WO2023013503A1 - エステル分散シリカゾル及びその製造方法 - Google Patents
エステル分散シリカゾル及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023013503A1 WO2023013503A1 PCT/JP2022/028997 JP2022028997W WO2023013503A1 WO 2023013503 A1 WO2023013503 A1 WO 2023013503A1 JP 2022028997 W JP2022028997 W JP 2022028997W WO 2023013503 A1 WO2023013503 A1 WO 2023013503A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- group
- silica sol
- carbon atoms
- silica
- oxygen atom
- Prior art date
Links
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 124
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 135
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims abstract description 46
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims abstract description 46
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 39
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 35
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 claims abstract description 22
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 125000003262 carboxylic acid ester group Chemical class [H]C([H])([*:2])OC(=O)C([H])([H])[*:1] 0.000 claims abstract 3
- -1 1-methoxy-2-propyl group Chemical group 0.000 claims description 136
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 132
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 74
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 11
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 7
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 6
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 6
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 5
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 4
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 abstract description 25
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 29
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 23
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 14
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 9
- UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N diisopropylamine Chemical compound CC(C)NC(C)C UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 9
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 8
- 125000004106 butoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 7
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 235000002597 Solanum melongena Nutrition 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)OC JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 5
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 5
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003647 acryloyl group Chemical group O=C([*])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 4
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 4
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OOHAUGDGCWURIT-UHFFFAOYSA-N n,n-dipentylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCN(CCCCC)CCCCC OOHAUGDGCWURIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229940043279 diisopropylamine Drugs 0.000 description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) Chemical compound CCN(C(C)C)C(C)C JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 125000001951 carbamoylamino group Chemical group C(N)(=O)N* 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 2
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 2
- JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N dibutylamine Chemical compound CCCCNCCCC JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 2
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol monomethyl ether acetate Natural products COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M hexanoate Chemical compound CCCCCC([O-])=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 2
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 2
- 239000005453 ketone based solvent Substances 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- UQKAOOAFEFCDGT-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(C)C UQKAOOAFEFCDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N propyl acetate Chemical compound CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002444 silanisation Methods 0.000 description 2
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(phenyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C1=CC=CC=C1 JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RKBCYCFRFCNLTO-UHFFFAOYSA-N triisopropylamine Chemical compound CC(C)N(C(C)C)C(C)C RKBCYCFRFCNLTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000006033 1,1-dimethyl-2-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006034 1,2-dimethyl-1-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006035 1,2-dimethyl-2-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004973 1-butenyl group Chemical group C(=CCC)* 0.000 description 1
- LIPRQQHINVWJCH-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropan-2-yl acetate Chemical compound CCOCC(C)OC(C)=O LIPRQQHINVWJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006433 1-ethyl cyclopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C1(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000006039 1-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004066 1-hydroxyethyl group Chemical group [H]OC([H])([*])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000006438 1-i-propyl cyclopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C1(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000006432 1-methyl cyclopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C1(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000006025 1-methyl-1-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006044 1-methyl-1-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006019 1-methyl-1-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006028 1-methyl-2-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006048 1-methyl-2-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006021 1-methyl-2-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006030 1-methyl-3-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006052 1-methyl-3-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006055 1-methyl-4-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006439 1-n-propyl cyclopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C1(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000006023 1-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006017 1-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- DMFAHCVITRDZQB-UHFFFAOYSA-N 1-propoxypropan-2-yl acetate Chemical compound CCCOCC(C)OC(C)=O DMFAHCVITRDZQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000022 2-aminoethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])N([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004974 2-butenyl group Chemical group C(C=CC)* 0.000 description 1
- 125000006040 2-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- 125000006026 2-methyl-1-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006045 2-methyl-1-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006020 2-methyl-1-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006029 2-methyl-2-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006049 2-methyl-2-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006022 2-methyl-2-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006031 2-methyl-3-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006024 2-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- WADSJYLPJPTMLN-UHFFFAOYSA-N 3-(cycloundecen-1-yl)-1,2-diazacycloundec-2-ene Chemical compound C1CCCCCCCCC=C1C1=NNCCCCCCCC1 WADSJYLPJPTMLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004975 3-butenyl group Chemical group C(CC=C)* 0.000 description 1
