KR20020074281A - Method of preparing ultra-fine silica powder - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for preparing ultra-fine silica powder with a mean particle size of 0.1 to 2 μm by the reaction of sodium silicate with fluosilicic acid (H2SiF6) is provided. CONSTITUTION: The ultra-fine silica powder is fabricated by slowly dropping 5 to 35 wt.% of sodium silicate to 1 to 25 wt.% of fluosilicic acid (H2SiF6) under agitation at about 70 deg.C until hydrogen-ion concentration comes to pH 4.5 to 10.5 to form precipitate. Further, a surfactant with an HLB value of 3 to 10 is additionally added in an amount of 0.01 to 0.2 wt.% based on the 100 wt.% of sodium silicate. Furthermore, hydrocarbons including benzene and hexane are additionally added.

Description

초미세 실리카 분말의 제조방법{Method of Preparing Ultra-fine Silica Powder}Method of Preparing Ultra-fine Silica Powder {Method of Preparing Ultra-fine Silica Powder}

본 발명은 초미세 실리카 분말의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 규산나트륨과 규불화 실리콘산의 반응으로부터 초미세 다공성 실리카 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing ultra-fine silica powder, and more particularly, to a method for producing ultra-fine porous silica powder from the reaction of sodium silicate and silicon silicate fluoride.

다공성 실리카겔은 석유화학용 촉매담체, 흡착제, 고분자 충진제 등의 다양한 용도로 사용되고 있다. 기존의 무정형 실리카 분말의 제조 방법으로는 규석, 수정 등의 천연원료를 고온에서 용융시킨 후 분쇄하는 방법(일본특개소 60-21827호, 동소 61-63537호), 규산 알칼리와 산과의 중화반응에 의하여 제조된 미립 실리카를 겔화 혹은 과립화시키는 방법(일본특개소 47-5817호, 동소 61-48427호, 대한민국특허출원 제 91-16339호), 콜로이달 실리카를 이용하는 방법, 사염화규소 등의 기상 분해법(CVD)에 의해 제조된 실리카를 과립화시키는 방법(일본특개소58-140313호, 동소 61-186215호, 동소 62-3011호), 금속알콕사이드를 이용하여 졸-겔법으로 제조하는 방법(일본특개소 63-166777호), 규산나트륨 중 나트륨을 제거한 실리카 콜로이드용액을 이중분무공정을 통하여 제조하는 방법(대한민국특허출원 제 93-17093)등이 있다.Porous silica gel is used in various applications such as petrochemical catalyst carriers, adsorbents, polymer fillers, and the like. Conventional methods for preparing amorphous silica powders include melting and grinding natural raw materials such as silica and quartz at high temperatures (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-21827, Iso 61-63537), and for neutralization of alkali silicates with acids. Method of gelling or granulating the finely prepared fine silica (Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-5817, Japanese Patent Application No. 61-48427, Korean Patent Application No. 91-16339), a method using colloidal silica, vapor phase decomposition method of silicon tetrachloride ( A method of granulating silica prepared by CVD (Japanese Patent Laid-Open No. 58-140313, Japanese Patent Application No. 61-186215, Japanese Patent Application No. 62-3011), or a method prepared by the sol-gel method using a metal alkoxide (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63). -166777) and a method for producing a silica colloidal solution from which sodium in sodium silicate has been removed through a double spraying process (Korean Patent Application No. 93-17093).

