JPWO2012161157A1

JPWO2012161157A1 - 有機溶媒分散シリカゾル

Info

Publication number: JPWO2012161157A1
Application number: JP2013516364A
Authority: JP
Inventors: 尚彦末村
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2014-07-31
Also published as: TW201309590A; WO2012161157A1

Abstract

【課題】ベンジルアルコールを主分散媒とする安定な有機溶媒分散シリカゾルを提供すること。【解決手段】分散媒中のベンジルアルコール含有量が８０質量％を超え１００質量％以下であることを特徴とする有機溶媒分散シリカゾルであり、有機溶媒分散シリカゾルに分散したコロイダルシリカ粒子が、少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物により表面処理されていること。またコロイダルシリカ粒子が、その表面１ｎｍ2当たり０．２〜５．０個の割合で少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物により表面処理されていること。【選択図】なし

Description

本発明は、ベンジルアルコールを分散媒とする有機溶媒分散シリカゾルに関する。

有機溶媒分散シリカゾルは、レンズ、瓶、フィルムやプレートのような合成樹脂成型体の表面に形成させるハードコート膜や薄膜のマイクロフィラー、樹脂内添剤等として使用できる。有機溶媒分散シリカゾルの製造方法としては、例えば下記の方法が開示されている。
（１）水性シリカゾル中の金属イオンをイオン交換法で除去し、次いでメタノールと混合した後、限外濾過法によって濃縮脱水するメタノール分散シリカゾルの製造方法（特許文献１参照）。
（２）親水性コロイダルシリカ、シリル化剤、疎水性有機溶媒、水、アルコールからなる分散液を中和し、加熱、熟成後、溶媒を蒸留置換する疎水性オルガノシリカゾルの製造方法（特許文献２参照）。
（３）水を分散媒としたシリカゾルと有機溶媒とを混合した後、限外濾過で脱水する、有機溶媒を分散媒とするシリカゾルの製造方法（特許文献３参照）。

有機溶媒のうち、クレゾールはポリアミドに対して最も溶解性が高いとともに、ポリエステルイミド、ポリエステル、ポリウレタン等の熱硬化性樹脂に対して優れた溶解力を示す。そこで、これらの耐熱性樹脂の溶剤としては、クレゾールなどのフェノール類が広く使用されている。しかし、フェノール類は、臭気や毒性を有するため、他の溶媒への転換が図られており、フェノール類のＳＰ値（溶解度因子）に近い値を持つベンジルアルコールが上記樹脂を用いた塗料の溶剤として好適に使用されている（特許文献４参照）。

特開平０２−１６７８１３号公報特開平１１−０４３３１９号公報特開昭５９−００８６１４号公報特開２００４−２０３７１９号公報

樹脂の絶縁性、耐熱性、硬度、密着性、耐擦傷性などを付与するマイクロフィラーとして有機溶媒分散シリカゾルを用いる場合、その分散媒は、樹脂塗料に使用される溶剤と同じであるか、または、樹脂の溶解性が高いことが求められる。これは、樹脂の溶解性が低い溶媒に分散したシリカゾルを用いると、有機溶媒分散ゾルと樹脂とを混合した際に、樹脂が析出したり分相したりする場合があるためである。

上記の通り、ベンジルアルコールは樹脂の溶解性及びその低毒性の観点から、樹脂塗料用の溶剤として優れており、ベンジルアルコールを主分散媒とするシリカゾルは以前より強く要望されていた。しかしながら、ベンジルアルコールを主分散媒とする安定な有機溶媒分散シリカゾルはこれまで報告されていない。

特許文献４には、フェノール類又はベンジルアルコール５〜８０質量％と炭素原子数３〜７の１価アルコール１〜４０質量％とを含む混合溶媒にシリカを分散させたことを特徴とするオルガノシリカゾルが記載されているが、分散媒中にフェノール類を含むために毒性を有する、ベンジルアルコール以外の溶媒が含有されているため樹脂の溶解性が低い、などの問題があった。