- 125000006041 3-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006027 3-methyl-1-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006032 3-methyl-3-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- VOXXWSYKYCBWHO-UHFFFAOYSA-M 3-phenyllactate Chemical compound [O-]C(=O)C(O)CC1=CC=CC=C1 VOXXWSYKYCBWHO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOC(=O)C(C)=C URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDQWJFXZTAWJST-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOC(=O)C=C XDQWJFXZTAWJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006042 4-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006043 5-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRABAEUHTLLEML-UHFFFAOYSA-N Butyl lactate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)O MRABAEUHTLLEML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJLYANLCNIKXMG-UHFFFAOYSA-N N-Methyldioctylamine Chemical compound CCCCCCCCN(C)CCCCCCCC YJLYANLCNIKXMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMKZLFMHXZAGTM-UHFFFAOYSA-N [dimethoxy(propyl)silyl]oxymethyl prop-2-enoate Chemical compound CCC[Si](OC)(OC)OCOC(=O)C=C RMKZLFMHXZAGTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPBVNPXQWQGGJP-UHFFFAOYSA-N acetic acid phenyl ester Natural products CC(=O)OC1=CC=CC=C1 IPBVNPXQWQGGJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPTNXMGXEGQYSY-UHFFFAOYSA-N acetic acid;1-methoxybutan-1-ol Chemical compound CC(O)=O.CCCC(O)OC IPTNXMGXEGQYSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 description 1
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 125000005577 anthracene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001191 butyl (2R)-2-hydroxypropanoate Substances 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- PQZTVWVYCLIIJY-UHFFFAOYSA-N diethyl(propyl)amine Chemical compound CCCN(CC)CC PQZTVWVYCLIIJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LAWOZCWGWDVVSG-UHFFFAOYSA-N dioctylamine Chemical compound CCCCCCCCNCCCCCCCC LAWOZCWGWDVVSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- JMMWKPVZQRWMSS-UHFFFAOYSA-N isopropanol acetate Natural products CC(C)OC(C)=O JMMWKPVZQRWMSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940011051 isopropyl acetate Drugs 0.000 description 1
- GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-M isovalerate Chemical compound CC(C)CC([O-])=O GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 125000002960 margaryl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 125000001421 myristyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- KLVOSHOFGYMCCP-UHFFFAOYSA-N n,n-di(propan-2-yl)butan-1-amine Chemical compound CCCCN(C(C)C)C(C)C KLVOSHOFGYMCCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORSUTASIQKBEFU-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylbutan-1-amine Chemical compound CCCCN(CC)CC ORSUTASIQKBEFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVUGARXRRGZONH-UHFFFAOYSA-N n,n-diethyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CC)CC BVUGARXRRGZONH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZULHOOBWDXEOT-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCN(CC)CC YZULHOOBWDXEOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MSHKXFDHUIFHMD-UHFFFAOYSA-N n-benzyl-n-butylbutan-1-amine Chemical compound CCCCN(CCCC)CC1=CC=CC=C1 MSHKXFDHUIFHMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BBDGYADAMYMJNO-UHFFFAOYSA-N n-butyl-n-ethylbutan-1-amine Chemical compound CCCCN(CC)CCCC BBDGYADAMYMJNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGZCULQWMVRPKE-UHFFFAOYSA-N n-butyl-n-propan-2-ylbutan-1-amine Chemical compound CCCCN(C(C)C)CCCC NGZCULQWMVRPKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBIJGSRXWPQTLH-UHFFFAOYSA-N n-butyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCNCCCC DBIJGSRXWPQTLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYSDFVPIAZIJAW-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-octyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CC)CCCCCCCC KYSDFVPIAZIJAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXAVTVNEDPAYJP-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-pentylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCN(CC)CCCCC PXAVTVNEDPAYJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWCCTMBMQUCLSI-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-propylpropan-1-amine Chemical compound CCCN(CC)CCC XWCCTMBMQUCLSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHCCDDQKNUYGNC-UHFFFAOYSA-N n-ethylbutan-1-amine Chemical compound CCCCNCC QHCCDDQKNUYGNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDQCOADWEMMSGK-UHFFFAOYSA-N n-ethyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCNCC SDQCOADWEMMSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICVFPLUSMYSIFO-UHFFFAOYSA-N n-ethylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCNCC ICVFPLUSMYSIFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCVNDBIXFPGMIW-UHFFFAOYSA-N n-ethylpropan-1-amine Chemical compound CCCNCC XCVNDBIXFPGMIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIVIDPPYRINTTH-UHFFFAOYSA-N n-ethylpropan-2-amine Chemical compound CCNC(C)C RIVIDPPYRINTTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001298 n-hexoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000003935 n-pentoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- JACMPVXHEARCBO-UHFFFAOYSA-N n-pentylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCNCCCCC JACMPVXHEARCBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXZFZXEGTLOV-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCNC(C)C QCWXZFZXEGTLOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYZDPHNAGSFQB-UHFFFAOYSA-N n-propylbutan-1-amine Chemical compound CCCCNCCC CWYZDPHNAGSFQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFAQQAUTKWCQHA-UHFFFAOYSA-N n-propylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCNCCC GFAQQAUTKWCQHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002958 pentadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- DYUMLJSJISTVPV-UHFFFAOYSA-N phenyl propanoate Chemical compound CCC(=O)OC1=CC=CC=C1 DYUMLJSJISTVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLJVXDMOQOGPHL-UHFFFAOYSA-M phenylacetate Chemical compound [O-]C(=O)CC1=CC=CC=C1 WLJVXDMOQOGPHL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940049953 phenylacetate Drugs 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000001844 prenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000005581 pyrene group Chemical group 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000004819 silanols Chemical class 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N tributylamine Chemical compound CCCCN(CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002889 tridecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 125000002948 undecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/146—After-treatment of sols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/146—After-treatment of sols
- C01B33/148—Concentration; Drying; Dehydration; Stabilisation; Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/28—Compounds of silicon
Definitions
- Example 3 A water-dispersed silica sol (average primary particle size by BET method: 11 nm, pH: 3, silica concentration: 33% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was prepared. 1000 g of the above silica sol was charged into a glass reactor with an internal volume of 2 L equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer and two injection ports, and the sol in the reactor was boiled and generated in a separate boiler. The evaporated methanol vapor was continuously blown into the silica sol in the reactor, and water was replaced with methanol while the liquid level was gradually raised.
- a silica sol using a carboxylic acid ester as a dispersion medium and a method for producing the same are provided.