이들 중 규산나트륨을 황산으로 중화하는 산 중화법이 경제성 있으면서도 현재까지 가장 널리 이용되고 있는 실리카 겔 혹은 실리카 분말 제조법으로 알려져 있다. 그러나 산 중화법은 대부분의 경우 함수율이 높은 겔 상의 실리카 침전을 생성하여 여과, 분리, 세척이 어려운 관계로 규산나트륨 중에 포함된 Na2O를 제거하기가 어렵고, 높은 함수 율을 갖는 침전의 건조와 분쇄 공정이 필요하므로, 고순도의 실리카 분말을 얻기 어렵다는 문제가 있다. 또한 분말상 침전을 얻기 위해서는 매우 낮은 농도의 규산 나트륨 용액을 이용해야 하므로 침전되는 SiO2의 수율이 대단히 낮다. 이에 더하여, 농도, 온도, 그리고 pH의 정밀한 제어가 수반되므로 공정관리가 어려운 반면, 염의 함량이 과다하고, 밀도가 크고, 입자크기가 크고 거칠어서 고분자 블락킹 방지제(anti-blocking agent)와 같은 고부가가치의 실리카 분말 제재로서의 이용이 어려운 실정이다. 특히 블락킹 방지제가 갖추어야할 투명도 발현이 어려운 것이 가장 큰 결함이라 볼 수 있다.Among them, an acid neutralization method that neutralizes sodium silicate with sulfuric acid is known as a method of producing silica gel or silica powder which is economically most widely used to date. In most cases, however, acid neutralization produces silica precipitates on gels with high moisture content, making it difficult to filter, separate, and wash, making it difficult to remove Na 2 O contained in sodium silicate. Since a grinding | pulverization process is needed, there exists a problem that it is difficult to obtain a high purity silica powder. In addition, in order to obtain a powdery precipitate, a very low concentration of sodium silicate solution must be used, so that the yield of precipitated SiO 2 is extremely low. In addition, process control is difficult because of the precise control of concentration, temperature, and pH, while the salt content is high, the density is high, the particle size is large, and the roughness is high, such as an anti-blocking agent. It is difficult to use it as a value-added silica powder material. In particular, the biggest defect is that it is difficult to express transparency that the blocking agent should have.

따라서, 화이트 카본(white carbon)이라는 상품명으로 판매되며 규산나트륨의 황산 중화법으로 침전시킨 분말상 실리카는 저품위 실리카 제재로서 이용되고 있다.Therefore, powdered silica sold under the trade name of white carbon and precipitated by the sulfuric acid neutralization method of sodium silicate is used as a low quality silica material.

규산나트륨 중 나트륨을 제거한 실리카 콜로이드 용액을 이중분무공정을 통하여 실리카 분말을 제조하는 방법(대한민국특허출원 제 93-17093호)은 1941년 버드(Bird)가 개발한 이온교환수지법을 통한 콜로이달 실리카 제조법을 응용한 것으로서 유용한 고순도 실리카 분말 제조법으로 이용될 수 있지만, 단순한 분무공정에 의한 3㎛이하의 입자 핵 형성과 보올밀 분쇄, 기공형성제의 첨가에 이은 2차 분무건조 그리고 유동층 로에 의한 열처리 등의 공정을 채택하고 있어서, 대량 생산시 제품의 물성 제어가 대단히 어렵고 공정 비용이 많이 소요된다는 단점이 있다.The method for preparing silica powder from a silica colloidal solution in which sodium is removed from sodium silicate through a double spraying process (Korean Patent Application No. 93-17093) is a colloidal silica through ion exchange resin method developed by Bird in 1941. It can be used as a method of manufacturing high-purity silica powder which is useful as a manufacturing method, but particle nucleation of less than 3㎛ by simple spraying process, grinding of the ball mill, addition of pore former, secondary spray drying, and heat treatment by fluidized bed furnace, etc. Because of adopting the process, it is very difficult to control the physical properties of the product during mass production, and the disadvantage of the process cost is high.

