JPS61243828A - 有機基を有する有機酸化硅素粉体及びその製造法 - Google Patents

有機基を有する有機酸化硅素粉体及びその製造法

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JPS61243828A
JPS61243828A JP60087233A JP8723385A JPS61243828A JP S61243828 A JPS61243828 A JP S61243828A JP 60087233 A JP60087233 A JP 60087233A JP 8723385 A JP8723385 A JP 8723385A JP S61243828 A JPS61243828 A JP S61243828A
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JP
Japan
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group
organic
powder
hydrolysis
groups
Prior art date
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Pending
Application number
JP60087233A
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English (en)
Inventor
Tomoji Hatanaka
畑中 友治
Noriaki Ishiguro
石黒 則昭
Mitsuo Suzuki
三男 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda Co Ltd
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Publication date
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有機基を含有する有機酸化硅素微粉体及びその
製造法であり、この粉体は、吸着剤、乾燥剤、撥水剤或
は塗料、樹脂、グリース、インキ等の増粘剤、物性改善
剤等として利用できる。
〔従来の技術〕
シリカ(二酸化硅素)は、゛従来からシリカ粒子の表面
に親水性或は疎水性の基を結合せしめて親水化或は疏水
化して種々の用途に用いられている(ポリマーダイジェ
スト 1983年3月 92〜101頁)。疎水性シリ
カ粉末は、より微細なものが性能上型まれている。
従来、疎水性シリカ粉末はシリカ粉末を原料として表面
に疎水基を結合させて製造されている。
例えば、特公昭59−15084号公報には、湿式法で
一旦シリカの核を製造し、更に、表面に疎水基を結合さ
せる改質シリカの製造法が記載されている。然しなから
一般に湿式法で1μm以下の分散性の良いシリカ粉末を
製造する方法としては反応が2段となり、又凝集が生じ
やすい等の問題があり有利とはいえない。又、気相法に
より四塩化硅素を酸化させてシリカ粉末を製造する場合
1μm以下の分散性の良いシリカ粉末は製造出来るがi
、ooo℃以上の反応温度を必要とし、経済上有利とは
言えない。又、特公昭59−15083号公報記載の方
法では、シリカの核を有さない疏水性の有機酸化硅素粉
体が得られるが、機械破砕により粉砕する必要があり、
1μm以下のものを得ることが困難である。
これら従来の方法では、シリカの核を有さず且っ粒径が
1μm以下の疎水性の有機酸化硅素粉体を得ることは困
難である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、疎水性シリカと同様の用途を有する新規な平
均粒径が1μm以下の有機酸化硅素粉末であり、それを
容易に製造する方法である。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は、 (1)  平均の組成式がRmSiOn(但し、Rは直
接珪素原子に結合する炭素原子を有する有機基を示し、
mは1/4≦m≦2で諷り、nは(4−m)/2を示す
)で表わされ、平均粒径が1μm以下である有機酸化硅
素粉体、及び、 (2)加水分解により水酸基を生ずる基及び炭素原子が
直接珪素原子に結合する有機基を有する有機硅素化合物
(化合物A)を、必要に応じて、加水分解により水酸基
を生ずる基のみを有する硅素化合物(化合物B)と共に
、有機溶媒中で加水分解することを特徴とする平均粒径
が1μm以下である有機酸化硅素粉体の製造法、である
本発明において、Rで表される有機基は、珪素原子と結
合する炭素原子を有していれば良く、例えば、アルキル
基、アリール基、シクロアルキル基、アルケニル基、シ
クロアルケニル基、アルアルキル基、複素環基等があり
、これらの基の中にはエーテル、エステル、アミノ、ア
ミド、スルフッド、スルホン、ウレタン等の置換基を含
んでいても良く、また水酸基、ビニル基、アクリル基、
エポキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、シアノ基
等が加水分解反応に影響を及ぼさない限り結合していて
も良い。
加水分解により水酸基を生ずる基とは、具体的にはハロ
ゲン、カルボキシル、ヒドロカルビルオキシ基等がある
本発明の第1項の有機酸化硅素粉体を製造するための原
料である、加水分解により水酸基を生ずる基及び炭素原
子が直接珪素原子に結合する有機基を有する有機硅素化