- Organosilica sols can be subjected to silanization of the silica particle surface, and the addition of amines provides silica sols with improved stability.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
【課題】 カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルとその製造方法の提供。 【解決手段】 シラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR1(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示す。)で表されるアルコキシ基が存在する該シリカ粒子を分散質として含有し、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルを含む溶媒を分散媒として含有し、及びアミンを含有するシリカゾル。上記分散質が、Si-OR0及びSi-OR1(ただし、R0は炭素原子数1~4のアルキル基であり、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)との少なくとも2種類のアルコキシ基が存在し、(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.002~50の割合で有する該シリカ粒子である。上記Si-OR0がSi-OCH3、又はSi-OC2H5である。動的光散乱法による平均粒子径が5~200nmである。
Description
本発明はカルボン酸エステルに分散したシリカゾルとその製造方法に関する。
樹脂やフィルムへのコーティング組成物中にシリカ粒子を含有させ被膜物性を改善する試みや、樹脂マトリックス中にシリカ粒子を含有させ硬化物の物性を改善する試みがなされている。それらはコロイド状シリカの分散液(シリカゾル)が用いられるが、有機物との相溶性を向上させるために非水系溶媒に分散したシリカゾル(オルガノシリカゾル)が用いられている。
例えば、下記の(A) 及び(B)工程:
(A)分散媒中に100℃以下の沸点を有する親水性溶媒を25~100質量%含有する親水性無機酸化物ゾルに、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を2個以上有するケイ素アルコキシド、又は1個以上のケイ素原子に結合したヒドロキシ基と1個以上のケイ素原子に結合したアルコキシ基を有するケイ素アルコキシドを添加して、該ゾル中の無機酸化物粒子を表面処理する工程、及び
(B)炭素数3~12の1級アルコールの共存下に、(A)工程で得られた表面処理された無機酸化物ゾルの分散媒を非アルコール性有機溶媒にて置換する工程を含む有機溶媒分散無機酸化物ゾルの製造方法が開示されている(特許文献1参照)。
この方法ではシリカ等の無機酸化物粒子の表面のヒドロキシ基がアルコールと反応し、アルコキシ基を導入し有機化してトルエン等の有機溶媒に分散した無機酸化物ゾルを得る方法が開示されている。例えばメタノール分散シリカゾルにフェニルトリメトキシシランを反応させ、トルエン溶媒に分散させたシリカゾルが開示されている。
例えば、下記の(A) 及び(B)工程:
(A)分散媒中に100℃以下の沸点を有する親水性溶媒を25~100質量%含有する親水性無機酸化物ゾルに、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を2個以上有するケイ素アルコキシド、又は1個以上のケイ素原子に結合したヒドロキシ基と1個以上のケイ素原子に結合したアルコキシ基を有するケイ素アルコキシドを添加して、該ゾル中の無機酸化物粒子を表面処理する工程、及び
(B)炭素数3~12の1級アルコールの共存下に、(A)工程で得られた表面処理された無機酸化物ゾルの分散媒を非アルコール性有機溶媒にて置換する工程を含む有機溶媒分散無機酸化物ゾルの製造方法が開示されている(特許文献1参照)。
この方法ではシリカ等の無機酸化物粒子の表面のヒドロキシ基がアルコールと反応し、アルコキシ基を導入し有機化してトルエン等の有機溶媒に分散した無機酸化物ゾルを得る方法が開示されている。例えばメタノール分散シリカゾルにフェニルトリメトキシシランを反応させ、トルエン溶媒に分散させたシリカゾルが開示されている。
炭素原子間の不飽和結合含有有機基及びアルコキシ基が表面に結合した平均粒子径5~100nmのシリカ粒子をケトン系溶媒に分散したゾル(シリカゾル)であって、炭素原子間の不飽和結合含有有機基が0.5~2.0個/nm2、アルコキシ基が0.1~2.0個/nm2、(炭素原子間の不飽和結合含有有機基)/(アルコキシ基)=0.5~5.0モル比の割合で結合した上記シリカゾルが開示されている(特許文献2参照)。
pHが酸性領域にある疎水性シリカゾルをアルカリで処理することにより、pHを上昇させた疎水性シリカゾルの製造方法が開示されている(特許文献3参照)。
pHが酸性領域にある疎水性シリカゾルをアルカリで処理することにより、pHを上昇させた疎水性シリカゾルの製造方法が開示されている(特許文献3参照)。
本発明はカルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルとその製造方法を提供することを目的とする。本件オルガノシリカゾルはシリカ粒子表面のシラン処理を行う事ができ、そしてアミンの添加により安定性が向上したシリカゾルを供給する。
本発明は第1観点として、シラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR1(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示す。)で表されるアルコキシ基が存在する該シリカ粒子を分散質として含有し、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルを含む溶媒を分散媒として含有し、及びアミンを含有するシリカゾル、
第2観点として、上記分散質が、シラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR0及びSi-OR1(ただし、R0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示し、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)で表される少なくとも2種類のアルコキシ基が存在し、(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.002~50の割合で有する該シリカ粒子である第1観点に記載のシリカゾル、
第3観点として、上記シリカ粒子は動的光散乱法による平均粒子径が5~200nmである第1観点又は第2観点に記載のシリカゾル、
第4観点として、R1がエチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、1-メトキシ-2-プロピル基、1-エトキシ-2-プロピル基、又はフェニル基である第1観点又は第2観点に記載のシリカゾル、
第5観点として、R2がメチル基、エチル基、又はプロピル基である第1観点乃至第4観点のいずれか一つに記載のシリカゾル、
第6観点として、上記シリカ粒子のシラン被覆が、式(1)乃至式(3):
(式(1)中、R3はそれぞれアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、又はエポキシ基、(メタ)アクリロイル基、メルカプト基、アミノ基、ウレイド基、もしくはシアノ基を有する有機基で且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであって、R4はそれぞれアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を示し、aは1~3の整数を示し、