따라서 미세 실리카 분말을 얻는 데 있어서 가장 간편하고 경제적인 조건은 규산나트륨을 원료로 하되 침전제에 의해 초미세 실리카 핵들을 적당한 크기로 응결 성장시킴으로써 여과 분리가 용이하고 다공성이 크면서도 분리가 잘 된 실리카 분말을 단 한번에 침전시키는 것이다. 일반적으로 용액 중 결정이 성장되면 성장되는 결정의 높은 질서도로 인하여 결정의 엔트로피는 용액보다 더 낮아지므로 불순물은 상대적으로 더 무질서하고 엔트로피가 높은 용액 상으로 쫓겨나게 되어 순도 높은 결정이 얻어지게 된다. 이때 결정으로부터 용액을 얼마나 잘 분리할 수 있느냐의 여부가 결정의 순도를 좌우한다고 볼 수 있다. 규산나트륨을 산으로 중화하여 실리카를 제조하는 기존 기술에서 핵심 문제는 침전된 실리카가 겔 혹은 수십 내지 수백 마이크론의 크기를 갖는 입자로 얻어지기 때문에 겔 혹은 큰 입자의 미세 기공 속에 갇혀 있는 불순물을 포함한 용액을 결정으로부터 분리하기가 어려운 점이었다. 따라서 잘 분리된 미세 분말상 입자를 형성시키는 방법은 촉매에 의한 실리카 단량체를 빠르게 겔화 하는 방법이라고 할 수 있다.Therefore, the most convenient and economical condition for obtaining fine silica powder is the silica powder, which is easy to filter and has a high porosity and separation by using sodium silicate as a raw material, but by condensation and growing ultrafine silica nuclei to a suitable size. It is to settle at once. In general, when crystals are grown in solution, the entropy of the crystals is lower than the solution due to the high order of the grown crystals, so that impurities are displaced into a relatively chaotic and high entropy solution phase, thereby obtaining high purity crystals. It can be said that how well the solution can be separated from the crystal determines the purity of the crystal. A key problem with existing techniques of neutralizing sodium silicate with acids to produce silica is that solutions containing impurities trapped in the micropores of gels or large particles are obtained because the precipitated silica is obtained as a gel or particles with a size of tens to hundreds of microns. Was difficult to separate from the crystal. Therefore, the method of forming the finely divided fine powdery particles can be said to be a method of rapidly gelling the silica monomer by the catalyst.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안한 것으로, 저렴한 비용의 원료를 사용하고 간단한 방법에 의해 용이하게 초미세 실리카 분말을 제공하는방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for providing an ultrafine silica powder using a low cost raw material and easily by a simple method in view of the above problems of the prior art.

본 발명의 다른 목적은 상기한 방법에 따라 제조된 초미세 실리카 분말을 적용하는 것에 의해 투명도가 뛰어나며 적절한 물성을 보유하고 있는 고분자 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention to provide a method for producing a polymer film having excellent transparency and excellent physical properties by applying the ultra-fine silica powder prepared according to the above method.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 규불화 실리콘산(H2SiF6) 및 규산나트륨을 혼합하여 pH가 4.5-10.5 범위가 되도록 하는 단계 및 얻어지는 침전물을 분리하는 단계를 포함하는 초미세 실리카 분말의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, ultrafine silica comprising the step of mixing the silicon silicate (H 2 SiF 6 ) and sodium silicate so that the pH is in the range of 4.5-10.5 and separating the precipitate obtained It provides a method for producing a powder.

상기한 본 발명의 다른 목적은 상술한 방법에 따라 제조되는 초미세 실리카 분말을 고분자 필름의 충진제로서 사용하는 방법에 의해 달성된다.Another object of the present invention described above is achieved by a method of using ultrafine silica powder prepared according to the above-described method as a filler of a polymer film.

본 발명에서 제시하고자 하는 기술은 실리카의 가수 축중합에 의한 겔화 반응 과정에서 풀루오르 이온이 갖는 촉매적 기능을 이용하는 것이다. 이때 플루오르 원료를 인산 비료공정에서 부산물로 산출되는 규불화 실리콘산 (H2SiF6)을 이용함으로써 촉매 및 중화제로서의 기능뿐만 아니라 실리카 원료로서의 역할도 할 수 있는 삼중의 효과를 기대할 수 있다. OH-이온과 마찬가지로 F-이온은 각종 무기 양이온의 가수 축 중합에 의한 결정화 과정에 있어서 결정화 촉진제(mineralizing agent)의 역할을 하여, 제올라이트(zeolite) 혹은 결정성 실리케이트의 합성에서 결정의 구조를 충실하게 하는 작용을 하는 것으로 알려져 있다.The technique to be presented in the present invention is to use the catalytic function of pullulor ions in the gelation reaction by hydrocondensation polymerization of silica. In this case, by using fluorine raw material silicon silicate (H 2 SiF 6 ) produced as a by-product from the phosphate fertilizer process, it can be expected to have a triple effect that can serve as a silica raw material as well as a catalyst and a neutralizing agent. Like OH - ions, F - ions act as a mineralizing agent in the crystallization process by hydrocondensation polymerization of various inorganic cations, and faithfully structure crystals in the synthesis of zeolites or crystalline silicates. It is known to act.