本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、ベンジルアルコールを主分散媒とする安定な有機溶媒分散シリカゾル及び該有機溶媒分散シリカゾルの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決する本発明の有機溶媒分散シリカゾルは、有機溶媒を含む分散媒中にコロイダルシリカ粒子が分散した有機溶媒分散シリカゾルであって、分散媒中のベンジルアルコール含有量が８０質量％を超え１００質量％以下である有機溶媒分散シリカゾルである。

また、本発明の有機溶媒分散シリカゾルにおけるコロイダルシリカ粒子は、平均一次粒子径が５〜３００ｎｍである。

また、本発明の有機溶媒分散シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子は、その表面に少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物が結合してなるものであることが好ましい。

また、本発明の有機溶媒分散シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子は、その表面積１ｎｍ²当たり０．２〜５．０個の割合で、その表面に少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物が結合してなるものであることが好ましい。

また、少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物は、少なくとも１個のエポキシ基又は（メタ）アクリロキシ基を有するシラン化合物であることが好ましい。

そして本発明の有機溶媒分散シリカゾルは、分散媒中にコロイダルシリカ粒子が分散したシリカゾルに少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物を添加する工程、及び前記シリカゾルの分散媒をベンジルアルコールに置換する工程を含む方法により製造することができる。

本発明の有機溶媒分散シリカゾルは、ベンジルアルコールが使用された塗料、インキ等の改質剤、添加剤として使用することができ、該有機溶媒分散シリカゾルが使用された樹脂の絶縁性、耐熱性、硬度、密着性、耐擦傷性などを改善することができる。また、本発明の方法によると、ベンジルアルコールを主な分散媒とする安定な有機溶媒分散シリカゾルを好適に得ることができる。

以下、本発明の有機溶媒分散シリカゾルについて詳述する。本発明の有機溶媒分散シリカゾルは、その分散媒中のベンジルアルコール含有量が８０質量％を超え１００質量％以下である。その分散媒中のベンジルアルコール以外の成分は、分散媒中に０〜２０質量％含有することができ、また、１種類又は２種類以上の有機溶媒を使用することができる。また、分散媒中に少量の水を含有しても良い。

本発明の有機溶媒分散シリカゾルに使用可能なベンジルアルコール以外の有機溶媒としては、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、炭化水素、エポキシド等の有機溶媒が挙げられる。アルコール類としては、具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブタノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、エチレングリコール、グリセリン、プリピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。

エーテル類としては、具体的には、ジエチルーテル、ジブチルーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。

エステル類としては、具体的には、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、メタクリル酸メチル、ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンＥＯ変性トリアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボニルアクリレート、トリプロピレングリコールジアリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、メタクリル酸グリシジル等が挙げられる。

ケトン類としては、具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。

炭化水素類としては、具体的には、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ、スチレン、ハロゲン化炭化水素類としてはジクロロメタン、トリクロロエチレン等が挙げられる。

エポキシドとしては、具体的には、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸等が挙げられる。

その他の有機溶媒としては、アセトニトリル、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等が挙げられる。

本発明の有機溶媒分散シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子は、水ガラス又は珪素アルコキシドを原料として公知の方法により製造される、水及び／又は有機溶媒分散シリカゾル由来のコロイダルシリカ粒子である。

本発明の有機溶媒分散シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径は、５〜３００ｎｍである。前記平均一次粒子径は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）により求めた比表面積Ｓ（ｍ²／ｇ）により、Ｄ（ｎｍ）＝２７２０／Ｓの式で計算される窒素吸着法粒子径である。コロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径が５ｎｍ未満では、本発明の有機溶媒分散シリカゾルのシリカ濃度を高くすることができないため好ましくない。また、前記平均一次粒子径が３００ｎｍを超えると、シリカゾルを長期保管した場合にコロイダルシリカ粒子が沈降するため好ましくない。

また、本発明の有機溶媒分散シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子は、少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物により表面処理されている、即ち、表面に該シラン化合物を結合させることが好ましい。この表面処理により、本発明の有機溶媒分散シリカゾルにおけるコロイダルシリカ粒子の分散安定性を向上させることができる。