式(2)及び式(3)中、R5及びR7はそれぞれ炭素原子数1~3のアルキル基、又は炭素原子数6~30のアリール基で且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R6及びR8はそれぞれアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を示し、Yはアルキレン基、NH基、又は酸素原子を示し、bは1~3の整数であり、cは0又は1の整数であり、dは1~3の整数である。)
からなる群より選ばれる少なくとも1種のシラン化合物の加水分解物である第1観点乃至第5観点のいずれか一つに記載のシリカゾル、
第7観点として、上記アミンは総炭素原子数が5~35の第2級アミン又は第3級アミンである第1観点又は第2観点に記載のシリカゾル、
第8観点として、上記アミンを含有するシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1乃至1:2:1で混合した液体のpHが4.0~9.5である第7観点に記載のシリカゾル、
第9観点として、下記(A)工程~(B)工程を含み、該(A)工程終了後から(B)工程の中で、下記(A-1)工程、及び該(A-1)工程終了後に下記(A-2)工程を含む請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載のシリカゾルの製造方法、
(A)工程:動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程、
(B)工程:(A)工程で得られたシリカゾルのR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程、
(A-1)工程:(A)工程で得られたシリカゾルを上記式(1)乃至式(3)で示される少なくとも1種のシラン化合物で被覆する工程、(A-2)工程:(A-1)工程で得られたシリカゾルに総炭素原子数5~35の第2級アミン又は第3級アミンを添加する工程、及び
第10観点として、上記(A)工程が動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程であり、
上記(B)工程が(A)工程で得られたシリカゾルのアルコールR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程、である第9観点に記載のシリカゾルの製造方法である。
第2観点として、上記分散質が、シラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR0及びSi-OR1(ただし、R0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示し、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)で表される少なくとも2種類のアルコキシ基が存在し、(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.002~50の割合で有する該シリカ粒子である第1観点に記載のシリカゾル、
第3観点として、上記シリカ粒子は動的光散乱法による平均粒子径が5~200nmである第1観点又は第2観点に記載のシリカゾル、
第4観点として、R1がエチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、1-メトキシ-2-プロピル基、1-エトキシ-2-プロピル基、又はフェニル基である第1観点又は第2観点に記載のシリカゾル、
第5観点として、R2がメチル基、エチル基、又はプロピル基である第1観点乃至第4観点のいずれか一つに記載のシリカゾル、
第6観点として、上記シリカ粒子のシラン被覆が、式(1)乃至式(3):
式(2)及び式(3)中、R5及びR7はそれぞれ炭素原子数1~3のアルキル基、又は炭素原子数6~30のアリール基で且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R6及びR8はそれぞれアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を示し、Yはアルキレン基、NH基、又は酸素原子を示し、bは1~3の整数であり、cは0又は1の整数であり、dは1~3の整数である。)
からなる群より選ばれる少なくとも1種のシラン化合物の加水分解物である第1観点乃至第5観点のいずれか一つに記載のシリカゾル、
第7観点として、上記アミンは総炭素原子数が5~35の第2級アミン又は第3級アミンである第1観点又は第2観点に記載のシリカゾル、
第8観点として、上記アミンを含有するシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1乃至1:2:1で混合した液体のpHが4.0~9.5である第7観点に記載のシリカゾル、
第9観点として、下記(A)工程~(B)工程を含み、該(A)工程終了後から(B)工程の中で、下記(A-1)工程、及び該(A-1)工程終了後に下記(A-2)工程を含む請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載のシリカゾルの製造方法、
(A)工程:動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程、
(B)工程:(A)工程で得られたシリカゾルのR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程、
(A-1)工程:(A)工程で得られたシリカゾルを上記式(1)乃至式(3)で示される少なくとも1種のシラン化合物で被覆する工程、(A-2)工程:(A-1)工程で得られたシリカゾルに総炭素原子数5~35の第2級アミン又は第3級アミンを添加する工程、及び
第10観点として、上記(A)工程が動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程であり、
上記(B)工程が(A)工程で得られたシリカゾルのアルコールR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程、である第9観点に記載のシリカゾルの製造方法である。
エステル系溶媒、特にカルボン酸エステルは低臭、低毒性という環境性能が評価され、炭化水素やケトン系溶媒の代替品として需要が伸びている。塗料、インキ、接着剤などの希釈用途をはじめ、医薬・農薬の反応溶媒、誘導品基礎原料、洗浄剤など数多くの用途で使用される溶媒について、エステル系溶媒によるケトン系溶剤の代替、溶媒リサイクル体制の確立など利用価値が高い。
一方、樹脂やフィルムへのコーティング組成物中にシリカ粒子含有させ被膜物性を改善する試みや、樹脂マトリックス中にシリカ粒子を含有させ硬化物の物性を改善する試みがなされている。
種々の用途にシリカ粒子を含有させることでパフォーマンスの向上を計る場合に、シリカ粒子はコロイド粒子を用いるためシリカ粉体では凝集が避けられず、コロイド状シリカ分散体(シリカゾル)の形で樹脂等に添加するが、その場合に樹脂との相溶性の高い有機溶媒に分散したシリカゾルが用いられる。
種々の用途にシリカ粒子を含有させることでパフォーマンスの向上を計る場合に、シリカ粒子はコロイド粒子を用いるためシリカ粉体では凝集が避けられず、コロイド状シリカ分散体(シリカゾル)の形で樹脂等に添加するが、その場合に樹脂との相溶性の高い有機溶媒に分散したシリカゾルが用いられる。
本発明では溶媒として利用価値の高いカルボン酸エステル溶媒に分散したシリカゾルを提供するものである。