경우에 따라서는 기공형성제로서 계면활성제를 일부 첨가하여 계면활성제가형성하는 미셀을 주형으로 이용함으로써 실리카 분말의 기공크기와 비표면적의 조절을 자유롭게 할 수 있다. 이는 규산나트륨을 첨가하기 전에 규불화 실리콘산 용액에 계면활성제와 함께 미리 가하여 분산하여 미셀 주형을 형성시키고, 침전제를 첨가하면 SiO2가 미셀 주형의 주위에 석출되어 결정화되게 하는 것이다.In some cases, it is possible to freely control the pore size and specific surface area of the silica powder by using a micelle formed by the surfactant as a template by adding a surfactant as a pore forming agent. This is previously added with a surfactant to the silicic acid fluoride solution with a surfactant before adding sodium silicate to form a micelle template, and when a precipitant is added, SiO 2 is precipitated around the micelle template to crystallize.

더욱 바람직하게는 HLB값이 3 내지 10인 비이온성 계면활성제를 규산나트륨 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.2 중량부 첨가하도록 한다. 더욱 바람직하게는 0.1 중량부 첨가하도록 한다. 또한 기공크기 조절을 위해서 벤젠(benzene), 헥산(hexane) 등과 같은 탄화수소를 적절한 양으로 첨가하여 마이크로 에멀젼을 만들어 사용할 수도 있다.More preferably, 0.01 to 0.2 parts by weight of a nonionic surfactant having an HLB value of 3 to 10 is added to 100 parts by weight of sodium silicate. More preferably, 0.1 parts by weight is added. In addition, in order to control the pore size, hydrocarbons such as benzene and hexane may be added in an appropriate amount to make microemulsions.

본 발명의 방법에 따라 침전된 실리카 분말은 수 나노메타 크기의 실리카 결정 핵들이 0.1-5㎛ 크기로 응집된 구형의 미세한 입자를 이루고 있어서 여과 분리에 의한 불순물의 제거가 대단히 용이하다. 또한 건조 분말은 0.1-3㎛ 크기로 잘 분리되어 있어서 추가적인 분쇄가 필요 없을 정도로 분체적 성질이 뛰어난 것이다. 특히 글리세린 분산시 투명도가 뛰어나서 PP와 같은 투명도를 요하는 고분자 필름의 충진제로서 적합한 물성을 보유하고 있다.The silica powder precipitated according to the method of the present invention comprises spherical fine particles in which several nanometer-sized silica crystal nuclei are agglomerated to a size of 0.1-5 μm, thereby greatly removing impurities by filtration separation. In addition, the dry powder is well separated in the size of 0.1-3㎛ size is excellent powder properties so that no additional grinding is required. In particular, it has excellent transparency when dispersing glycerin and has suitable physical properties as a filler for polymer films requiring transparency such as PP.

또한 저급의 규산나트륨을 사용할지라도 규불화 실리콘산이 포함하고 있는 SiO2를 실리카 원료로 이용할 수 있어서 수율을 높일 수 있으며, 이때 규불화 실리콘산은 인산비료 제조공정의 부산물로서 적절한 처리 방법이 없는 실정에 비추어 볼 때, 이의 이용 방안으로 매우 유용한 것이라고 볼 수 있다.In addition, even if lower sodium silicate is used, SiO 2 contained in silicon silicate can be used as a raw material for silica, so that the yield can be increased. In this case, silicon silicate is a by-product of the phosphate fertilizer manufacturing process. From this point of view, it can be seen as a very useful method.

본 발명을 더욱 상세히 설명하면 농도가 약 1-25 중량% 범위의 규불화 실리콘산 용액을 약 -10℃ 내지 80℃ 범위로 유지하면서, 바람직하게는 약 70℃로 가열 교반하면서 농도가 약 5-35 중량% 범위의 규산나트륨 용액을 서서히 적가하여 침전을 형성시킨 후, 즉시 혹은 수 시간 후 침전을 여과, 분리, 세척, 건조하여 실리카 분말을 얻는다. 이 때, 규불화 실리콘산의 농도가 3%인 경우가 용이하게 적용되지만 사용되는 시약의 농도는 특별히 제한되지 않는다.The present invention will be described in more detail while maintaining the concentration of the silicon fluoride solution in the range of about 1-25 wt. Sodium silicate solution in the range of 35% by weight is slowly added dropwise to form a precipitate, and immediately or after several hours the precipitate is filtered, separated, washed and dried to obtain a silica powder. At this time, the case where the concentration of the silicic acid is 3% is easily applied, but the concentration of the reagent used is not particularly limited.

