一記載の
リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重
合体。 9.ケイ素アルコキシドを加水分解反応させケイ酸重縮
合体を形成せしめる第一工程が、ケイ素アルコキシド当
たり約0.5倍モルから約4倍モルの有機溶媒を用いる
ものである前記の項目1、2及び6〜8のいずれか一記
載のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ
酸重合体。
The silicic acid polymer according to item 1 or 4 above, which is selected from the group consisting of silicic acid esters represented by: 6. The silicon alkoxide is hydrolyzed under polycondensation conditions to form a silicic acid polycondensate, and the resulting silicic acid polycondensate product is subjected to a partial hydrolysis reaction treatment at least once with phosphoric acid or a phosphoric acid ester. The silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to item 1 above, which is obtained by treatment with 7. The silicon alkoxide is one in which at least two alkoxy groups are bonded to a silicon atom, and the silicic acid blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of items 1, 2 and 6 above. Polymer. 8. The phosphoric acid or phosphorus according to any one of the above items 1, 2 and 6 to 7, wherein the condition for hydrolyzing the silicon alkoxide is to form a linear silicic acid polycondensate or a monocyclic silicic acid polycondensate. Silicic acid polymers blocked with acid ester groups. 9. The above-mentioned items 1, 2 and 6 wherein the first step of hydrolyzing the silicon alkoxide to form a silicic acid polycondensate uses about 0.5 to about 4 moles of organic solvent per silicon alkoxide. 10. A silicic acid polymer blocked with the phosphoric acid or phosphate ester group according to any one of to 8.

【0043】10.ケイ素アルコキシドを加水分解反応
させケイ酸重縮合体を形成せしめる第一工程が、ケイ素
アルコキシド当たり約0.5倍モルから約2.5倍モル
の水を用いるものである前記の項目1、2及び6〜9の
いずれか一記載のリン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたケイ酸重合体。 11.ケイ素アルコキシドを加水分解反応させケイ酸重
縮合体を形成せしめる第一工程が、ケイ素アルコキシド
当たり約0.001倍モルから約0.5倍モルの酸を用
いるものである前記の項目1、2及び6〜10のいずれ
か一記載のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされ
たケイ酸重合体。 12.リン酸が、オルトリン酸、ピロリン酸、トリリン
酸、テトラリン酸などの鎖状ポリリン酸、トリメタリン
酸、テトラメタリン酸などの環状ポリリン酸、網目状ポ
リリン酸から成る群から選ばれたものである前記の項目
1、2及び6〜11のいずれか一記載のリン酸又はリン
酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体。 13.リン酸エステルが、モノ−、ジ−、又はトリ−飽
和又は不飽和炭化水素置換リン酸エステルである前記の
項目1、2及び6〜12のいずれか一記載のリン酸又は
リン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体。 14.ケイ素アルコキシドを加水分解反応せしめて形成
せしめられるケイ酸重縮合体生成物を、酸存在下に部分
加水分解反応処理することを特徴とする前記の項目1、
2及び6〜13のいずれか一記載のリン酸又はリン酸エ
ステル基でブロックされたケイ酸重合体。 15.ケイ素アルコキシドを加水分解反応せしめてケイ
酸重縮合体を形成せしめ、次に得られたケイ酸重縮合体
生成物をリン酸又はリン酸エステルで処理して、リン酸
又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体と
し、次に生成物を部分加水分解反応処理した後さらに少
なくとも1回リン酸又はリン酸エステルで処理すること
を特徴とする前記の項目1、2及び6〜14のいずれか
一記載のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされた
ケイ酸重合体。
10. Item 1, 2 and 3 above, wherein the first step of hydrolyzing the silicon alkoxide to form a polycondensate of silicic acid uses from about 0.5 to about 2.5 moles of water per silicon alkoxide. A silicic acid polymer blocked with the phosphoric acid or phosphate ester group according to any one of 6 to 9. 11. The first step of hydrolyzing a silicon alkoxide to form a silicic acid polycondensate uses about 0.001 to about 0.5 moles of acid per silicon alkoxide. A silicic acid polymer blocked with the phosphoric acid or phosphate ester group according to any one of 6 to 10. 12. Phosphoric acid is selected from the group consisting of orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, chain polyphosphoric acid such as tetraphosphoric acid, trimetaphosphoric acid, cyclic polyphosphoric acid such as tetrametaphosphoric acid, and reticulated polyphosphoric acid. A silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of Items 1, 2 and 6 to 11. 13. The phosphate or phosphate ester group according to any one of items 1, 2 and 6 to 12 above, wherein the phosphate ester is a mono-, di-, or tri-saturated or unsaturated hydrocarbon-substituted phosphate ester. Blocked silicic acid polymer. 14. Item 1, wherein the silicic acid polycondensation product formed by hydrolyzing a silicon alkoxide is subjected to a partial hydrolysis reaction in the presence of an acid.
A silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of 2 and 6 to 13. 15. The silicon alkoxide is hydrolyzed to form a silicic acid polycondensate, and the resulting silicic acid polycondensate product is treated with phosphoric acid or a phosphoric acid ester to block with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group. Any one of the above items 1, 2 and 6 to 14 characterized in that the resulting silicic acid polymer is treated with a phosphoric acid or a phosphoric ester at least once after the product is partially hydrolyzed. 3. A silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group as described in 1 above.

【0044】16.リン酸又はリン酸エステル基でブロ
ックされたケイ酸重合体を酸存在下に部分加水分解処理
する前記の項目1、2及び6〜15のいずれか一記載の
リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重
合体。 17.ケイ素アルコキシドを加水分解反応せしめてケイ
酸重縮合体を形成せしめ、次に得られたケイ酸重縮合体
生成物をリン酸又はリン酸エステルで処理して、リン酸
又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体と
し、次に生成物を部分加水分解反応処理するにあたり、
使用する酸の量を多くして生成物の重合度を高めるもの
である前記の項目1、2及び6〜16のいずれか一記載
のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸
重合体。
16. A phosphoric acid or a phosphoric acid ester group blocked by a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of the above items 1, 2 and 6 to 15 for partially hydrolyzing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid ester group. Silicic acid polymer. 17. The silicon alkoxide is hydrolyzed to form a silicic acid polycondensate, and the resulting silicic acid polycondensate product is treated with phosphoric acid or a phosphoric acid ester to block with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group. In the case of treating the product with a partial hydrolysis reaction,
The silicic acid polymer blocked with phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of the above items 1, 2 and 6 to 16, which increases the degree of polymerization of the product by increasing the amount of acid used. .

【0045】18.テトラエトキシシランを水、強酸及
び低級アルコール存在下約20〜40℃で約15〜30
時間重縮合反応させ、得られたケイ酸重縮合体を加水分
解条件下部分加水分解反応した後、得られた部分加水分
解ケイ酸重縮合体をトリ低級アルキル置換リン酸エステ
ルと反応せしめることを特徴とする前記の項目1記載の
リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重
合体。 19.約1.0モルのテトラエトキシシランを約1.2
〜1.8モルの水、約0.005〜0.02モルの濃塩
酸及び約0.5〜2.0モルの低級アルコール存在下約
0〜40℃で約1〜30時間重縮合反応させ、得られた
ケイ酸重縮合体を加水分解条件下部分加水分解反応した
後、得られた部分加水分解ケイ酸重縮合体約1.0モル
(含有するSiの当量)を約0.1〜3.0モルのトリ
低級アルキル置換リン酸エステルと反応せしめることを
特徴とする前記の項目1記載のリン酸又はリン酸エステ
ル基でブロックされたケイ酸重合体。 20.少なくとも前記の項目1〜19のいずれか一記載
のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸
重合体を加水分解条件下固化せしめ製造されたものであ
ることを特徴とする無機成型体。
18. Tetraethoxysilane in the presence of water, strong acid and lower alcohol at about 20-40 ° C for about 15-30
After the polycondensation reaction is carried out for a period of time, and the resulting silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed under hydrolysis conditions, the partially hydrolyzed silicic acid polycondensate obtained is reacted with a tri-lower alkyl-substituted phosphate ester. The silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to the above item 1, which is characterized. 19. About 1.2 moles of tetraethoxysilane
-1.8 mol of water, about 0.005-0.02 mol of concentrated hydrochloric acid and about 0.5-2.0 mol of lower alcohol are allowed to undergo polycondensation reaction at about 0-40 ° C for about 1-30 hours. After partially hydrolyzing the obtained silicic acid polycondensate under hydrolysis conditions, about 1.0 mol (equivalent amount of Si contained) of the partially hydrolyzed silicic acid polycondensate obtained is added to about 0.1 to about 0.1 mol. The silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to the above item 1, wherein the silicic acid polymer is reacted with 3.0 mol of a tri-lower alkyl-substituted phosphoric acid ester. 20. An inorganic molded article produced by solidifying at least the phosphoric acid or phosphoric acid ester group-blocked silicic acid polymer according to any one of the above items 1 to 19 under hydrolysis conditions.