オルガノシリカゾルは通常は水溶媒に分散したシリカゾル(水性シリカゾル)を製造し、分散媒を水から低級アルコール(例えばメタノール)に溶媒置換し、更に目的とするカルボン酸エステル溶媒に置換する事によって、カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルが得られる。
本発明ではカルボン酸エステルのエステル基に隣接する化学基を含む基がシリカ粒子の表面又は近傍にアルコキシ基として存在する事で、該カルボン酸エステル溶媒への分散安定性が向上する事を見出した。
シリカ粒子表面又は近傍には少なくともカルボン酸エステルのエステル基に隣接する有機基(R1基)がエステル交換反応によりシラノール基(Si-OR1基)として存在する事で、エステル溶媒に分散性の高いシリカ粒子が得られる。
オルガノシリカゾルは通常は水溶媒に分散したシリカゾル(水性シリカゾル)を製造し、分散媒を水から低級アルコール(例えばメタノール)に溶媒置換し、更に目的とするカルボン酸エステル溶媒に置換する事によって、カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルが得られる。
本発明ではカルボン酸エステルのエステル基に隣接する化学基を含む基がシリカ粒子の表面又は近傍にアルコキシ基として存在する事で、該カルボン酸エステル溶媒への分散安定性が向上する事を見出した。
シリカ粒子表面又は近傍には少なくともカルボン酸エステルのエステル基に隣接する有機基(R1基)がエステル交換反応によりシラノール基(Si-OR1基)として存在する事で、エステル溶媒に分散性の高いシリカ粒子が得られる。
また、シリカ粒子は表面にシラノール基が存在し、分散媒を水から例えばメタノールに置換する事によってシラノールの水酸基がメトキシ基に変換する事が知られている。また、分散媒をメタノールからカルボン酸エステルに置換する事により、上記メトキシ基とカルボン酸エステルとの間でのエステル交換反応により、シリカ粒子の表面又は近傍のシラノール基は少なくとも2種類のアルコキシ基に置換されている。例えば、メトキシ基と、エステルの有機基によるアルコキシ基との少なくとも2種類のアルコキシ基が存在する。
これらの少なくとも2種類のアルコキシ基の存在割合が、カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルの安定性に大きく影響するものである。
これらの少なくとも2種類のアルコキシ基の存在割合が、カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルの安定性に大きく影響するものである。
エステル交換反応は酸性サイドで促進されやすく、またアルコキシ基の加水分解も酸性サイドで促進されやすいので、分散媒はアルカリサイドに維持する事が好ましく、例えばアミン化合物を含有する事で維持できる。
カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルは、シリカ粒子表面のシラン化合物で被覆することによって、シラノールに変化しない官能基を共有結合で結合する事により、カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルの安定性に寄与するものである。
カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルは、シリカ粒子表面のシラン化合物で被覆することによって、シラノールに変化しない官能基を共有結合で結合する事により、カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルの安定性に寄与するものである。
本発明は、シラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR1(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示す。)のアルコキシ基が存在する該シリカ粒子を分散質として含有し、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルを含む溶媒を分散媒として含有し、及びアミンを含有するシリカゾルである。
更には、本発明はシラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR0及びSi-OR1(ただし、R0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示し、更にR0は炭素原子数1~4のアルキル基を示し、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)との少なくとも2種類のアルコキシ基を、(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.002~50の割合で有する該シリカ粒子を分散質として含有し、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルを含む溶媒を分散媒として含有し、及びアミンを含有するシリカゾルである。
上記(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比は0.002~50、又は0.01~40の範囲とする事ができる。
上記(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比は0.002~50、又は0.01~40の範囲とする事ができる。
上記Si-OR0とSi-OR1においてR0とR1は同じ化学基ではない。即ち、Si-OR0がSi-OCH3であれば、Si-OR1はR1がメチル基以外の酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10までの有機基を示すものである。
また、炭素原子数はR0<R1の関係を有する事もできる。炭素原子数はR0<R1の関係を有するとは、Si-OR0とSi-OR1の関係において、Si-OR0がSi-OCH3であれば、Si-OR1はR1がエチル基以上の炭素原子数を有する有機基であることを示し、エチル基から酸素原子を有していても良い炭素原子数10までの有機基を示すものである。
上記Si-OR0とSi-OR1は、シリカ粒子表面のシラノール基の水酸基が、水性シリカゾルの分散媒である水性媒体をアルコールに置換した時にアルコールと可逆反応により生じるアルコキシ基である。
上記Si-OR0は例えばSi-OCH3、Si-OC2H5、Si-OC3H7を示すことができる。そしてSi-OCH3、又はSi-OC2H5であることが好ましく、特にSi-OCH3を好ましく例示する事ができる。
また上記Si-OR1基(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示す。)は、分散媒のアルコールを、R2-COO-R1構造のカルボン酸エステルに置換した時に、Si-OR1とR2-COO-R1との間で可逆的に生じるエステル交換反応によるアルコキシ基である。上記R1同士が同じ有機基であった場合には、シリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR1基が形成される。
また、本発明はシラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR0(R0は炭素原子数1~4のアルキル基)及びSi-OR1(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)で表される少なくとも2種類のアルコキシ基を、(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.002~50の割合、特には(Si-OR1)/(Si-OCH3)のモル比が0.002~50の割合で有する該シリカ粒子を分散質として含有し、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルを含む溶媒を分散媒として含有し、及びアミンを含有するシリカゾルである。