이때, 상기 혼합물은 최종 조성물의 pH가 4.5-10.5의 범위가 되도록 조정할 때 용이하게 침전물이 형성된다. 따라서, 두 출발 물질의 혼합비는 상기한 pH 범위가 되도록 조절하는 것이 바람직하다.At this time, the mixture easily forms a precipitate when the pH of the final composition is adjusted to be in the range of 4.5-10.5. Therefore, the mixing ratio of the two starting materials is preferably adjusted to be in the above pH range.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 다음의 실시예에 국한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

실시예 1Example 1

3% H2SiF6용액 4000 ml를 70℃로 가열 후 교반하면서 규산 나트륨 3호(Na2O 10중량%, SiO230중량%, SiO2/Na2O=3) 2.00㎏을 1시간에 걸쳐서 첨가하였다. 이때 반응 온도는 70℃이상으로 유지하였다. 이 때 최종 반응 용액의 pH는 6.8 이었다. 첨가가 끝난 후 10분 후에 침전을 포함한 용액을 여과 분리하여 3회 이상 세척하고 건조하여 실리카 분말을 얻었다. 제조된 실리카 분말의 순도와 기공분포, 비표면적은 다음 표 1에 나타난 바와 같다.A 3% H 2 SiF 6 solution to 4000 ml with stirring and then heated to 70 ℃ No. 3 sodium silicate (Na 2 O 10 weight%, SiO 2 30% by weight, SiO 2 / Na 2 O = 3) 2.00㎏ 1 hour Added over. At this time, the reaction temperature was maintained at 70 ℃ or more. At this time, the pH of the final reaction solution was 6.8. 10 minutes after the end of the addition, the solution containing the precipitate was separated by filtration, washed three more times, and dried to obtain silica powder. Purity, pore distribution, and specific surface area of the prepared silica powder are shown in Table 1 below.

실시예 2Example 2

3% H2SiF6용액 4000 ml를 -5℃로 교반하면서 규산 나트륨 3호(Na2O 10중량%, SiO230중량%, SiO2/Na2O=3) 2.00㎏을 1시간에 걸쳐서 첨가하였다. 그후 반응 온도는 70℃이상으로 상승하여 실리카의 결정을 성장시켰다. 이 때 최종 반응 용액의 pH는 6.5 였다. 침전을 포함한 용액을 여과 분리하여 3회 이상 세척하고 건조하여 실리카 분말을 얻었다. 제조된 실리카 분말의 순도와 기공분포, 비표면적은 다음 표 1에 나타난 바와 같다.3% H 2 SiF 6 solution over a 4000 ml with stirring to -5 ℃ No. 3 sodium silicate (Na 2 O 10 weight%, SiO 2 30% by weight, SiO 2 / Na 2 O = 3) 2.00㎏ 1 hour Added. After that, the reaction temperature rose to 70 ° C. or higher to grow silica crystals. At this time, the pH of the final reaction solution was 6.5. The solution containing the precipitate was filtered off, washed three more times, and dried to obtain a silica powder. Purity, pore distribution, and specific surface area of the prepared silica powder are shown in Table 1 below.

실시예 3Example 3

3% H2SiF6용액 4000 ml에 비이온성 계면활성제인 laurylalcohol-15EO 400g을 가하고 70℃로 가열하면서 완전히 용해시켰다. 상기 용액을 70℃로 가열, 교반하면서 규산 나트륨 3호(Na2O 10중량%, SiO230중량%, SiO2/Na2O=3) 2.00㎏을 1시간에 걸쳐서 첨가하였다. 이때 반응 온도는 70℃이상으로 유지하였다. 이 때 최종 반응 용액의 pH는 7.4 였다. 첨가가 완료되고 10분이 지난 후에 침전을 포함한 용액을 여과 분리하여 3회 이상 세척하였다. 이렇게 얻은 젖은 실리카 케이크를 이소프로필 알콜에 분산시키고 유동층 하소로를 이용하여 1000℃에서 10분간 열 처리하여 잘 분리된 미세 실리카 분말을 얻었다. 제조된 실리카 분말의 순도와 기공분포, 비표면적은 다음 표 1에 나타난 바와 같다.To 4000 ml of a 3% H 2 SiF 6 solution, 400 g of laurylalcohol-15EO, a nonionic surfactant, was added and dissolved completely by heating to 70 ° C. The solution was added over an heated to 70 ℃, with stirring No. 3 sodium silicate (Na 2 O 10 weight%, SiO 2 30% by weight, SiO 2 / Na 2 O = 3) 2.00㎏ 1 hour. At this time, the reaction temperature was maintained at 70 ℃ or more. At this time, the pH of the final reaction solution was 7.4. Ten minutes after the addition was completed, the solution containing the precipitate was filtered off and washed three more times. The wet silica cake thus obtained was dispersed in isopropyl alcohol and heat treated at 1000 ° C. for 10 minutes using a fluid bed calciner to obtain well separated fine silica powder. Purity, pore distribution, and specific surface area of the prepared silica powder are shown in Table 1 below.