少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物としては、エポキシ基を有するシラン化合物、（メタ）アクリロキシ基を有するシラン化合物が挙げられ、その他のシラン化合物としては、１，３−ビス（ジオキサニルエチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、テトラキス（２−メトキシエトキシ）シランなどが挙げられる。

また、本発明の有機溶媒分散シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子は、その表面積１ｎｍ²当たり０．２〜５．０個の割合で少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物により表面処理されている（該コロイダルシリカ粒子の表面に該シラン化合物を結合させる）ことが好ましく、その表面１ｎｍ²当たり０．５〜４．０個がより好ましく、０．８〜３．０個が更に好ましい。

少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物による表面処理量、即ちコロイダルシリカ粒子に結合する該シラン化合物の割合が前記コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり０．２個未満であると、十分な表面処理の効果が得られず、ベンジルアルコールへのコロイダルシリカ粒子の分散性が低下する。また、前記シラン化合物の表面処理量が前記コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり５．０個を超えると、コロイダルシリカ粒子に結合していない有機シラン化合物が得られる有機溶媒分散シリカゾル中に多く残存するため、使用される用途において悪影響が出る場合がある。

そして、前記少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物は、少なくとも１個のエポキシ基又は（メタ）アクリロキシ基を有するシラン化合物であることが好ましい。

少なくとも１個のエポキシ基又は（メタ）アクリル基を有するシラン化合物としては、分子内にエポキシ基又は（メタ）アクリル基を有するアルコキシシラン又はその加水分解物の２〜５量体のオリゴマー、シロキサン等が挙げられる。

少なくとも１個のエポキシ基を有するアルコキシシランとしては、例えば３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシ−３−グリシドキシプロピルシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、５，６−エポキシヘキシルトリエトキシシラン等が挙げられる。

また、少なくとも１個のエポキシ基を有するシロキサンとしては、例えば１，３−ビス（３−グリシドキシプロピル）１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、（３−グリシドキシプロピル）ペンタメチルジシロキサンなどが挙げられる。

少なくとも１個の（メタ）アクリル基を有するアルコキシシランとしては、例えば３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシメチルトリエトキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリス（メトキシエトキシ）シラン等が挙げられる。

また、少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物による表面処理以外に、樹脂への分散性や性能向上を目的として、その他のシラン化合物を併用して使用することもできる。その他のシラン化合物としては、シラザン化合物、シロキサン化合物又はアルコキシシラン並びにその部分加水分解物若しくは前記部分加水分解物の２〜５量体のオリゴマーが挙げられる。

シラザン化合物としては、例えばヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザンが挙げられる。

シロキサン化合物としては、例えばヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジブチルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサエチルジシロキサン等が挙げられる。

アルコキシシランとしては、例えばトリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルプロポキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、クロロプロピルジメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルメチルジエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェネチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−（アミノプロピル）メチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−（アミノプロピル）トリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−（アミノプロピル）トリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、ビス（トリエトキシシリル）エタン及びヘキサエトキシジシロキサンが挙げられる。

本発明の有機溶媒分散シリカゾルは、原料とするシリカゾルに少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物を添加する工程、及び前記シリカゾルの分散媒をベンジルアルコールに置換する工程を含む方法により製造することができる。

原料とするシリカゾルは、平均一次粒子径５〜３００ｎｍのコロイダルシリカ粒子を含有するシリカゾルであり、コロイダルシリカ粒子の濃度は５〜７０質量％であることが好ましい。

また、原料とするシリカゾルの分散媒は水又は有機溶媒であり、有機溶媒であることが好ましく、ベンジルアルコールとの相溶性に優れた有機溶媒であることがより好ましい。そして原料とするシリカゾルの分散媒の沸点は、ベンジルアルコールの沸点（２０５℃）に対して十分に低いことが好ましい。該分散媒の沸点が２０５℃に近い場合、溶媒置換に必要なベンジルアルコールが多量に必要となり、製造効率が著しく低下する。該分散媒の沸点としては１５０℃以下が好ましい。