上記Si-OR0(特にはSi-OCH3)は、シリカ粒子表面のシラノール基の水酸基が、水性シリカゾルの分散媒である水性媒体をR0OHに置換した時にR0OHと可逆反応により生じるアルコキシ基である。
また上記Si-OR1基(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示す。)は、分散媒のR0OH(特にはメタノール)を、R2-COO-R1構造のカルボン酸エステルに置換した時に、Si-OR0とR2-COO-R1との間で可逆的に生じるエステル交換反応によるアルコキシ基である。
本発明では(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.002~50の割合で、特には(Si-OR1)/(Si-OCH3)のモル比が0.002~50の割合で存在する事が好ましい。
R2-COO-R1構造を有するカルボン酸エステルは、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10のアルキル基を示す。上記酸素原子はエーテル結合やヒドロキシ基の形で存在する事ができる。
上記R1は例えばエチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、1-メトキシ-2-プロピル基、1-エトキシ-2-プロピル基、1-プロポキシ-2-プロピル基、2-エトキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、1-ヒドロキシ-2-エチル基、3-メトキシブチル基、フェニル基等が挙げられる。R1はエチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、1-メトキシ-2-プロピル基、1-エトキシ-2-プロピル基、及びフェニル基を好ましく用いる事ができる。
上記R2は例えばメチル基、エチル基、1-ヒドロキシエチル基、プロピル基等が挙げられる。R2はメチル基、エチル基、及びプロピル基を好ましく用いる事ができる。
R2-COO-R1構造を有するカルボン酸エステルは、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸secブチル、酢酸メトキシブチル、酢酸アミル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、酢酸フェニル、乳酸フェニル、プロピオン酸フェニル等が挙げられる。
本発明のゾルは固形分として0.1~60質量%、又は1~55質量%、又は10~55質量%である。ここで固形分とはゾルの全成分から溶媒成分を除いたものである。
本発明のゾルはシリカ粒子の動的光散乱法(DLS法)による平均粒子径が5~200nm、又は5~150nmの範囲で得られ、シリカ粒子の透過型電子顕微鏡観察による平均一次粒子径が5~200nm、又は5~150nm、又は5~100nmの範囲で得られる。
本発明のシリカゾルは下記(A)工程~(B)工程:
(A)工程:動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程、
(B)工程:(A)工程で得られたシリカゾルのR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程、を経て得られる。
(A)工程:動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程、
(B)工程:(A)工程で得られたシリカゾルのR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程、を経て得られる。
そして、上記製造方法は、
(A)工程が動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程であり、
(B)工程が(A)工程で得られたシリカゾルのアルコールR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程とする事もできる。
(A)工程が動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程であり、
(B)工程が(A)工程で得られたシリカゾルのアルコールR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程とする事もできる。
そして、炭素原子数はR0<R1の関係を有する事もできる。
(A)工程のシリカゾルは炭素原子数1~4のアルコールR0OHを分散媒とするシリカゾルを用いる事ができる。このアルコールはメタノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。特に上記アルコールはメタノールが好ましい。
(A)工程のシリカゾルは炭素原子数1~4のアルコールR0OHを分散媒とするシリカゾルを用いる事ができる。このアルコールはメタノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。特に上記アルコールはメタノールが好ましい。
炭素原子数1~4のアルコールR0OHを分散媒とするシリカゾルは、水性シリカゾルを出発原料として得られる。水性シリカゾルは水ガラスを出発原料として、a)水ガラスを陽イオン交換して活性珪酸を得る工程、b)活性珪酸を加熱してシリカ粒子を得る工程からなる。a)工程では活性珪酸を高純度化するために鉱酸(例えば、塩酸、硝酸、又は硫酸)を添加して、シリカ以外の金属不純物を溶出させた陽イオン交換及び陰イオン交換で金属不純物や不要なアニオンを除去した活性珪酸を用いる事ができる。b)工程では活性珪酸にアルカリ成分(例えばNaOH、KOH)を添加してシリカ粒子の粒子成長を行う。シリカ粒子の粒子成長を促進させるために、a)工程で得られた活性珪酸にアルカリを添加したシード液とフィード液を準備して、シード液を加熱しながらフィード液を供給してシリカ粒子径を増大させることによって任意の粒子径とする水性シリカゾルを得る事ができる。
さらに好ましくはb)工程で添加したアルカリ成分のうち、粒子の外部に存在しているアルカリイオンを除去した酸性のシリカゾルが本発明の出発原料として適している。
本発明の(A)工程では水性シリカゾルの水性媒体を炭素原子数1~4のアルコールR0OH(ただしR0は炭素原子数1~4のアルキル基を示す。このアルコールは特にはメタノール)に溶媒置換して動的光散乱法による平均粒子径5~200nmのシリカ粒子を分散質とし、炭素原子数1~4のアルコールを分散媒とするシリカゾルを得ることができる。
(B)工程は、(A)工程で得られたシリカゾルの炭素原子数1~4のアルコールR0OH(ただしR0は炭素原子数1~4のアルキル基を示す。このアルコールは特にはメタノール)の一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程である。
(B)工程は、(A)工程で得られたシリカゾルの炭素原子数1~4のアルコールR0OH(ただしR0は炭素原子数1~4のアルキル基を示す。このアルコールは特にはメタノール)の一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程である。
上記R0OH(特にはメタノール)の一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造を有するカルボン酸エステルの添加は、いわゆる溶媒置換でもあるが、完全にR0OHを除去する必要はなく、後工程でR0OHを除去する事も、一部のR0OHが残存する事も可能である。R0OHの除去とR2-COO-R1構造を有するカルボン酸エステルの添加は、両者を同時に行う事も、何れか一方を先に行う事もできる。