【0046】21.ケイ素アルコキシドを加水分解条件
下反応せしめてケイ酸部分重縮合体を形成せしめ、次に
得られた生成物を少なくとも1回リン酸又はリン酸エス
テルで部分重縮合体を処理して得られたリン酸又はリン
酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体を、加水分
解条件下固化せしめて得られたものであることを特徴と
する無機接着剤。 22.リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケ
イ酸重合体を酸存在下に加水分解して固化せしめること
を特徴とする前記の項目21記載の無機接着剤。 23.テトラエトキシシランを水、強酸及び低級アルコ
ール存在下約0〜40℃で約1〜30時間重縮合反応さ
せ、得られたケイ酸重縮合体を加水分解条件下部分加水
分解反応した後、得られた部分加水分解ケイ酸重縮合体
をトリ低級アルキル置換リン酸エステルと反応せしめ、
こうして得られたリン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたケイ酸重合体を酸水溶液存在下処理して固化せ
しめることを特徴とする前記の項目21又は22記載の
無機接着剤。
21. The silicon alkoxide is reacted under hydrolytic conditions to form a partial polycondensate of silicic acid, and the resulting product is treated at least once with phosphoric acid or a phosphoric ester to obtain a partial polycondensate. An inorganic adhesive characterized by being obtained by solidifying a silicic acid polymer blocked with an acid or a phosphate ester group under hydrolysis conditions. 22. 22. The inorganic adhesive according to item 21, wherein a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group is hydrolyzed and solidified in the presence of an acid. 23. Tetraethoxysilane is subjected to polycondensation reaction in the presence of water, strong acid and lower alcohol at about 0 to 40 ° C. for about 1 to 30 hours, and the obtained silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed under hydrolysis conditions, and then obtained. Partially hydrolyzed silicic acid polycondensate with tri-lower alkyl-substituted phosphate ester,
23. The inorganic adhesive as described in the above item 21 or 22, wherein the thus obtained phosphoric acid or phosphoric acid ester group-blocked silicic acid polymer is treated in the presence of an aqueous acid solution to be solidified.

【0047】24.約1.0モルのテトラエトキシシラ
ンを約1.2〜1.8モルの水、約0.005〜0.0
2モルの濃塩酸及び約0.5〜2.0モルの低級アルコ
ール存在下約0〜40℃で約1〜30時間重縮合反応さ
せ、得られたケイ酸重縮合体を加水分解条件下部分加水
分解反応した後、得られた部分加水分解ケイ酸重縮合体
約1.0モル(含有するSiの当量)を約0.1〜3.
0モルのトリ低級アルキル置換リン酸エステルと反応せ
しめ、こうして得られたリン酸又はリン酸エステル基で
ブロックされたケイ酸重合体を、該リン酸又はリン酸エ
ステル基でブロックされたケイ酸重合体に対し重量比で
約0.1〜0.6の希塩酸存在下約0〜40℃で処理し
固化せしめて得るものであることを特徴とする前記の項
目21〜23のいずれか一記載の無機接着剤。 25.一般式
24. About 1.0 mole tetraethoxysilane to about 1.2 to 1.8 mole water, about 0.005 to 0.0
Polycondensation reaction is carried out at about 0 to 40 ° C. for about 1 to 30 hours in the presence of 2 mol of concentrated hydrochloric acid and about 0.5 to 2.0 mol of lower alcohol, and the resulting silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed. After the hydrolysis reaction, about 1.0 mol of the partially hydrolyzed silicic acid polycondensate (equivalent weight of Si contained) obtained is about 0.1-3.
The silicic acid polymer blocked with the phosphoric acid or the phosphoric acid ester group was reacted with 0 mol of a tri-lower alkyl-substituted phosphoric acid ester, and the silicic acid polymer blocked with the phosphoric acid or the phosphoric acid ester group was reacted with the polymer. Item 24. The product according to any one of Items 21 to 23 above, which is obtained by treating and solidifying at about 0 to 40 ° C in the presence of diluted hydrochloric acid in a weight ratio of about 0.1 to 0.6 with respect to the coalescence. Inorganic adhesive. 25. General formula

【0048】[0048]

【化9】 [Chemical 9]

【0049】(式中、iは1〜20で、mは0〜20
で、Rは、同一又は異なってよく、水素原子、炭素数1
〜6のアルキル基、−Si(OR)3 又は−PO(OR
12 で、そのRのうち少なくとも一つは−PO(OR
12 で、R1 は、同一又は異なってよく、水素原子、
炭素数1〜6のアルキル基、−PO(OR12 又は−
Si(OR)3 である)で表されるリン酸又はリン酸エ
ステル基でブロックされたケイ酸重合体の少なくとも一
つを固化せしめて得られたものであることを特徴とする
無機接着剤。 26.次式
(In the formula, i is 1 to 20 and m is 0 to 20.
And R may be the same or different, and is a hydrogen atom or a carbon number 1
~ 6 alkyl group, -Si (OR) 3 or -PO (OR
1 ) 2 and at least one of R is —PO (OR
1 ) 2 and R 1 may be the same or different and is a hydrogen atom,
An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, -PO (OR 1 ) 2 or-
An inorganic adhesive obtained by solidifying at least one of a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group-blocked silicic acid polymer represented by Si (OR) 3 . 26. The following formula

【0050】[0050]

【化10】 [Chemical 10]

【0051】で表されるリン酸又はリン酸エステル基で
ブロックされたケイ酸重合体から成る群から選ばれたも
のの少なくとも一つを固化せしめて得られたものである
ことを特徴とする無機接着剤。 27.請求項1〜21のいずれか一記載の製造方法で得
られたリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケ
イ酸重合体の少なくとも一つを、必要に応じ任意に骨
材、添加剤を配合し又は配合しないで、加水分解条件下
固化せしめることを特徴とする無機成型体の製造方法。 28.リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケ
イ酸重合体を酸存在下に加水分解する前記の項目27記
載の無機成型体の製造方法。
An inorganic adhesive characterized by being obtained by solidifying at least one selected from the group consisting of silicic acid polymers blocked with phosphoric acid or phosphoric acid ester groups represented by Agent. 27. At least one of the phosphoric acid or phosphoric acid ester group-blocked silicic acid polymers obtained by the production method according to any one of claims 1 to 21 is optionally mixed with an aggregate and an additive. A method for producing an inorganic molded body, which comprises solidifying without hydrolysis or blending under hydrolytic conditions. 28. 28. The method for producing an inorganic molded body according to item 27, wherein the silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or phosphoric acid ester group is hydrolyzed in the presence of an acid.

【0052】29.テトラエトキシシランを水、強酸及
び低級アルコール存在下約0〜40℃で約1〜30時間
重縮合反応させ、得られたケイ酸重縮合体を加水分解条
件下部分加水分解反応した後、得られた部分加水分解ケ
イ酸重縮合体をトリ低級アルキル置換リン酸エステルと
反応せしめ、得られたリン酸又はリン酸エステル基でブ
ロックされたケイ酸重合体を酸水溶液存在下処理し固化
せしめることを特徴とする前記の項目27又は28記載
の無機成型体の製造方法。 30.約1.0モルのテトラエトキシシランを約1.2
〜1.8モルの水、約0.005〜0.02モルの濃塩
酸及び約0.5〜2.0モルの低級アルコール存在下約
0〜40℃で約1〜30時間重縮合反応させ、得られた
ケイ酸重縮合体を加水分解条件下部分加水分解反応した
後、得られた部分加水分解ケイ酸重縮合体約1.0モル
(含有するSi当量)を約0.1〜3.0モルのトリ低
級アルキル置換リン酸エステルと反応せしめ、得られた
リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重
合体を重量比で約0.1〜0.6の希塩酸存在下約0〜
40℃で処理し固化せしめることを特徴とする前記の項
目27〜29のいずれか一記載の無機成型体の製造方
法。
29. Tetraethoxysilane is subjected to polycondensation reaction in the presence of water, strong acid and lower alcohol at about 0 to 40 ° C. for about 1 to 30 hours, and the obtained silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed under hydrolysis conditions, and then obtained. The partially hydrolyzed silicic acid polycondensate is reacted with a tri-lower alkyl-substituted phosphoric acid ester, and the obtained phosphoric acid or phosphoric acid ester group-blocked silicic acid polymer is treated in the presence of an aqueous acid solution to solidify. 29. The method for producing an inorganic molded body according to item 27 or 28 above. 30. About 1.2 moles of tetraethoxysilane
-1.8 mol of water, about 0.005-0.02 mol of concentrated hydrochloric acid and about 0.5-2.0 mol of lower alcohol are allowed to undergo polycondensation reaction at about 0-40 ° C for about 1-30 hours. After partially hydrolyzing the obtained silicic acid polycondensate under hydrolysis conditions, about 1.0 mol (containing Si equivalent) of the partially hydrolyzed silicic acid polycondensate obtained is about 0.1 to 3 0.0 mol of a tri-lower alkyl-substituted phosphoric acid ester, and the resulting phosphoric acid or a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid ester group is added in the presence of about 0.1 to 0.6 by weight of dilute hydrochloric acid. 0 to
30. The method for producing an inorganic molded body according to any one of the items 27 to 29, which is characterized by treating at 40 ° C. and solidifying.