合物(化合物A)は一般にR(a−w+  S i X
k(但し、kは3以下の整数を表す)にて示される有機
珪素化合物があり、その例としてモノアルキルトリハロ
ゲン化シラン、ジアルキルジハロゲン化シラン、トリア
ルキルモノハロゲン化シラン等のアルキルハロゲン化シ
ラン、或はアリールハロゲン化シラン、アルキルアルコ
キシシラン等が有る。
又、(CHs) C1zS i −S i CL(CH
s)等のポリシラン類も化合物Aとして用いることがで
きる。
このうち特にメケルトリクロルシラン、ジメチルジクロ
ルシラン、トリメチルクロルシラン、エチルトリクロル
シラン、ジエチルジクロルシラン、トリエチルクロルシ
ラン等は安価にしかも容易に入手出来るので工業的に有
利である。
又、更に、必要に応じて添加される加水分解により水酸
基を生ずる基のみを有する有機硅素化合物(化合物B)
としては、SiX、にて示されるものが有り、具体例と
しては、ハロゲン化シラン、アルコキシシラン等が有り
、特に4塩化ケイ素は価格的に好適であり、混合比率は
加水分解生成物であるシリカ超微粉体の有機基含有率に
影響を与える。 本発明の有機酸化硅素粉体の具体例と
しては、例えば、m=1/4のとき、RczaSiOI
%/日となり、R31C1,と5iC14とをl:3の
モル比で反応させることにより得られる。同様にm=l
のときは、R31Oszxとなり、R31c1.を加水
分解させて重合することにより、又、m=2のときは、
RzSiOとなり、Rz 5tctzを加水分解させて
重合することにより得られる。 本発明において、mが
1/4以下となると有機基Rの効果(例えば疏水性等)
が低くなり、又、2を越えると粉末化が困難となる。従
って、化合物Aと化合物Bとの使用量は、Aのモル数≧
Bのモル数×1/3とするのが望ましい。
本発明において加水分解は原料化合物A単独、又は、原
料化合物AとBを有機溶媒に溶解して行なう。有機溶媒
としては該硅素化合物を溶解し加水分解に支障の無いも
のであれば特に制限は無く、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、エーテル、アセトン、アルコール、n・ヘキサン
、4塩化炭素、メチルエチルケトン、ケロシン等が使用
出来る。
本発明の加水分解は、加水分解により水酸基を生ずる基
のモル数が加水分解の為の水のモル数に対し実質的に常
に大過剰の条件を保ちつつ進行させ、又、局部的にこの
比率が逆転するようになることを防止するのが望しい。
具体的方法としては水を分子状に分散させた状態で反応
させるのが望ましい。例えば、水を気体状にして反応系
に加える方法、或いは、水を有機溶媒に希釈して加える
方法があり、更に具体的に示すと、一定温度の空気に水
を飽和させ反応系にエアレーション或はバブリング方式
で加えると加水分解により水酸基を生ずる基のモル数を
水のモル数に対し常に大過剰にしかも局部的なこの比率
の逆転を避けると言う2つの条件を満足しながら加水分
解を進行する事が出来る。
反応終了後、濾過乾燥により生成物を取り出すことが出
来る。
〔作用〕
本発明の有機酸化珪素の分子構造をm=1の場合につい
て模型的に示すと次の通りと予想される。
本発明において、加水分解により水酸基を生ずる基の数
を水の分子数に対して大過剰にすることは2つの効果が
ある。即ち、加水分解性の基が加水分解して生成したシ
ラノール基(=S i −0H)が、次の段階では更に
加水分解性の基と反応して=Si−0−5i=結合を生
成し、シラノール基は無くなる。この場合生成した粉末
の表面には一定割合で存在する有機基Rが多数存在し、
シラノール基の割合は低(有機基の機能を大いに発揮す
ることの出来る超微粉体を生成することが可能である。
一方送に水が過剰の場合生成したシラノール基は残り最
終的に表面にシラノール基の生成が増え目的とする有機
基の機能を十分発揮する事が出来なくなる。又、加水分
解性の基を水に対し大過剰の条件で加水分解することに
よりサブミクロンの超微粉体を生成することが可能であ
る。
有機溶媒は凝集を防ぐ効果を持ち得られた生成物は分散
性の良い超微粉体となる。
この様にして得られた生成物は表面に有機基Rを有しし
かも最大限その機能を発揮出来る超微粉体である。
〔実施例〕
本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
ただし本発明の範囲は、下記実施例により何隻限定され
るものではない。
〔実施例1〕 lIlセパラブルフラスコに還流コンデンサー、温度計
、空気導入用ガラス管をセットした。トルエン500c
c及びメチルトリクロルシラン100gを装入し、マグ
ネティックスクーラーにて攪拌しながら温度を27℃に
ウォーターバスで調節し、次に水蒸気で飽和させた25
℃の空気を、空気導入用ガラス管を通じて反応液中に導
入した。
空気導入量は約1ffi/+wtnであった。約12時
間後反応系からの排出ガスが中性であることを確認し一
担80℃まで温度を上げた後反応を終了した。
反応液は半透明の粘稠な溶液であった。生成物を濾別し
た後100℃にて真空乾燥した。生成物は白色粉末、収
量33.1gであった。元素分析の結果CHsS iO
’八にて示される平均組成を有し、電子顕微鏡による観
察の結果、平均粒径は0゜1μmであった。
〔実施例2〕 実施例1と同じ装置を用いて行なった。トルエン500
 c c、四塩化ケイ素30gメチルトリクロルシラン
70gを装入し30℃に調節した。水蒸気で飽和させた
25℃の空気を空気導入用ガラス管を通じて1.31!