上記溶媒置換は蒸発法や限外ろ過法で行う事ができる。例えば50~100℃の温浴中に(A)工程で得られたR0OHを分散媒とするシリカゾルをフラスコに入れ、フラスコ内の液温が40~90℃でカルボン酸エステルを添加して溶媒置換を行う事ができる。溶媒置換は常圧下又は減圧下で行う事ができる。減圧下では例えば50~600Torrの圧力度で行う事ができる。溶媒置換にかかる時間は0.1~10時間程度で実施する事ができる。
本発明では上記(A)工程終了後から(B)工程の中で下記(A-1)工程:
(A-1)工程:(A)工程で得られたシリカゾルを上記式(1)乃至式(3)からなる群より選ばれる少なくとも1種のシラン化合物の加水分解物で被覆する工程、を行う事ができる。
(A-1)工程:(A)工程で得られたシリカゾルを上記式(1)乃至式(3)からなる群より選ばれる少なくとも1種のシラン化合物の加水分解物で被覆する工程、を行う事ができる。
式(1)中、R3はそれぞれアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、又はエポキシ基、(メタ)アクリロイル基、メルカプト基、アミノ基、ウレイド基、もしくはシアノ基を有する有機基で且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであって、R4はそれぞれアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を示し、aは1~3の整数を示し、
式(2)及び式(3)中、R5及びR7はそれぞれ炭素原子数1~3のアルキル基、又は炭素原子数6~30のアリール基で且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R6及びR8はそれぞれアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を示し、Yはアルキレン基、NH基、又は酸素原子を示し、bは1~3の整数であり、cは0又は1の整数であり、dは1~3の整数である。
式(2)及び式(3)中、R5及びR7はそれぞれ炭素原子数1~3のアルキル基、又は炭素原子数6~30のアリール基で且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R6及びR8はそれぞれアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を示し、Yはアルキレン基、NH基、又は酸素原子を示し、bは1~3の整数であり、cは0又は1の整数であり、dは1~3の整数である。
上記アルキル基は炭素原子数1~18のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、シクロブチル基、1-メチル-シクロプロピル基、2-メチル-シクロプロピル基、n-ペンチル基、1-メチル-n-ブチル基、2-メチル-n-ブチル基、3-メチル-n-ブチル基、1,1-ジメチル-n-プロピル基、1,2-ジメチル-n-プロピル基、2,2-ジメチル-n-プロピル基、1-エチル-n-プロピル基、シクロペンチル基、1-メチル-シクロブチル基、2-メチル-シクロブチル基、3-メチル-シクロブチル基、1,2-ジメチル-シクロプロピル基、2,3-ジメチル-シクロプロピル基、1-エチル-シクロプロピル基、2-エチル-シクロプロピル基、n-ヘキシル基、1-メチル-n-ペンチル基、2-メチル-n-ペンチル基、3-メチル-n-ペンチル基、4-メチル-n-ペンチル基、1,1-ジメチル-n-ブチル基、1,2-ジメチル-n-ブチル基、1,3-ジメチル-n-ブチル基、2,2-ジメチル-n-ブチル基、2,3-ジメチル-n-ブチル基、3,3-ジメチル-n-ブチル基、1-エチル-n-ブチル基、2-エチル-n-ブチル基、1,1,2-トリメチル-n-プロピル基、1,2,2-トリメチル-n-プロピル基、1-エチル-1-メチル-n-プロピル基、1-エチル-2-メチル-n-プロピル基、シクロヘキシル基、1-メチル-シクロペンチル基、2-メチル-シクロペンチル基、3-メチル-シクロペンチル基、1-エチル-シクロブチル基、2-エチル-シクロブチル基、3-エチル-シクロブチル基、1,2-ジメチル-シクロブチル基、1,3-ジメチル-シクロブチル基、2,2-ジメチル-シクロブチル基、2,3-ジメチル-シクロブチル基、2,4-ジメチル-シクロブチル基、3,3-ジメチル-シクロブチル基、1-n-プロピル-シクロプロピル基、2-n-プロピル-シクロプロピル基、1-i-プロピル-シクロプロピル基、2-i-プロピル-シクロプロピル基、1,2,2-トリメチル-シクロプロピル基、1,2,3-トリメチル-シクロプロピル基、2,2,3-トリメチル-シクロプロピル基、1-エチル-2-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-1-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-2-メチル-シクロプロピル基及び2-エチル-3-メチル-シクロプロピル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等があげられるが、これらに限定されない。
また、アルキレン基は上述のアルキル基から誘導されるアルキレン基を上げる事ができる。
また、アルキレン基は上述のアルキル基から誘導されるアルキレン基を上げる事ができる。
上記アリール基は炭素原子数6~30のアリール基であり例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセン基、ピレン基等が挙げられる。
アルケニル基としては炭素数2~10のアルケニル基であり、エテニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、1-メチル-1-エテニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、2-メチル-1-プロペニル基、2-メチル-2-プロペニル基、1-エチルエテニル基、1-メチル-1-プロペニル基、1-メチル-2-プロペニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-n-プロピルエテニル基、1-メチル-1-ブテニル基、1-メチル-2-ブテニル基、1-メチル-3-ブテニル基、2-エチル-2-プロペニル基、2-メチル-1-ブテニル基、2-メチル-2-ブテニル基、2-メチル-3-ブテニル基、3-メチル-1-ブテニル基、3-メチル-2-ブテニル基、3-メチル-3-ブテニル基、1,1-ジメチル-2-プロペニル基、1-i-プロピルエテニル基、1,2-ジメチル-1-プロペニル基、1,2-ジメチル-2-プロペニル基、1-シクロペンテニル基、2-シクロペンテニル基、3-シクロペンテニル基、1-ヘキセニル基、2-ヘキセニル基、3-ヘキセニル基、4-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、1-メチル-1-ペンテニル基、1-メチル-2-ペンテニル基、1-メチル-3-ペンテニル基、1-メチル-4-ペンテニル基、1-n-ブチルエテニル基、2-メチル-1-ペンテニル基、2-メチル-2-ペンテニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記アルコキシ基は炭素原子数1~10のアルコキシ基が挙げられ、例えばメトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチロキシ基、1-メチル-n-ブトキシ基、2-メチル-n-ブトキシ基、3-メチル-n-ブトキシ基、1,1-ジメチル-n-プロポキシ基、1,2-ジメチル-n-プロポキシ基、2,2-ジメチル-n-プロポキシ基、1-エチル-n-プロポキシ基、n-ヘキシロキシ基等