【0053】31.テトラエトキシシランを加水分解反
応せしめて形成せしめられるケイ酸重縮合体生成物が、
線状ケイ酸重縮合体又は単環状ケイ酸重縮合体である前
記の項目29又は30記載の無機成型体の製造方法。 32.一般式
31. The silicic acid polycondensation product formed by hydrolyzing tetraethoxysilane is
31. The method for producing an inorganic molded product according to item 29 or 30, which is a linear silicic acid polycondensate or a monocyclic silicic acid polycondensate. 32. General formula

【0054】[0054]

【化13】 [Chemical 13]

【0055】(式中、iは1〜20で、mは0〜20
で、Rは、同一又は異なってよく、水素原子、炭素数1
〜6のアルキル基、−Si(OR)3 又は−PO(OR
12 で、そのRのうち少なくとも一つは−PO(OR
12 で、R1 は、同一又は異なってよく、水素原子、
炭素数1〜6のアルキル基、−PO(OR12 又は−
Si(OR)3 である)で表されるケイ酸エステルの少
なくとも一つを、必要に応じ任意に骨材、添加剤を配合
し又は配合しないで、加水分解条件下固化せしめること
を特徴とする無機成型体の製造方法。 33.次式
(Where i is 1 to 20 and m is 0 to 20)
And R may be the same or different, and is a hydrogen atom or a carbon number 1
~ 6 alkyl group, -Si (OR) 3 or -PO (OR
1 ) 2 and at least one of R is —PO (OR
1 ) 2 and R 1 may be the same or different and is a hydrogen atom,
An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, -PO (OR 1 ) 2 or-
Si (OR) 3 ) at least one of which is solidified under a hydrolysis condition with or without optionally adding an aggregate and an additive as required. Method for manufacturing inorganic molded body. 33. The following formula

【0056】[0056]

【化14】 [Chemical 14]

【0057】で表されるケイ酸エステルから成る群から
選ばれたものの少なくとも一つを、必要に応じ任意に骨
材、添加剤を配合し又は配合しないで、加水分解条件下
固化せしめることを特徴とする無機成型体の製造方法。 34.前記の項目27〜33のいずれか一記載の製造方
法で得られたことを特徴とする無機成型体。 35.ケイ素アルコキシドを加水分解条件下反応せしめ
てケイ酸部分重縮合体を形成せしめ、次に得られた生成
物を少なくとも1回リン酸又はリン酸エステルで部分重
縮合体を処理し、次に得られたリン酸又はリン酸エステ
ル基でブロックされたケイ酸重合体を加水分解条件下固
化せしめ得られるものであることを特徴とする無機接着
剤。
At least one selected from the group consisting of silicic acid esters represented by the formula (1) is characterized in that it is solidified under hydrolysis conditions with or without optional addition of aggregates and additives as required. And a method for producing an inorganic molded body. 34. An inorganic molded article obtained by the production method according to any one of items 27 to 33 above. 35. The silicon alkoxide is reacted under hydrolytic conditions to form a silicic acid partial polycondensate, and the resulting product is then treated at least once with phosphoric acid or a phosphoric acid ester to obtain the resulting polycondensate. An inorganic adhesive which is obtained by solidifying a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group under a hydrolysis condition.

【0058】[0058]

【実施例】次に実施例を示して、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこの具体例により限定されるもの
でなく、その思想に従うかぎり各種の形態で実施できる
ことは理解されるべきである。 実施例1 テトラエトキシシラン(特殊シリコン試薬SP)を用
い、ケイ酸重合体の形成反応を行った。(オリゴマー合
成反応) 攪拌子の入ったナス型フラスコにテトラエトキシシラン
(TEOS)20g(1.0モル)を入れ、次にこれに
メタノール(特級試薬)3.09g(2.0モル)と蒸
留水2.53g(1.5モル)を加え、更に35%濃度
の塩酸溶液100mg(0.01モル)を添加した。反
応混合物を強く攪拌しながら約30分間反応させる。反
応混合物液が均一になったら攪拌を止め、約30℃の恒
温振動水槽に反応混合物液置き、攪拌及び振動しながら
約24時間反応させる。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by showing examples, but it is understood that the present invention is not limited to these examples and can be carried out in various forms as long as the idea thereof is followed. Should be. Example 1 A reaction for forming a silicic acid polymer was performed using tetraethoxysilane (special silicon reagent SP). (Oligomer synthesis reaction) 20 g (1.0 mol) of tetraethoxysilane (TEOS) was placed in a round-bottomed flask containing a stir bar, and then 3.09 g (2.0 mol) of methanol (special grade reagent) was distilled into this. 2.53 g (1.5 mol) of water was added, and further 100 mg (0.01 mol) of a 35% strength hydrochloric acid solution was added. The reaction mixture is allowed to react for about 30 minutes with vigorous stirring. When the reaction mixture becomes uniform, stirring is stopped, and the reaction mixture is placed in a constant temperature vibrating water tank at about 30 ° C. and reacted for about 24 hours while stirring and vibrating.

【0059】上記(1)の工程で得られたオリゴマー含
有反応混合物中のオリゴマーの性状を分析するため、そ
の生成物にトリメチルシリルクロライド(TMSC、特
級試薬)15g(1.5モル)を加え、攪拌しながら反
応させる。こうして得られた反応混合物中の低沸点物を
エバポレートして除き、残留物としてトリメチルしりる
基(TMS)でブロックされたオリゴマーを得る。以上
の例を実験例1とする。同様にして蒸留水、メタノール
及び塩酸溶液の量を変えて、実験例2〜10を行った。
それらの使用量を表1に示す。
To analyze the properties of the oligomer in the oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step (1), 15 g (1.5 mol) of trimethylsilyl chloride (TMSC, special grade reagent) was added to the product and stirred. While reacting. The low-boiling substances in the reaction mixture thus obtained are removed by evaporation, and a trimethylsilyl group (TMS) -blocked oligomer is obtained as a residue. The above example is referred to as Experimental Example 1. In the same manner, Experimental Examples 2 to 10 were performed by changing the amounts of distilled water, methanol and hydrochloric acid solution.
The amounts used are shown in Table 1.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】得られたオリゴマーの分子量と分子量分布
を測定するため、GPC(ゲルパーミェーションクロマ
トグラフ)を用いた。上記実施例で得られた結果のまと
めを表2に示す。
GPC (Gel Permeation Chromatograph) was used to measure the molecular weight and molecular weight distribution of the obtained oligomer. Table 2 shows a summary of the results obtained in the above examples.

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】実施例2 (1)オリゴマー合成反応 攪拌子の入ったナス型フラスコにテトラエトキシシラン
(TEOS)200g(10.0モル)を入れ、次にこ
れにメタノール30.9gと蒸留水25.3g(15.
0モル)を加え、更に35%濃度の塩酸溶液1.0g
(0.10モル)を添加した。反応混合物を強く攪拌し
ながら約30分間反応させる。反応混合物液が均一にな
ったら攪拌を止め、約30℃の恒温振動水槽に反応混合
物液置き、攪拌及び振動しながら約20時間反応させ
る。
Example 2 (1) Oligomer synthesis reaction 200 g (10.0 mol) of tetraethoxysilane (TEOS) was placed in a round-bottomed flask containing a stir bar, and then 30.9 g of methanol and 25. 3 g (15.
0 mol) was added, and 1.0 g of 35% strength hydrochloric acid solution was added.
(0.10 mol) was added. The reaction mixture is allowed to react for about 30 minutes with vigorous stirring. When the reaction mixture becomes uniform, stirring is stopped, the reaction mixture is placed in a constant temperature vibrating water bath at about 30 ° C., and the reaction is continued for about 20 hours while stirring and vibrating.

【0064】上記の工程で得られたオリゴマー含有反応
混合物中の揮発性の低沸点物及び溶媒をエバポレートし
て除き、残留物として透明で粘稠な液としてポリテトラ
エトキシシラン(PTEOS)を得る。上記の工程で得
られたPTEOSオリゴマーの性状はトリメチルシリル
クロライドを用いてブロッキングしたオリゴマーを利用
してGPC(ゲルパーミェーションクロマトグラフ)を
用い測定した。表3に使用した試薬の配合割合及び反応
時間をまとめて示すとともにPTEOSの性状をを示
す。
The volatile low-boiling substance and the solvent in the oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step are removed by evaporation to obtain polytetraethoxysilane (PTEOS) as a transparent and viscous liquid as a residue. The properties of the PTEOS oligomer obtained in the above step were measured by GPC (gel permeation chromatograph) using an oligomer blocked with trimethylsilyl chloride. Table 3 summarizes the blending ratios of the reagents used and the reaction times, and also shows the properties of PTEOS.

【0065】[0065]

【表3】 [Table 3]

【0066】(2)オリゴマーのブロッキング反応 上記(1)の工程で得られたオリゴマー含有エタノール
溶液(99.5%エタノール使用)に蒸留水及び触媒量
の1Nの塩酸を加え、こうして得られた混合物を室温で
攪拌しながら、45分間反応させる。こうして得られた
部分的に加水分解せしめられたオリゴマー含有反応混合
物に、トリエチルリン酸エステル(特級試薬)を加え、
80℃で約15時間攪拌しながら反応させる。上記の工
程で得られたブロックされたオリゴマー含有反応混合物
中の揮発性の低沸点物及び溶媒をエバポレートして除
き、残留物として無色透明で粘稠な液としてリン酸基で
ブロックされたポリテトラエトキシシラン(PTEO
S)を得る。表4に使用した試薬の配合割合と生成物の
収量を示す。
(2) Blocking Reaction of Oligomer Distilled water and a catalytic amount of 1N hydrochloric acid were added to the oligomer-containing ethanol solution (using 99.5% ethanol) obtained in the above step (1), and the mixture thus obtained. Is allowed to react for 45 minutes with stirring at room temperature. To the partially hydrolyzed oligomer-containing reaction mixture thus obtained, triethyl phosphate (special grade reagent) was added,
The reaction is carried out at 80 ° C. for about 15 hours with stirring. The volatile low-boiling substances and the solvent in the blocked oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step were removed by evaporation, and the residue was a colorless transparent viscous liquid, which was blocked with phosphoric acid groups. Ethoxysilane (PTEO
S) is obtained. Table 4 shows the blending ratio of the reagents used and the yield of the product.