原料とするシリカゾルの分散媒としては、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、炭化水素等の有機溶媒が好ましい。

アルコール類としては、具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、イソブチルアルコール、２−ブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。

エーテル類としては、具体的には、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。

エステル類としては、具体的には、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸グリシジル等が挙げられる。

原料とするシリカゾルに少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物を添加する工程では、原料とするシリカゾルの撹拌下に該シラン化合物を滴下することが好ましい。

該シラン化合物の添加量は、原料となるシリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当りの個数として、０．２〜５．０個となる量である。

該シラン化合物を添加した後、撹拌を０．１〜１００時間続けて表面処理を行う。表面処理を行う温度は、０℃から原料とするシリカゾルの分散媒の沸点温度の範囲である。

前記コロイダルシリカ粒子の表面処理を行った後、分散媒をベンジルアルコールに置換する。分散媒をベンジルアルコールに置換する方法は特に限定されることなく、既知のいずれの方法によって実施してもよい。例えば、有機溶媒置換は蒸留置換法、限外ろ過法等の公知の方法で行うことができる。

本発明の有機溶媒分散シリカゾルは、コロイダルシリカ粒子の濃度が５〜７０質量％であり、好ましくは１０〜６０質量％である。また、本発明の有機溶媒分散シリカゾルの粘度は、Ｂ型粘度計の測定値として、２０℃で６〜３００ｍＰa・ｓである。そして、本発明の有機溶媒分散シリカゾルは、保存安定性が良好であり、例えば密閉容器中で５０℃で１ヶ月間保管しても、粘度の上昇や粒子の凝集が起こらない。

シリカゾルの物性測定方法を以下に示す。
〔平均一次粒子径（窒素吸着法粒子径）〕
シリカゾルの乾燥粉末の比表面積をユアサアイオニクス社製、比表面積測定装置モノソーブＭＳ−１６を用いて測定した。平均一次粒子径は、測定された比表面積Ｓ（ｍ²／ｇ）より、Ｄ（ｎｍ）＝２７２０／Ｓの式で算出した。
〔水分〕
カールフィッシャー滴定法にて求めた。
〔動的光散乱法粒子径〕
シリカゾルをその分散媒で希釈し、溶媒のパラメーターを用いてコルターＮ５（商品名：米国コルター社製）で測定した。
〔ＳｉＯ₂濃度〕
坩堝中８００℃焼成残分によって算出した。
〔有機溶媒含有量〕
ガスクロマトグラフィーにて求めた。
ガスクロマトグラフィー条件：
カラム：３ｍｍ×１ｍガラスカラム、充填剤：ポーラパックＱ、カラム温度：１３０〜２３０℃（昇温８℃／ｍｉｎ）、キャリアー：Ｎ₂ ４０ｍＬ／ｍｉｎ、検出器：ＦＩＤ
注入量：１μＬ、内部標準：アセトニトリルを採用した。
〔Ｂ型粘度〕
シリカゾルの２０℃における粘度を東機産業（株）製のＢ型回転粘度計を用いて測定した。

実施例１
メタノール分散シリカゾル［ＭＴ−ＳＴ（商品名）、窒素吸着法粒子径１２ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０ｎｍ、ＳｉＯ₂濃度３０質量％、メタノール濃度６８質量％、水分２質量％、日産化学工業（株）製］１０００ｇを内容積３Ｌの茄子型フラスコに仕込み、大気圧下で攪拌しながら、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン［ＫＢＭ−４０３（商品名）、信越化学工業（株）製］２７．０ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり１．０個）を添加し、浴温６０℃で５時間加熱した。このゾルにベンジルアルコール６８０ｇを添加した後、ロータリーエバポレーターにて４００〜５０Ｔｏｒｒ、浴温７０℃でメタノールの蒸発留去を行い、ベンジルアルコール分散シリカゾル（ＳｉＯ₂濃度３０質量％、ベンジルアルコール濃度６７質量％、メタノール濃度０．９質量％、水分０．１質量％、Ｂ型粘度２５ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１９ｎｍ）１０００ｇを得た。このゾルをガラス製容器に密閉し、５０℃の恒温槽内で１ヶ月保持した所、Ｂ型粘度２５ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径２０ｎｍであり、このゾルは安定であった。