/minの流速で導入した。
約11時間後反応系からの排出ガスが中性であることを
確認し、−担95℃まで温度を上げた後反応を終了した
。生成物は(CHs)o、tqs i Ol、b+で表
わされる平均組成を有し、粒径0.10−0゜15μm
であり、収量は31.2gであった。
〔比較例1〕 メチルトリクロルシラン50gをアセトン250ccに
溶解し、10%アセトン水溶液120gを攪拌しながら
1時間で滴下した。生成物を濾別した後再度アセトンに
て洗浄し、濾過、減圧乾燥t、fc。生成物はCH3S
 i O3/zテ粒径は0. 2〜1.5μmであり、
収量は20.3gであった。
〔比較例2〕 メチルトリクロルシラン20gをn−ヘキサン100c
cに溶解し3%アンモニア水500ccに攪拌しながら
1時間で滴下した。比較例1と同様の処理を行なった。
生成物はCH,5iOj八で、粒径は0.5〜3.5μ
mであり、収量は8゜1gであった。
〔比較例3〕 メチルトリクロルシラン20gを20%NaOH水溶液
150ccに溶解する。次にHz S Oa水溶液(3
0%)を攪拌しながら滴下する。PHが約9゜lで白色
の固形分が析出する。固形分を濾別した後2回水洗し真
空乾燥する。生成物はCH3S i O2/xで粒径は
0.2〜1.0μmであり、収量は7.7gであった。
〔試験例〕
実施例1.2及び比較例1.2.3で生成した粉末を用
いて表1の如く物性値の分析測定を行なった。実施例1
.2は比較例1.2.3に較べて非常に比表面積が大き
くしかも微細であることが分かった。また疎水性、撥水
性の目安である吸湿量は小さく、振とう試験値M値は大
きいことが分かった。又、DBA値は小さく粒子表面に
はシラノール基は少ない事が判明した。
(測定項目測定法) 真比重 J I S  K 5101 ’CRC試料方
法)嵩比重 JIS  K5101 (顔料試験方法)
粒子径:電子顕微鏡 比表面積: Nz B E T法 吸水量:相対湿度60%、温度25℃における平衡水分 M 値:メタノール水溶液にぬれ始める時のメタノール
Vo1%値 震盪試験:100mf3角フラスコに試料0.5g及び
水5 Q m lを採りシェーカーにて震盪し、水相に
白濁を生ずる時間を測定する。
DBA ニジブチルアミン吸着量 表1 比表面積:m”7g、震盪試験:分、D B A : 
mg−mol/kg〔発明の効果〕 本発明においては、新規な有機酸化硅素粉末を生成する
ことができ、しかも原料として安価で入手容易なオルガ
ノハロゲン化シラン、ハロゲン化シランを使用すること
ができ、その産業的意義は極めて大きい。
出願人(430)日本曹達株式会社 代理人(6286)  伊 藤 晴 2同(7125)
横山吉美

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平均の組成式がR_mSiO_n(但し、Rは直
    接珪素原子に結合する炭素原子を有する有機基を示し、
    mは1/4≦m≦2であり、nは(4−m)/2を示す
    )で表わされ、平均粒径が1μm以下である有機酸化硅
    素粉体。
  2. (2)加水分解により水酸基を生ずる基及び炭素原子が
    直接珪素原子に結合する有機基を有する有機硅素化合物
    を、必要に応じて、加水分解により水酸基を生ずる基の
    みを有する硅素化合物と共に、有機溶媒中で加水分解す
    ることを特徴とする平均粒径が1μm以下である有機酸
    化硅素粉体の製造法。
JP60087233A 1985-04-23 1985-04-23 有機基を有する有機酸化硅素粉体及びその製造法 Pending JPS61243828A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3905785A1 (de) * 1988-02-26 1989-08-31 Toshiba Silicone Feine polyorganosilsesquioxan-teilchen und verfahren zu deren herstellung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3905785A1 (de) * 1988-02-26 1989-08-31 Toshiba Silicone Feine polyorganosilsesquioxan-teilchen und verfahren zu deren herstellung
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