【0067】[0067]

【表4】 [Table 4]

【0068】得られたリン酸基でブロックされたPTE
OSオリゴマーのIR及び 1HNMRチャートを図1及
び図2に示した。図1のIRスペクトルから、3500
cm-1付近のSi−OHの吸収強度が弱いことから、ブ
ロッキング反応が進行していることが確認できる。ま
た、図2の 1HNMRチャートの結果から、PTEOS
オリゴマーに対して種々の割合のリン酸基を導入可能で
あることが分かった。
The phosphate group blocked PTE obtained
IR and 1 H NMR charts of the OS oligomer are shown in FIGS. 1 and 2. From the IR spectrum of FIG. 1, 3500
Since the Si—OH absorption intensity around cm −1 is weak, it can be confirmed that the blocking reaction is proceeding. Moreover, from the result of the 1 H NMR chart in FIG.
It has been found that it is possible to introduce various proportions of phosphate groups into the oligomer.

【0069】実施例3 (1)オリゴマー合成反応 攪拌子の入ったナス型フラスコにテトラエトキシシラン
(TEOS)を入れ、次にこれにメタノールと蒸留水を
加え、更に35%濃度の塩酸溶液を添加した。反応混合
物を強く攪拌しながら約30分間反応させる。反応混合
物液が均一になったら攪拌を止め、室温で攪拌しながら
約24時間反応させる。表5に使用した試薬の配合割合
及び反応条件を示す。
Example 3 (1) Oligomer synthesis reaction Tetraethoxysilane (TEOS) was placed in an eggplant-shaped flask containing a stir bar, then methanol and distilled water were added thereto, and a 35% hydrochloric acid solution was further added. did. The reaction mixture is allowed to react for about 30 minutes with vigorous stirring. When the reaction mixture becomes uniform, stop stirring, and allow to react for about 24 hours while stirring at room temperature. Table 5 shows the mixing ratios of the reagents used and the reaction conditions.

【0070】[0070]

【表5】 [Table 5]

【0071】上記の工程で得られたオリゴマー含有反応
混合物中の揮発性の低沸点物及び溶媒をエバポレートし
て除き、残留物として透明で粘稠な液としてポリテトラ
エトキシシラン(P−TEOS)を得る。上記の工程で
得られたP−TEOSオリゴマーの性状はトリメチルシ
リルクロライドを用いてブロッキングしたオリゴマーを
利用してGPC(ゲルパーミェーションクロマトグラ
フ)を用い測定した。表6に使用した水の配合割合及び
PTEOSオリゴマーの性状をを示す。
The volatile low-boiling substance and the solvent in the oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step were removed by evaporation, and polytetraethoxysilane (P-TEOS) was used as the residue as a transparent viscous liquid. obtain. The properties of the P-TEOS oligomer obtained in the above step were measured by GPC (gel permeation chromatograph) using the oligomer blocked with trimethylsilyl chloride. Table 6 shows the proportion of water used and the properties of the PTEOS oligomer.

【0072】[0072]

【表6】 [Table 6]

【0073】(2)オリゴマーのブロッキング反応 上記(1)の工程で得られたオリゴマー含有エタノール
溶液(99.5%エタノール使用)に蒸留水及び触媒量
の1Nの塩酸を加え、こうして得られた混合物を室温で
攪拌しながら、45分間反応させる。こうして得られた
部分的に加水分解せしめられたオリゴマー含有反応混合
物に、トリエチルリン酸エステル(特級試薬)を加え、
80℃で約3時間攪拌しながら反応させる。上記の工程
で得られたブロックされたオリゴマー含有反応混合物中
の揮発性の低沸点物及び溶媒を80℃のウォーターバス
中で真空ポンプで減圧しながらエバポレートして除き、
残留物として無色透明で粘稠な液としてリン酸基でブロ
ックされたポリテトラエトキシシラン(PTEOS)を
得る。表7に使用した試薬の配合割合を示す。
(2) Blocking Reaction of Oligomer Distilled water and a catalytic amount of 1N hydrochloric acid were added to the oligomer-containing ethanol solution (using 99.5% ethanol) obtained in the above step (1), and the mixture thus obtained. Is allowed to react for 45 minutes with stirring at room temperature. To the partially hydrolyzed oligomer-containing reaction mixture thus obtained, triethyl phosphate (special grade reagent) was added,
The reaction is carried out at 80 ° C. for about 3 hours with stirring. The volatile low-boiling substances and the solvent in the blocked oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step were removed by evaporation under reduced pressure with a vacuum pump in a water bath at 80 ° C.,
A colorless transparent viscous liquid is obtained as a residue, and polytetraethoxysilane (PTEOS) blocked with phosphoric acid groups is obtained. Table 7 shows the mixing ratio of the reagents used.

【0074】[0074]

【表7】 [Table 7]

【0075】(3)無機成型体の形成反応 上記(2)の工程で得られたリン酸基でブロックされた
PTEOSオリゴマーに1Nの塩酸を加え、透明になる
まで攪拌混合する。得られた液をポリプロピレン(P.
P.)製の型枠に流し込み室温で固化させる。表8に使
用した試薬の配合割合及び固化反応条件を示す。
(3) Inorganic molded product forming reaction 1N hydrochloric acid was added to the PTEOS oligomer blocked with the phosphoric acid group obtained in the above step (2), and the mixture was stirred and mixed until it became transparent. The obtained liquid was treated with polypropylene (P.
P. ) And cast at room temperature to solidify. Table 8 shows the mixing ratios of the reagents used and the solidification reaction conditions.

【0076】[0076]

【表8】 [Table 8]

【0077】得られた新規なPTEOS固化物の物性を
表9に示す。
Table 9 shows the physical properties of the obtained new PTEOS solidified product.

【0078】[0078]

【表9】 [Table 9]

【0079】得られた結果より、比較的分子量分布が広
いポリテトラエトキシシラン(PTEOS)オリゴマー
を使用した場合、圧縮強度の大きいものが得られた。ま
た、平均分子量の大きいPTEOSオリゴマーを使用し
た場合、圧縮強度の大きいものが得られた。リン酸エス
テルによるブロックキングの程度が比較的低いもののほ
うが、圧縮強度の大きいものが得られた。
From the obtained results, it was found that when polytetraethoxysilane (PTEOS) oligomer having a relatively wide molecular weight distribution was used, the one having large compressive strength was obtained. Further, when a PTEOS oligomer having a large average molecular weight was used, one having a large compressive strength was obtained. The one having a relatively low degree of blocking by the phosphoric acid ester had a larger compressive strength.

【0080】このことから、図3に解説するような機構
が予測される。先ず、Aで示されるケイ酸重合体は、B
で示されるように通常に架橋せしめるとブロック状にな
り、一つ一つは強度があってもそれらの結合は殆ど水素
結合のみであるので脆いものとなる。また曲げに対する
強度もあまり期待できない。ところが、Cに示されるよ
うに線状の分子であれば、それらの線状の分子同志が絡
み合い、引っ張り強度に対しても強度がでる。また、曲
げに対してもかなり強くなる。このような線状の分子同
志の間にDのようにフレキシブル性のある結合を導入す
ると、さらに靱性を発現させることができる。このよう
なフレキシブル性のある結合としては、水素結合、イオ
ン結合、配位結合などがあげられる。基本的に線状の構
造を持つものであればよいこともわかる。
From this, the mechanism as explained in FIG. 3 is expected. First, the silicic acid polymer represented by A is
As shown in (1), when it is usually cross-linked, it becomes a block, and even if each has strength, their bonds are almost only hydrogen bonds, so they become brittle. Also, strength against bending cannot be expected so much. However, in the case of linear molecules as shown by C, the linear molecules are entangled with each other, and the tensile strength is also increased. In addition, it becomes considerably strong against bending. When a flexible bond such as D is introduced between such linear molecules, toughness can be further developed. Examples of such flexible bond include hydrogen bond, ionic bond, and coordinate bond. It is also understood that the one basically has a linear structure.

【0081】本発明の無機成型体の場合、Eのように水
の存在下に部分的に分解・結合が起こっていると考えら
れる。Eではバネの役割を果たす結合としてはリン酸残
基間の水素結合であると考えられる。イオン結合、配位
結合などを形成することのできるものとしては、元素周
期表のII族、III族、VII族、VIII族などの
マグネシウム、カルシウム、マンガン、アルミニウム、
チタニウム、ジルコニウム、鉄、コバルト、ニッケル、
銅、亜鉛、カドニウム、鉛、クロム、モリブデン、タン
グステン、マンガンなどがあげられる。Fは金属などを
配位させた場合の構造の概念を示す。
In the case of the inorganic molded product of the present invention, it is considered that partial decomposition / bonding occurs in the presence of water as in E. In E, the bond that functions as a spring is considered to be a hydrogen bond between phosphate residues. Those capable of forming an ionic bond, a coordinate bond and the like include magnesium, calcium, manganese, aluminum such as Group II, Group III, Group VII and Group VIII of the periodic table of elements,
Titanium, zirconium, iron, cobalt, nickel,
Copper, zinc, cadmium, lead, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, etc. may be mentioned. F represents the concept of the structure when a metal or the like is coordinated.