비교예 1Comparative Example 1

염산 3N 용액 2500ml를 70℃로 가열 후 교반하면서 규산 나트륨 2호(Na2O 14중량%, SiO234중량%, SiO2/Na2O=2.4) 1.4㎏을 1시간에 걸쳐서 첨가하였다. 이때 반응 온도는 70℃이상으로 유지하였다. 첨가가 끝난 후 침전을 포함한 용액을 90℃/3시간 교반하면서 반응시켰다. 여과 분리하여 3회 이상 세척하고 건조하여 실리카 분말을 얻었다.3N hydrochloric acid was added over a period of 2 with stirring and then heated to 2500ml to 70 ℃ sodium silicate No. (Na 2 O 14 weight%, SiO 2 34% by weight, SiO 2 / Na 2 O = 2.4) 1.4㎏ 1 hour. At this time, the reaction temperature was maintained at 70 ℃ or more. After the addition was completed, the solution containing the precipitate was reacted with stirring at 90 ° C./3 hours. Filtration separated, washed three more times and dried to obtain a silica powder.

시료명Sample name SiO2(중량%)SiO 2 (% by weight) 비표면적(m2/g)Specific surface area (m 2 / g) 평균입경(㎛)Average particle size (㎛) 세공용적(cc/g)Pore volume (cc / g) 기공크기(Å)Pore size 실시예 1Example 1 99.9399.93 250250 0.50.5 1.121.12 9090 실시예 2Example 2 99.9299.92 400400 0.20.2 1.451.45 6060 실시예 3Example 3 99.999.9 750750 0.80.8 1.671.67 3030 비교예 1Comparative Example 1 99.9299.92 230230 1.01.0 1.231.23 100100

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 방법에 따라 제조된 실리카 분말이 월등하게 미세한 것임을 확인할 수 있다.As can be seen in Table 1, it can be seen that the silica powder prepared according to the method of the present invention is extremely fine.

실시예 4Example 4

실시예 1에 따라 제조한 실리카 분말을 PP 필름에 적용(PP의 0.3중량%)하여 필름을 제조하고, 얻어지는 필름의 물성을 평가하였으며, 이를 표 2에 나타내었다.The silica powder prepared according to Example 1 was applied to a PP film (0.3 wt% of PP) to prepare a film, and the physical properties of the resulting film were evaluated, which is shown in Table 2.

실시예 5Example 5

실시예 2에 따라 제조한 실리카 분말을 PP 필름에 적용(PP의 0.3중량%)하여 필름을 제조하고, 얻어지는 필름의 물성을 평가하였으며, 이를 표 2에 나타내었다.The silica powder prepared according to Example 2 was applied to a PP film (0.3 wt% of PP) to prepare a film, and the physical properties of the resulting film were evaluated, which is shown in Table 2.

비교예 2Comparative Example 2

일본 Fuji사 제품 SL-340을 PP 필름에 적용(PP의 0.3중량%)하여 필름을 제조하고, 얻어지는 필름의 물성을 평가하였으며, 이를 표 2에 나타내었다.Japanese-made SL-340 was applied to a PP film (0.3% by weight of PP) to prepare a film, and the physical properties of the resulting film were evaluated, which is shown in Table 2.