実施例２
実施例１において、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン［ＫＢＭ−４０３（商品名）、信越化学工業（株）製］を５４．０ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり２．０個）添加した以外は、実施例１と同様の操作を行い、ベンジルアルコール分散シリカゾル（ＳｉＯ₂濃度３０質量％、ベンジルアルコール濃度６７質量％、メタノール濃度０．８質量％、水分０．１質量％、Ｂ型粘度２３ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１８ｎｍ）を得た。このゾルをガラス製容器に密閉し、５０℃の恒温槽内で１ヶ月保持した所、Ｂ型粘度２３ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１８ｎｍであり、このゾルは安定であった。

実施例３
メタノール分散シリカゾル［ＭＡ−ＳＴ−ＺＬ（商品名）、窒素吸着法粒子径８０ｎｍ、動的光散乱法粒子径１４０ｎｍ、ＳｉＯ₂濃度３０質量％、メタノール濃度６８質量％、水分２質量％、日産化学工業（株）製］１０００ｇを内容積３Ｌの茄子型フラスコに仕込み、大気圧下で攪拌しながら、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン［ＫＢＭ−４０３（商品名）、信越化学工業（株）製］６．０ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ^２当たり１．５個）を添加し、浴温６０℃で５時間加熱した。このゾルにベンジルアルコール４４０ｇを添加した後、ロータリーエバポレーターにて４００〜５０Ｔｏｒｒ、浴温７０℃で溶媒の蒸発留去を行い、ベンジルアルコール分散シリカゾル（ＳｉＯ₂濃度４０質量％、ベンジルアルコール濃度５８質量％、メタノール濃度０．８質量％、水分０．１質量％、Ｂ型粘度３５ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１３８ｎｍ）７５０ｇを得た。このゾルをガラス製容器に密閉し、５０℃の恒温槽内で１ヶ月保持した所、Ｂ型粘度３４ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１３９ｎｍであり、このゾルは安定であった。

実施例４
メタノール分散シリカゾル［ＭＴ−ＳＴ（商品名）、窒素吸着法粒子径１２ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０ｎｍ、ＳｉＯ₂濃度３０質量％、メタノール濃度６８質量％、水分２質量％、日産化学工業（株）製］１０００ｇを内容積３Ｌの茄子型フラスコに仕込み、大気圧下で攪拌しながら、２−（３，４―エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン［ＫＢＭ−３０３（商品名）、信越化学工業（株）製］３７．０ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり１．３個）を添加し、浴温６０℃で５時間加熱した。このゾルにベンジルアルコール６８０ｇを添加した後、ロータリーエバポレーターにて４００〜８０Ｔｏｒｒ、浴温７０℃でメタノールの蒸発留去を行い、ベンジルアルコール分散シリカゾル（ＳｉＯ₂濃度３０質量％、ベンジルアルコール濃度６７質量％、メタノール濃度１．５質量％、水分０．１質量％、Ｂ型粘度２５ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１９ｎｍ）１０１０ｇを得た。このゾルをガラス製容器に密閉し、５０℃の恒温槽内で１ヶ月保持した所、Ｂ型粘度２２ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１９ｎｍであり、このゾルは安定であった。