【0082】実施例4 (1)オリゴマー合成反応 攪拌子の入ったナス型フラスコに、テトラエトキシシラ
ン(TEOS)1.0mol、メタノール1.0mol
及び蒸留水1.4molを加え、更に12規定の塩酸溶
液0.01molを添加した。反応混合物を攪拌しなが
ら室温(約20℃)で約24時間反応させる。上記の工
程で得られたオリゴマー含有反応混合物を濃縮し、無色
透明で粘稠な液体を得る。
Example 4 (1) Oligomer Synthesis Reaction In a round-bottomed flask containing a stirrer, 1.0 mol of tetraethoxysilane (TEOS) and 1.0 mol of methanol were added.
And 1.4 mol of distilled water were added, and 0.01 mol of a 12 N hydrochloric acid solution was further added. The reaction mixture is reacted at room temperature (about 20 ° C.) for about 24 hours with stirring. The oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step is concentrated to obtain a colorless transparent viscous liquid.

【0083】(2)オリゴマーのブロッキング反応 上記(1)の工程で得られたオリゴマー含有液を、9
9.5%エタノール2.0mol、蒸留水1.0mol
及び1規定の塩酸1滴を加え、こうして得られた混合物
を室温(約20℃)で攪拌しながら、約1時間反応させ
る。こうして得られた部分的に加水分解せしめられたオ
リゴマー含有反応混合物に、トリエチルリン酸エステル
(特級試薬)1.0molを加え、80℃で約3時間攪
拌しながら反応させる。上記の工程で得られたブロック
されたオリゴマー含有反応混合物を減圧下濃縮し、無色
透明で粘稠な液を得る。
(2) Blocking Reaction of Oligomer The oligomer-containing solution obtained in the above step (1) was mixed with 9
2.0 mol of 9.5% ethanol, 1.0 mol of distilled water
And 1 drop of 1N hydrochloric acid are added, and the mixture thus obtained is reacted at room temperature (about 20 ° C.) for about 1 hour while stirring. To the partially hydrolyzed oligomer-containing reaction mixture thus obtained, 1.0 mol of triethyl phosphate ester (special grade reagent) is added and reacted at 80 ° C. for about 3 hours with stirring. The blocked oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step is concentrated under reduced pressure to obtain a colorless transparent viscous liquid.

【0084】(3)構造解析 上記で得られたものを分析サンプルとして用い機器分析
を行った。 質量分析法(GC−MS):電子衝撃法(EI)及び化
学イオン化法(CI)は、表10及び表11に示す機器
分析装置及び測定条件で実施した。
(3) Structural Analysis Instrumental analysis was performed using the above-obtained sample as an analysis sample. Mass spectrometry (GC-MS): Electron impact method (EI) and chemical ionization method (CI) were carried out under the instrumental analyzer and measurement conditions shown in Tables 10 and 11.

【0085】[0085]

【表10】[Table 10]

【0086】[0086]

【表11】[Table 11]

【0087】核磁気共鳴分光法(NMR):31P−NM
R及び29Si−NMRは、表12及び表13に示す機器
分析装置及び測定条件で実施した。
Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR): 31 P-NM
R and 29 Si-NMR were carried out under the instrumental analyzer and measurement conditions shown in Tables 12 and 13.

【0088】[0088]

【表12】 [Table 12]

【0089】[0089]

【表13】 [Table 13]

【0090】質量分析(GC−MS)の結果は図4〜7
に示す。これらのデータより .ガスクロマトグフにより分離されたピークNo.4
の化合物はイオンピーク734とフラグメントピーク5
97が観察され、この差137はO=P(OEt)2
相当すると認められる。 .ピークNo.5の化合物においてもMS(CI)で
の748のイオンピークとMS(EI)でのフラグメン
トピーク611との差が137であり、これもO=P
(OEt)2 に相当すると認められる。 .ピークNo.1、No.2及びNo.3の化合物に
は、O=P(OEt)2に相当するフラグメントは観察
されないが、−Et(28)、−OEt(44)、−H
2 O(18)等のフラグメントが存在している。こうし
てNo.1〜No.5の化合物として、図8にその同定
された構造を示す。こうしてこのケイ酸重合体には、少
なくとも1つ以上の〔−Si−O−P(OEt)2
O〕の構造が分子内に存在していることが判明した。
The results of mass spectrometry (GC-MS) are shown in FIGS.
Shown in. From these data. Peak No. separated by gas chromatograph. Four
The compound of is ion peak 734 and fragment peak 5
97 was observed and this difference 137 was found to correspond to O = P (OEt) 2 . . Peak No. Also in the compound of No. 5, the difference between the ion peak of 748 in MS (CI) and the fragment peak 611 in MS (EI) is 137, which is also O = P.
It is recognized that it corresponds to (OEt) 2 . . Peak No. 1, No. 2 and No. In the compound of No. 3, no fragment corresponding to O = P (OEt) 2 was observed, but -Et (28), -OEt (44), -H.
Fragments such as 2 O (18) are present. No. 1-No. As the compound of 5, the identified structure is shown in FIG. Thus, this silicic acid polymer contains at least one or more [-Si-OP (OEt) 2 =
It was found that the structure of [O] exists in the molecule.

【0091】核磁気共鳴分光分析(NMR)の結果は図
9〜12に示す。これらより .31P−NMR(図9及び10)より、ケイ酸重合体
のケミカルシフト(−0.525ppm)が、リン酸ト
リエチルのケミカルシフト(+0.067ppm)とは
異なっていることが観察される。これはケイ酸重合体中
でリン原子が原料のリン酸トリエチルのリン原子とは異
なった環境にあることを示し、〔−Si−O−P(OE
t)2 =O〕の構造の存在を示している。 .29Si−NMR(図11及び12)より、リン酸ト
リエチルによる処理の前後を比較すると、Q1及びQ2
のケミカルシフトが異なっていることが観察される。ま
たQ3及びQ4に相当するSiのピークが存在してい
る。このことはケイ酸重合体中のQ1及びQ2のケイ素
上の酸素にリン原子が結合していることを示しており、
さらに重合体中のケイ素骨格が分岐を持っていることを
示している。これら観察は上記の構造を支持している。
The results of nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) are shown in FIGS. From these. From 31 P-NMR (FIGS. 9 and 10), it is observed that the chemical shift (−0.525 ppm) of the silicic acid polymer is different from that of triethyl phosphate (+0.067 ppm). This indicates that the phosphorus atom in the silicic acid polymer is in a different environment from the phosphorus atom of the starting material triethyl phosphate, and [-Si-OP (OE
t) 2 = O] is present. . From 29 Si-NMR (FIGS. 11 and 12), when comparing before and after the treatment with triethyl phosphate, Q1 and Q2 were obtained.
It is observed that the chemical shifts of the are different. Further, there are Si peaks corresponding to Q3 and Q4. This indicates that the phosphorus atom is bonded to the oxygen on the silicon of Q1 and Q2 in the silicic acid polymer,
Furthermore, it shows that the silicon skeleton in the polymer has a branch. These observations support the above structure.

【0092】実施例5 (1)オリゴマー合成反応 攪拌子の入ったナス型フラスコに、テトラエトキシシラ
ン:蒸留水:35%塩酸液:メタノールをモル比で、1
(TEOS):1.8(H2 O):0.0135%HC
l):1.0(Me−OH)の配合とし、先ずテトラエ
トキシシラン、メタノール及び蒸留水を混合した中に塩
酸溶液を添加した。反応混合物を攪拌しながら室温(約
20℃)で約24時間反応させる。上記の工程で得られ
たオリゴマー含有反応混合物から溶媒及び揮発性物質を
エバポレートし、P−TEOSオリゴマーを得る。
Example 5 (1) Oligomer Synthesis Reaction Tetraethoxysilane: distilled water: 35% hydrochloric acid solution: methanol at a molar ratio of 1 in an eggplant-shaped flask containing a stir bar.
(TEOS): 1.8 (H 2 O): 0.0135% HC
1): 1.0 (Me-OH), and first, a solution of hydrochloric acid was added to a mixture of tetraethoxysilane, methanol and distilled water. The reaction mixture is reacted at room temperature (about 20 ° C.) for about 24 hours with stirring. The solvent and volatile substances are evaporated from the oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step to obtain a P-TEOS oligomer.