실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 비교예 2Comparative Example 2 White index(ASTM D2244)White index (ASTM D2244) 36.5136.51 37.0137.01 39.7139.71 Yellow index(ASTM D2244)Yellow index (ASTM D2244) 3.723.72 4.314.31 3.713.71 마찰계수(ASTM D1894)Friction Coefficient (ASTM D1894) 0.78/0.450.78 / 0.45 1.0/0.61.0 / 0.6 0.76/0.440.76 / 0.44 투명도(Haze, ASTMD1003)Transparency (Haze, ASTMD1003) 0.82(30)a 0.82 (30) a 0.7(30)a 0.7 (30) a 0.8(30)a 0.8 (30) a 광택도(Gloss, ASTM D2457)Glossiness (Gloss, ASTM D2457) 142142 142142 142142

()a: 필름두께(㎛)() A: film thickness (㎛)

상기 표 2의 결과로부터 본 발명의 방법에 따라 제조된 실리카 분말을 적용하여 제조된 필름이 기존의 실리카 분말을 적용하여 제조된 필름과 비교할 때, 전혀 손색이 없는 양호한 물성을 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.From the results of Table 2, it can be seen that the film prepared by applying the silica powder prepared according to the method of the present invention exhibits good physical properties without any deterioration compared to the film prepared by applying the conventional silica powder. .

이상과 같은 본 발명은 농도 조절된 규불화 실리콘산 용액에 규산나트륨 용액을 첨가하여 가온, 상압 조건에서 짧은 시간 내에 여과 분리가 용이한 입상 실리카를 침전시키는 방법으로서, 기존의 황산을 침전제로 사용시 나타나는 높은 함수 율을 갖는 겔 상 침전의 회수 분리와 염 제거의 문제점을 배제 할 수 있을 뿐만 아니라, 인산 비료 제조공정 부산물로 산출되는 규불화 실리콘 산이 함유하고 있는 SiO2를 동시에 회수할 수 있는 장점이 있다.The present invention as described above is a method of precipitating granular silica which is easy to be separated by filtration in a short time under heating and normal pressure conditions by adding sodium silicate solution to a concentration-controlled silicic acid fluoride solution. Not only can the problem of recovery and separation of the gel phase precipitate with high water content be eliminated, but also the SiO 2 contained in the silicon fluoride acid produced as a by-product of the phosphate fertilizer manufacturing process can be recovered at the same time. .

또한, 본 발명에서 침전된 실리카는 입상으로 잘 분리되어 있어서 여과에 의한 염의 제거가 용이하고, 분무건조에 의해 평균 입경 0.1-2㎛ 범위의 잘 분리된미세 분말상 실리카를 얻을 수 있다.In addition, the silica precipitated in the present invention is well separated into granules, so that it is easy to remove salts by filtration, and by spray drying, finely divided fine powdered silica having an average particle diameter of 0.1-2 μm can be obtained.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above according to an embodiment of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

Claims (8)

규불화 실리콘산(H2SiF6) 및 규산나트륨을 혼합하여 pH가 4.5-10.5 범위가 되도록 하는 단계; 및Mixing silicon silicate (H 2 SiF 6 ) and sodium silicate to bring the pH to the range 4.5-10.5; And 얻어지는 침전물을 분리하는 단계를 포함하는 초미세 실리카 분말의 제조방법.Method for producing an ultra-fine silica powder comprising the step of separating the precipitate obtained. 제1항에 있어서, 계면활성제를 상기 규산나트륨 100 중량부에 대하여 0.01∼0.2 중량부 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the surfactant is added in an amount of 0.01 to 0.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the sodium silicate. 제2항에 있어서, 상기 계면활성제가 HLB 값이 3∼10인 비이온성 계면활성제인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 2, wherein the surfactant is a nonionic surfactant having an HLB value of 3 to 10. 제1항에 있어서, 벤젠 및 헥산을 포함하는 탄화수소를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The process according to claim 1, further comprising a hydrocarbon comprising benzene and hexane. 제1항에 있어서, 상기 초미세 실리카 분말의 입자 크기는 0.1∼5㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 1, wherein the ultrafine silica powder has a particle size in the range of 0.1 to 5 μm. 제1항에 있어서, 상기 규불화 실리콘산(H2SiF6)은 인산 비료공정에서 부산물로 산출되는 것임을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the silicon silicate (H 2 SiF 6 ) is calculated as a byproduct in the phosphoric acid fertilizer process. 제1항에 있어서, 상기 규불화 실리콘산(H2SiF6)을 -10∼80℃의 온도 범위로 유지하는 중에 상기 규산나트륨을 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the sodium silicate is added while the silicon silicate (H 2 SiF 6 ) is maintained in a temperature range of -10 to 80 ° C. 청구항 1항에 따른 초미세 실리카 분말을 고분자 필름의 충진제로서 사용하는 방법.A method of using the ultrafine silica powder according to claim 1 as a filler of a polymer film.
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