実施例５
メタノール分散シリカゾル［ＭＴ−ＳＴ（商品名）、窒素吸着法粒子径１２ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０ｎｍ、ＳｉＯ₂濃度３０質量％、メタノール濃度６８質量％、水分２質量％、日産化学工業（株）製］１０００ｇを内容積３Ｌの茄子型フラスコに仕込み、大気圧下で攪拌しながら、３―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン［ＫＢＭ−５０３（商品名）、信越化学工業（株）製］４０．０ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり１．４個）を添加し、浴温６０℃で５時間加熱した。このゾルにベンジルアルコール６８０ｇを添加した後、ロータリーエバポレーターにて４００〜８０Ｔｏｒｒ、浴温７０℃でメタノールの蒸発留去を行い、ベンジルアルコール分散シリカゾル（ＳｉＯ₂濃度３０質量％、ベンジルアルコール濃度６７質量％、メタノール濃度１．５質量％、水分０．１質量％、Ｂ型粘度２２ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１９ｎｍ）１０１０ｇを得た。このゾルをガラス製容器に密閉し、５０℃の恒温槽内で１ヶ月保持した所、Ｂ型粘度２１ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１９ｎｍであり、このゾルは安定であった。

比較例１
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加しなかった以外は、実施例１と同様の操作を行った所、メタノール留去工程の途中でゾルの粘度が急激に増大し、ゲル化した。

比較例２
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを３．０ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり０．１個）添加した以外は、実施例１と同様の操作を行った所、メタノール留去工程の途中でゾルの粘度が急激に増大し、ゲル化した。

比較例３
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの代わりにフェニルトリメトキシシラン［ＫＢＭ−１０３（商品名）、信越化学工業（株）製］４０．０ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり１．８個）添加した以外は、実施例１と同様の操作を行った所、メタノール留去工程の途中でゾルの粘度が急激に増大し、ゲル化した。

比較例４
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの代わりにメチルトリメトキシシラン［ＫＢＭ−１３（商品名）、信越化学工業（株）製］２９．５ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり１．９個）添加した以外は、実施例１と同様の操作を行った所、ベンジルアルコール分散シリカゾル（ＳｉＯ₂濃度３０質量％、ベンジルアルコール濃度６７質量％、メタノール濃度１．３質量％、水分０．１質量％、Ｂ型粘度１７２ｍＰａ・ｓ、動的光散乱法粒子径１９ｎｍ）１０１０ｇを得た。このゾルをガラス製容器に密閉し、５０℃の恒温槽内で１週間保持した所、ゲル化した。

比較例５
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加しなかった以外は、実施例３と同様の操作を行った所、メタノール留去工程の途中でゾルの粘度が急激に増大し、ゲル化した。

比較例６
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの代わりにフェニルトリメトキシシラン［ＫＢＭ−１０３（商品名）、信越化学工業（株）製］６．０ｇ（コロイダルシリカ粒子の表面積１ｎｍ²当たり１．８個）添加した以外は、実施例３と同様の操作を行った所、メタノール留去工程の途中でゾルの粘度が急激に増大し、ゲル化した。

本発明の有機溶媒分散シリカゾルは、溶剤としてベンジルアルコールが使用される塗料やインキ等に含まれる樹脂の改質フィラーとして有用である。

Claims

有機溶媒を含む分散媒中にコロイダルシリカ粒子が分散した有機溶媒分散シリカゾルであって、該分散媒中のベンジルアルコール含有量が８０質量％を超え１００質量％以下であることを特徴とする有機溶媒分散シリカゾル。
前記コロイダルシリカ粒子は、その平均一次粒子径が５〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機溶媒分散シリカゾル。
前記コロイダルシリカ粒子は、その表面に少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物が結合してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機溶媒分散シリカゾル。
前記コロイダルシリカ粒子は、その表面積１ｎｍ²当たり０．２〜５．０個の割合で、その表面に少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物が結合してなることを特徴とする請求項３に記載の有機溶媒分散シリカゾル。
前記少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物が、少なくとも１個のエポキシ基又は（メタ）アクリロキシ基を有するシラン化合物であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の有機溶媒分散シリカゾル。
分散媒中にコロイダルシリカ粒子が分散したシリカゾルに少なくとも１個のエーテル構造を有するシラン化合物を添加する工程、及び前記シリカゾルの分散媒をベンジルアルコールに置換する工程を含むことを特徴とする分散媒中のベンジルアルコール含有量が８０質量％を超え１００質量％以下である有機溶媒分散シリカゾルの製造方法。