【0092】(2)オリゴマーのブロッキング反応 上記(1)の工程で得られたオリゴマー含有液、99.
5%エタノール、蒸留水及び1規定の塩酸を表14に示
した配合割合で、先ずオリゴマー含有液、エタノール及
び蒸留水を混合し、これに1規定の塩酸を触媒量添加す
る。こうして得られた混合物を室温(約20℃)で攪拌
しながら、約45分間反応させる。次に部分的に加水分
解せしめられたオリゴマー含有反応混合物に、トリエチ
ルリン酸エステル(特級試薬)を加え、80℃で約3時
間攪拌しながら反応させる。反応終了後溶媒及び揮発性
物質をエバポレートし、リン酸でブロックされたP−T
EOSオリゴマーを得る。
(2) Blocking Reaction of Oligomer The oligomer-containing liquid obtained in the above step (1), 99.
First, 5% ethanol, distilled water and 1N hydrochloric acid were mixed at the compounding ratios shown in Table 14, the oligomer-containing liquid, ethanol and distilled water were mixed, and 1N hydrochloric acid was added in a catalytic amount. The mixture thus obtained is reacted at room temperature (about 20 ° C.) for about 45 minutes while stirring. Next, triethyl phosphate (special grade reagent) is added to the partially hydrolyzed oligomer-containing reaction mixture, and the mixture is reacted at 80 ° C. for about 3 hours with stirring. After the reaction was completed, the solvent and volatile substances were evaporated, and PT blocked with phosphoric acid was used.
An EOS oligomer is obtained.

【0093】[0093]

【表14】 [Table 14]

【0094】(3)無機成型体の形成反応 上記(2)の工程で得られたリン酸基でブロックされた
P−TEOSオリゴマーに1Nの塩酸を加え、透明にな
るまで攪拌混合する。得られた液をポリプロピレン
(P.P.)製の型枠(13mmφ、H=25mm)に
流し込み室温で固化させる。表15に使用した試薬の配
合割合及び固化反応条件を示す。
(3) Inorganic molding formation reaction 1N hydrochloric acid was added to the phosphoric acid group-blocked P-TEOS oligomer obtained in the above step (2), and the mixture was stirred and mixed until it became transparent. The obtained liquid is poured into a mold (13 mmφ, H = 25 mm) made of polypropylene (PP) and solidified at room temperature. Table 15 shows the mixing ratios of the reagents used and the solidification reaction conditions.

【0095】[0095]

【表15】 [Table 15]

【0096】(4)物理試験 上記(3)で得られた成形体について、物理試験を実施
した。物理試験では、5t万能試験機で材令毎に最大強
度と歪量を測定した。供試体の寸法、重量を測定し、最
大強度、ヤング率、ひずみ率、比強度を算出する。オー
トグラフの測定条件は、表16に示す条件で実施した。
(4) Physical Test A physical test was conducted on the molded product obtained in (3) above. In the physical test, the maximum strength and strain amount were measured for each age with a 5t universal testing machine. The size and weight of the specimen are measured, and the maximum strength, Young's modulus, strain rate, and specific strength are calculated. The measurement conditions of the autograph were the conditions shown in Table 16.

【0097】[0097]

【表16】 [Table 16]

【0098】試験結果を図13及び図14に示す。これ
らの結果からリン酸トリエチルとケイ酸との比(P/S
i比)を変えることによって、圧縮強度及びじん性を制
御できることが判明した。したがって、本発明のリン酸
又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体を
用いると普通コンクリートの比強度、じん性と比較して
より優れた性能が発現されるものと期待できる。
The test results are shown in FIGS. 13 and 14. From these results, the ratio of triethyl phosphate and silicic acid (P / S
It was found that the compressive strength and toughness can be controlled by changing the i ratio). Therefore, it can be expected that the use of the silicic acid polymer blocked with the phosphoric acid or phosphoric acid ester group of the present invention will result in better performance than the specific strength and toughness of ordinary concrete.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明によれば、ケイ素アルコキシドの
加水分解及び重縮合反応を制御することが出来、その無
機ケイ酸重合体製造の途中で重縮合反応点を部分的に不
活性化して、分子レベルでその構造を制御する道を提供
する。本発明によれば、より線状に近い無機ケイ酸重合
体がより均一に合成できるので、柔軟な構造体である無
機材料が得られる。また、これまで触媒あるいはpHの
調整で行っている合成反応では、その反応の再現性が乏
しいだけでなく、得られる生成物も分子量の分布範囲が
広くて均一なものが得られず、その応用もできなかった
が、本発明によれば、再現性よく均一なより線状に近い
無機ケイ酸重合体が合成できる。
According to the present invention, it is possible to control the hydrolysis and polycondensation reaction of silicon alkoxide, and partially inactivate the polycondensation reaction point during the production of the inorganic silicic acid polymer, It provides a way to control its structure at the molecular level. According to the present invention, a more linear inorganic silicic acid polymer can be synthesized more uniformly, so that an inorganic material having a flexible structure can be obtained. In addition, in the synthetic reactions that have been performed so far by adjusting the catalyst or pH, not only the reproducibility of the reaction is poor, but also the obtained product has a wide molecular weight distribution range and is not uniform. However, according to the present invention, it is possible to synthesize an inorganic silicic acid polymer which is reproducible and uniform and which is more linear.

【0100】本発明に従い、安価かつ簡単な製造法によ
り、均一で且つ高純度あるいは高機能性な無機ケイ酸重
合体を得る道が開かれる。本発明に従い得られた製品
は、均一でかつ高品質のものであり、柔軟性に富み、耐
熱性、耐燃焼性に優れ、且つまた耐放射線性もあり、そ
の硬度が高く耐磨耗性がある。本発明の無機ケイ酸重合
体は、簡単且つ単純な操作で製造できることから、高品
質で安価なものであり、均一な製品にすることができ、
耐油性や耐溶剤性を付与することも容易にできる。本発
明の無機ケイ酸重合体は、その特性を生かして、耐熱材
料、不燃材料、熱線反射材料、電気絶縁材料、透明導電
材料、防蝕材料、耐薬品性付与材料、耐磨耗性を持つよ
うな表面保護材料、反射防止や潤滑作用を有する特殊機
能材料としての利用が期待されている。本発明の無機ケ
イ酸重合体の製造法は、簡単な制御操作により品質の管
理ができる。
According to the present invention, a method for obtaining a uniform and highly pure or highly functional inorganic silicic acid polymer by an inexpensive and simple production method is opened. The product obtained according to the present invention is of uniform and high quality, rich in flexibility, excellent in heat resistance and combustion resistance, and also has radiation resistance, and its hardness is high and abrasion resistance is high. is there. Since the inorganic silicic acid polymer of the present invention can be produced by a simple and simple operation, it is of high quality and inexpensive, and can be a uniform product.
It is also possible to easily impart oil resistance and solvent resistance. The inorganic silicic acid polymer of the present invention makes use of its characteristics so as to have a heat resistant material, a non-combustible material, a heat ray reflective material, an electric insulating material, a transparent conductive material, an anticorrosive material, a chemical resistance imparting material, and an abrasion resistance. It is expected to be used as a special surface protection material and a special functional material having antireflection and lubricating effects. In the method for producing an inorganic silicic acid polymer of the present invention, the quality can be controlled by a simple control operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブロ
ックされたPTEOSオリゴマーのIRスペクトルを示
す。
FIG. 1 shows the IR spectrum of a phosphate group blocked PTEOS oligomer obtained by treatment according to the invention.

【図2】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブロ
ックされたPTEOSオリゴマーの 1HNMRチャート
を示す。
FIG. 2 shows a 1 H NMR chart of a phosphate group blocked PTEOS oligomer obtained by the treatment according to the present invention.

【図3】本発明に従った無機成型体の強度などの性状発
現機構を示す。
FIG. 3 shows a mechanism for expressing properties such as strength of the inorganic molded body according to the present invention.

【図4】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブロ
ックされたケイ酸重合体の質量分析(GC−MS)の結
果を示す。
FIG. 4 shows the results of mass spectrometry (GC-MS) of a silicic acid polymer blocked with phosphate groups obtained by the treatment according to the present invention.

【図5】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブロ
ックされたケイ酸重合体の質量分析(GC−MS)の結
果を示す。
FIG. 5 shows the results of mass spectrometry (GC-MS) of a phosphoric acid group blocked silicic acid polymer obtained by the treatment according to the present invention.

【図6】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブロ
ックされたケイ酸重合体の質量分析(GC−MS)の結
果を示す。
FIG. 6 shows the results of mass spectrometry (GC-MS) of a phosphoric acid group blocked silicic acid polymer obtained by the treatment according to the present invention.

【図7】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブロ
ックされたケイ酸重合体の質量分析(GC−MS)の結
果を示す。
FIG. 7 shows the results of mass spectrometry (GC-MS) of a phosphoric acid group blocked silicic acid polymer obtained by the treatment according to the present invention.

【図8】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブロ
ックされたケイ酸重合体の同定された構造を示す。
FIG. 8 shows the identified structure of a silicic acid polymer blocked with phosphate groups obtained by treatment according to the invention.

【図9】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブロ
ックされたケイ酸重合体の核磁気共鳴分光分析(NM
R)のスペクトルを示す。
FIG. 9: Nuclear magnetic resonance spectroscopy analysis of phosphoric acid group blocked silicic acid polymers obtained by treatment according to the invention (NM
The spectrum of R) is shown.

【図10】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブ
ロックされたケイ酸重合体の核磁気共鳴分光分析(NM
R)のスペクトルを示す。
FIG. 10: Nuclear magnetic resonance spectroscopy analysis of phosphoric acid group blocked silicic acid polymers obtained by treatment according to the invention (NM
The spectrum of R) is shown.

【図11】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブ
ロックされたケイ酸重合体の核磁気共鳴分光分析(NM
R)のスペクトルを示す。
FIG. 11: Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NM) of phosphate group blocked silicic acid polymers obtained by treatment according to the invention.
The spectrum of R) is shown.

【図12】本発明に従った処理で得られたリン酸基でブ
ロックされたケイ酸重合体の核磁気共鳴分光分析(NM
R)のスペクトルを示す。
FIG. 12: Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NM) of a phosphate group blocked silicic acid polymer obtained by treatment according to the present invention.
The spectrum of R) is shown.

【図13】本発明に従って得られた無機成型体の圧縮強
度とリン酸エステル/ケイ素比との関係を示す。
FIG. 13 shows the relationship between the compressive strength and the phosphate / silicon ratio of the inorganic molded body obtained according to the present invention.

【図14】本発明に従って得られた無機成型体のヤング
率とリン酸エステル/ケイ素比との関係を示す。
FIG. 14 shows the relationship between the Young's modulus and the phosphate / silicon ratio of the inorganic molded body obtained according to the present invention.

【化11】 [Chemical 11]

【化12】 [Chemical 12]

【表17】 [Table 17]

【表18】 [Table 18]

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応せし
めてケイ酸重縮合体を形成せしめ、次に得られたケイ酸
重縮合体生成物を少なくとも1回リン酸又はリン酸エス
テルで処理することを特徴とするリン酸又はリン酸エス
テル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方法。
1. A method comprising subjecting a silicon alkoxide to a hydrolysis reaction to form a silicic acid polycondensate, and then treating the resulting silicic acid polycondensate product at least once with phosphoric acid or a phosphoric acid ester. And a method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group.
【請求項2】 ケイ素アルコキシドを重縮合条件下に加
水分解反応せしめてケイ酸重縮合体を形成せしめ、次に
得られたケイ酸重縮合体生成物を部分加水分解反応処理
後少なくとも1回リン酸又はリン酸エステルで処理する
ことを特徴とする請求項1記載のリン酸又はリン酸エス
テル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方法。
2. A silicon alkoxide is hydrolyzed under polycondensation conditions to form a silicic acid polycondensate, and the resulting silicic acid polycondensate product is treated with phosphorus at least once after the partial hydrolysis reaction treatment. The method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to claim 1, wherein the method is a treatment with an acid or a phosphoric acid ester.
【請求項3】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応せし
めて形成せしめられるケイ酸重縮合体生成物が、線状ケ
イ酸重縮合体又は単環状ケイ酸重縮合体である請求項1
又は2記載のリン酸又はリン酸エステル基でブロックさ
れたケイ酸重合体の製造方法。
3. A silicic acid polycondensate product formed by hydrolyzing a silicon alkoxide is a linear silicic acid polycondensate or a monocyclic silicic acid polycondensate.
Or the method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to 2 above.
【請求項4】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応せし
めて形成せしめられるケイ酸重縮合体生成物が、数平均
分子量の範囲が1000以上でかつ重量平均分子量/数
平均分子量の比の範囲が1.2以上であるオリゴマーで
ある請求項1〜3のいずれか一に記載のリン酸又はリン
酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方
法。
4. The silicic acid polycondensation product formed by hydrolyzing a silicon alkoxide has a number average molecular weight range of 1000 or more and a weight average molecular weight / number average molecular weight ratio range of 1.2. The method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of claims 1 to 3, which is the above oligomer.
【請求項5】 ケイ素アルコキシドが、ケイ素原子にア
ルコキシド基が少なくとも2個結合したものであること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか一に記載のリン酸
又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体の
製造方法。
5. The silicon alkoxide has at least two alkoxide groups bonded to a silicon atom and is blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of claims 1 to 4. Method for producing silicic acid polymer.
【請求項6】 ケイ素アルコキシドを加水分解する条件
が、線状ケイ酸重縮合体又は単環状ケイ酸重縮合体を形
成するものである請求項1〜5のいずれか一に記載のリ
ン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合
体の製造方法。
6. The phosphoric acid according to any one of claims 1 to 5, wherein the condition for hydrolyzing the silicon alkoxide is to form a linear silicic acid polycondensate or a monocyclic silicic acid polycondensate. A method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphate group.
【請求項7】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応させ
ケイ酸重縮合体を形成せしめ第1工程が、ケイ素アルコ
キシド当たり約0.5倍モルから約4倍モルの有機溶媒
を用いるものである請求項1〜6のいずれか一に記載の
リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重
合体の製造方法。
7. The method of hydrolyzing a silicon alkoxide to form a silicic acid polycondensate, wherein the first step uses about 0.5 to about 4 moles of organic solvent per silicon alkoxide. 7. The method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or phosphoric acid ester group according to any one of items 1 to 6.
【請求項8】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応させ
ケイ酸重縮合体を形成せしめ第1工程が、ケイ素アルコ
キシド当たり約0.5倍モルから約2.5倍モルの水を
用いるものである請求項1〜7のいずれか一に記載のリ
ン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合
体の製造方法。
8. The method of hydrolyzing a silicon alkoxide to form a silicic acid polycondensate, wherein the first step uses about 0.5 to about 2.5 moles of water per silicon alkoxide. A method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of 1 to 7.
【請求項9】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応させ
ケイ酸重縮合体を形成せしめ第1工程が、ケイ素アルコ
キシド当たり約0.001倍モルから約0.5倍モルの
酸を用いるものである請求項1〜8のいずれか一に記載
のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸
重合体の製造方法。
9. The method of hydrolyzing a silicon alkoxide to form a polycondensate of silicic acid, wherein the first step uses about 0.001 to about 0.5 moles of acid per silicon alkoxide. 9. A method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of 1 to 8.
【請求項10】 リン酸が、オルトリン酸、ピロリン
酸、トリリン酸、テトラリン酸などの鎖状ポリリン酸、
トリメタリン酸、テトラメタリン酸などの環状ポリリン
酸、網目状ポリリン酸から成る群から選ばれたものであ
る請求項1〜9のいずれか一に記載のリン酸又はリン酸
エステル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方法。
10. A chain polyphosphoric acid such as orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid or tetraphosphoric acid,
A silicic acid blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of claims 1 to 9, which is selected from the group consisting of cyclic polyphosphoric acid such as trimetaphosphoric acid and tetrametaphosphoric acid, and network polyphosphoric acid. A method for producing an acid polymer.
【請求項11】 リン酸エステルが、モノ−、ジ−、又
はトリ−飽和又は不飽和炭化水素置換リン酸エステルで
ある請求項1〜10のいずれか一に記載のリン酸又はリ
ン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方
法。
11. The phosphoric acid or phosphoric acid ester group according to claim 1, wherein the phosphoric acid ester is a mono-, di-, or tri-saturated or unsaturated hydrocarbon-substituted phosphoric acid ester. Of producing a silicic acid polymer blocked with a silane.
【請求項12】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応せ
しめて形成せしめられるケイ酸重縮合体生成物を、酸存
在下に部分加水分解反応処理することを特徴とする請求
項1〜11のいずれか一に記載のリン酸又はリン酸エス
テル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方法。
12. The silicic acid polycondensation product, which is formed by hydrolyzing a silicon alkoxide, is partially hydrolyzed in the presence of an acid, according to any one of claims 1 to 11. A method for producing a silicic acid polymer blocked with the phosphoric acid or phosphoric acid ester group according to the description.
【請求項13】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応せ
しめてケイ酸重縮合体を形成せしめ、次に得られたケイ
酸重縮合体生成物をリン酸又はリン酸エステルで処理し
て、リン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ
酸重合体とし、次に生成物を部分加水分解反応処理した
後さらに少なくとも1回リン酸又はリン酸エステルで処
理することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一に
記載のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケ
イ酸重合体の製造方法。
13. A silicic acid polycondensate is formed by subjecting a silicon alkoxide to a hydrolysis reaction, and the resulting silicic acid polycondensate product is treated with phosphoric acid or a phosphoric acid ester to obtain phosphoric acid or phosphoric acid. 13. A silicic acid polymer blocked with an acid ester group, which is then subjected to a partial hydrolysis reaction treatment and further treated at least once with phosphoric acid or a phosphoric acid ester. 5. A method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of the above.
【請求項14】 リン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたケイ酸重縮合体を酸存在下に部分加水分解する
請求項1〜13のいずれか一に記載のリン酸又はリン酸
エステル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方法。
14. The phosphoric acid or phosphoric acid ester group according to claim 1, wherein the silicic acid polycondensate blocked with a phosphoric acid or phosphoric acid ester group is partially hydrolyzed in the presence of an acid. Process for producing blocked silicic acid polymer.
【請求項15】 テトラエトキシシランを水、強酸及び
低級アルコール存在下約0〜40℃で約1〜30時間重
縮合反応させ、得られたケイ酸重縮合体を加水分解条件
下で部分加水分解反応した後、得られた部分加水分解ケ
イ酸重縮合体をトリ低級アルキル置換リン酸エステルと
反応せしめることを特徴とする請求項1記載のリン酸又
はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体の製
造方法。
15. Tetraethoxysilane is subjected to polycondensation reaction in the presence of water, a strong acid and a lower alcohol at about 0 to 40 ° C. for about 1 to 30 hours, and the obtained silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed under hydrolysis conditions. After the reaction, the resulting partially hydrolyzed silicic acid polycondensate is reacted with a tri (lower alkyl) -substituted phosphoric acid ester, and the silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to claim 1. Manufacturing method of coalescence.
【請求項16】 約1.0モルのテトラエトキシシラン
を約1.2〜1.8モルの水、約0.005〜0.02
モルの濃塩酸及び約0.52〜2.0モルの低級アルコ
ール存在下約0〜40℃で約1〜30時間重縮合反応さ
せ、得られたケイ酸重縮合体を加水分解条件下で部分加
水分解反応した後、得られた部分加水分解ケイ酸重縮合
体約1.0モル(含有する当量)を約0.1〜3.0モ
ルのトリ低級アルキル置換リン酸エステルと反応せしめ
ることを特徴とする請求項1記載のリン酸又はリン酸エ
ステル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方法。
16. About 1.0 mole tetraethoxysilane to about 1.2 to 1.8 mole water, about 0.005 to 0.02.
Polycondensation reaction is performed at about 0 to 40 ° C. for about 1 to 30 hours in the presence of concentrated concentrated hydrochloric acid and about 0.52 to 2.0 mol of lower alcohol, and the obtained silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed. After the hydrolysis reaction, about 1.0 mol (containing equivalent amount) of the partially hydrolyzed silicic acid polycondensate obtained is reacted with about 0.1 to 3.0 mol of a tri-lower alkyl-substituted phosphate ester. The method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to claim 1.
【請求項17】 テトラエトキシシランを加水分解反応
せしめて形成せしめられるケイ酸重縮合体生成物が、線
状ケイ酸重縮合体又は単環状ケイ酸重縮合体である請求
項15又は16記載のリン酸又はリン酸エステル基でブ
ロックされたケイ酸重合体の製造方法。
17. The silicic acid polycondensate product formed by hydrolyzing tetraethoxysilane is a linear silicic acid polycondensate or a monocyclic silicic acid polycondensate, according to claim 15 or 16. A method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group.
【請求項18】 リン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたケイ酸重合体が、一般式 【化1】 (式中、iは1〜20で、mは0〜20で、Rは、同一
又は異なってよく、水素原子、炭素数1〜6のアルキル
基、−Si(OR)3 又は−PO(OR12 で、その
Rのうち少なくとも一つは−PO(OR12 で、R1
は、同一又は異なってよく、水素原子、炭素数1〜6の
アルキル基、−PO(OR12 又は−Si(OR)3
である)で表されるケイ酸エステルである請求項1記載
のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸
重合体の製造方法。
18. A silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or phosphoric acid ester group has the general formula: (In the formula, i is 1 to 20, m is 0 to 20, R may be the same or different, and a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, -Si (OR) 3 or -PO (OR 1 ) 2 and at least one of R is —PO (OR 1 ) 2 and R 1
May be the same or different and may be a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, —PO (OR 1 ) 2 or —Si (OR) 3
The method for producing a silicic acid polymer blocked with phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to claim 1, wherein the silicic acid ester is represented by
【請求項19】 リン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたケイ酸重合体が、次式 【化2】 で表されるケイ酸エステルからなる群から選ばれたもの
である請求項1又は18記載のリン酸又はリン酸エステ
ル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方法。
19. A silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or phosphoric acid ester group is represented by the following formula: The method for producing a silicic acid polymer blocked with phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to claim 1 or 18, which is selected from the group consisting of silicic acid esters represented by:
【請求項20】 ケイ素アルコキシドを加水分解反応せ
しめてケイ酸重縮合体を形成せしめ、次に得られたケイ
酸重縮合体生成物を少なくとも1回リン酸又はリン酸エ
ステルで処理し、得られたリン酸又はリン酸エステル基
でブロックされたケイ酸重合体を加水分解条件下で固化
せしめ、無機成型体化ケイ酸重合体を製造することを特
徴とするリン酸又はリン酸エステル基でブロックされた
ケイ酸重合体の製造方法。
20. A silicic acid polycondensate is formed by subjecting a silicon alkoxide to a hydrolysis reaction, and the resulting silicic acid polycondensate product is treated at least once with phosphoric acid or a phosphoric acid ester. A phosphoric acid or a phosphoric acid ester group, which is blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group, is solidified under hydrolysis conditions to produce an inorganic molded silicic acid polymer. Of producing the obtained silicic acid polymer.
【請求項21】 請求項2〜19のいずれか一に記載の
製造方法で得られたリン酸又はリン酸エステル基でブロ
ックされたケイ酸重合体を加水分解条件下で固化せし
め、無機成型体化ケイ酸重合体を製造することを特徴と
する請求項20記載のリン酸又はリン酸エステル基でブ
ロックされたケイ酸重合体の製造方法。
21. An inorganic molded article obtained by solidifying a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphate ester group obtained by the production method according to any one of claims 2 to 19 under a hydrolysis condition. The method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to claim 20, wherein the silicic acid silicic acid polymer is produced.
【請求項22】 リン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたケイ酸重合体を酸存在下に加水分解し、無機成
型体化ケイ酸重合体を製造することを特徴とする請求項
20記載のリン酸又はリン酸エステル基でブロックされ
たケイ酸重合体の製造方法。
22. A silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or phosphoric acid ester group is hydrolyzed in the presence of an acid to produce an inorganic molded silicic acid polymer. A method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group.
【請求項23】 テトラエトキシシランを水、強酸及び
低級アルコール存在下約0〜40℃で約1〜30時間重
縮合反応させ、得られたケイ酸重縮合体を加水分解条件
下で部分加水分解反応した後、得られた部分加水分解ケ
イ酸重縮合体をトリ低級アルキル置換リン酸エステルと
反応せしめ、得られたリン酸又はリン酸エステル基でブ
ロックされたケイ酸重合体を酸水溶液存在下で処理し固
化せしめ、無機成型体化ケイ酸重縮合体を製造すること
を特徴とする請求項20〜22のいずれか一に記載のリ
ン酸又はリン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合
体の製造方法。
23. Tetraethoxysilane is subjected to a polycondensation reaction in the presence of water, a strong acid and a lower alcohol at about 0 to 40 ° C. for about 1 to 30 hours, and the obtained silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed under hydrolysis conditions. After the reaction, the resulting partially hydrolyzed silicic acid polycondensate is reacted with a tri-lower alkyl-substituted phosphoric acid ester, and the obtained phosphoric acid or a phosphoric acid ester group-blocked silicic acid polymer is added in the presence of an aqueous acid solution. The silicic acid polymer blocked with phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of claims 20 to 22, wherein the silicic acid polycondensate formed into an inorganic molded body is treated with the above-mentioned compound and solidified. Manufacturing method.
【請求項24】 約1.0モルのテトラエトキシシラン
を約1.2〜1.8モルの水、約0.005〜0.02
モルの濃塩酸及び約0.5〜2.0モルの低級アルコー
ル存在下約0〜40℃で約1〜30時間重縮合反応さ
せ、得られたケイ酸重縮合体を加水分解条件下で部分加
水分解反応した後、得られた部分加水分解ケイ酸重縮合
体約1.0モル(含有するSiの当量)を約0.1〜
3.0モルのトリ低級アルキル置換リン酸エステルと反
応せしめ、得られたリン酸又はリン酸エステル基でブロ
ックされたケイ酸重合体を重量比で約0.1〜0.6の
希塩酸存在下約0〜40℃で処理し固化せしめ、無機成
型体化ケイ酸重合体を製造することを特徴とする請求項
20〜23のいずれか一に記載のリン酸又はリン酸エス
テル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方法。
24. About 1.0 mole of tetraethoxysilane, about 1.2 to 1.8 moles of water, about 0.005 to 0.02.
Polycondensation reaction is performed at about 0 to 40 ° C. for about 1 to 30 hours in the presence of concentrated concentrated hydrochloric acid and about 0.5 to 2.0 mol of lower alcohol, and the obtained silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed. After the hydrolysis reaction, about 1.0 mol of the obtained partially hydrolyzed silicic acid polycondensate (equivalent amount of Si contained) is added to about 0.1.
The silicic acid polymer blocked with phosphoric acid or a phosphoric acid ester group was reacted with 3.0 mol of a tri-lower-alkyl-substituted phosphoric acid ester, and in the presence of dilute hydrochloric acid at a weight ratio of about 0.1 to 0.6. 24. Blocking with phosphoric acid or phosphate ester groups according to any one of claims 20 to 23, characterized in that it is treated at about 0 to 40 [deg.] C. and solidified to produce an inorganic molded silicic acid polymer. Method for producing silicic acid polymer.
【請求項25】 テトラエトキシシランを加水分解反応
せしめて形成せしめられるケイ酸重縮合体生成物が、線
状ケイ酸重縮合体又は単環状ケイ酸重縮合体である請求
項23又は24記載のいずれか一に記載のリン酸又はリ
ン酸エステル基でブロックされたケイ酸重合体の製造方
法。
25. The silicic acid polycondensate product formed by hydrolyzing tetraethoxysilane is a linear silicic acid polycondensate or a monocyclic silicic acid polycondensate, according to claim 23 or 24. A method for producing a silicic acid polymer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group according to any one of claims.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015534652A (en) * 2012-08-31 2015-12-03 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド High durability anti-reflective coating

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