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記アルコキシ基は炭素原子数1~10のアルコキシ基が挙げられ、例えばメトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチロキシ基、1-メチル-n-ブトキシ基、2-メチル-n-ブトキシ基、3-メチル-n-ブトキシ基、1,1-ジメチル-n-プロポキシ基、1,2-ジメチル-n-プロポキシ基、2,2-ジメチル-n-プロポキシ基、1-エチル-n-プロポキシ基、n-ヘキシロキシ基等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記アシルオキシ基は炭素原子数2~10のアシルオキシ基が挙げられ、例えばメチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n-プロピルカルボニルオキシ基、i-プロピルカルボニルオキシ基、n-ブチルカルボニルオキシ基、i-ブチルカルボニルオキシ基、s-ブチルカルボニルオキシ基、t-ブチルカルボニルオキシ基、n-ペンチルカルボニルオキシ基、1-メチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、2-メチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、3-メチル-n-ブチルカルボニルオキシ基、1,1-ジメチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、1,2-ジメチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、2,2-ジメチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、1-エチル-n-プロピルカルボニルオキシ基、n-ヘキシルカルボニルオキシ基、1-メチル-n-ペンチルカルボニルオキシ基、2-メチル-n-ペンチルカルボニルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定されない。
上記ハロゲン基としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
エポキシ基を有する有機基は例えば、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基、3-グリシドキシプロピル基等が挙げられる。
上記(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基とメタクリロイル基の双方をあらわす。(メタ)アクリロイル基を有する有機基は例えば、3-メタクリロキシプロピル基、3-アクリロキシプロピル基等が挙げられる。
メルカプト基を有する有機基は例えば、3-メルカプトプロピル基が挙げられる。
アミノ基を有する有機基は例えば、2-アミノエチル基、3-アミノプロピル基、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピル基、N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)アミノプロピル基、N-フェニル-3-アミノプロピル基、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピル基等が挙げられる。
ウレイド基を有する有機基は例えば、3-ウレイドプロピル基が挙げられる。
シアノ基を有する有機基は例えば、3-シアノプロピル基が挙げられる。
上記式中、R12はアルコキシ基であり、例えばメトキシ基、エトキシ基が挙げられる。
シリカ粒子の表面のヒドロキシ基、例えばシリカ粒子であればシラノール基と上記シラン化合物が反応してシロキサン結合によりシリカ粒子の表面に上記シラン化合物を被覆する工程である。反応温度は20℃からその分散媒の沸点の範囲までの温度で行うことができるが、例えば20℃~100℃の範囲で行うことができる。反応時間は0.1~6時間程度で行うことができる。
好ましい官能基としてトリメチルシリル基、モノメチルシリル基、ジメチルシリル基、メタクリロキシプロピルシリル基、フェニル基等であり、それに対応するシラン化合物としてヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
上記シラン化合物はシリカ粒子表面の被覆量として、シラン化合物中のケイ素原子の個数が0.1個/nm2~6.0個/nm2の被覆量に相当するシラン化合物をシリカゾルに添加してシリカ粒子表面の被覆を行う事ができる。
上記シラン化合物の加水分解には水が必要であるが、水性溶媒のゾルであればそれら水性溶媒が用いられ、炭素原子数1~4のアルコールR0OH溶媒のゾルであれば水性媒体をアルコールに溶媒置換した時にアルコール溶媒中に残存する水分を用いる事ができる。残存する水分は水性媒体のゾルを、炭素原子数1~4のアルコール溶媒のゾルに溶媒置換するときに残存する水分であり、例えば上記アルコール中に1質量%以下、例えば0.01~1質量%に存在する水分を用いる事ができる。また、加水分解は触媒を用いて行うことも、触媒なしで行う事もできる。
触媒なしで行う場合はシリカ粒子表面が酸性サイドで存在する場合であり、pH2~6(メタノールと水を1:1で含有して測定)のメタノールシリカゾルを用いる事ができる。
触媒を用いる場合は、加水分解触媒として金属キレート化合物、有機酸、無機酸、有機塩基、無機塩基を挙げることができる。加水分解触媒としての金属キレート化合物は、例えばトリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)ジルコニウム等が挙げられる。加水分解触媒としての有機酸は、例えば酢酸、シュウ酸等が挙げられる。加水分解触媒としての無機酸は、例えば塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸等を挙げられる。加水分解触媒としての有機塩基は、例えばピリジン、ピロール、ピペラジン、第4級アンモニウム塩が挙げられる。加水分解触媒としての無機塩基としては、例えばアンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられる。
本発明では(A-1)工程終了後に、下記(A-2)工程:
(A-2)工程:(A-1)工程で得られたシリカゾルに総炭素原子数5~35の第2級アミン又は第3級アミンを添加する工程、を含むことができる。
(A-2)工程:(A-1)工程で得られたシリカゾルに総炭素原子数5~35の第2級アミン又は第3級アミンを添加する工程、を含むことができる。
上記アミンの含有量はシリカ粒子のSiO2の100gに対して0.01~10.0ミリモル、又は0.01~5.0ミリモルに設定する事ができる。
またアミンの添加量はシリカゾルのpHが4.0~9.5となる量である事が好ましく、4.0~7.5となる量であることが更に好ましい。アミンの添加量はシリカゾル中の含有量として存在する。本発明のエステル分散シリカゾルのpHはシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1ないしは1:2:1で混合した液体を測定する。
またアミンの添加量はシリカゾルのpHが4.0~9.5となる量である事が好ましく、4.0~7.5となる量であることが更に好ましい。アミンの添加量はシリカゾル中の含有量として存在する。本発明のエステル分散シリカゾルのpHはシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1ないしは1:2:1で混合した液体を測定する。
上記第2級アミンとしては例えばエチルnプロピルアミン、エチルイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルブチルアミン、nプロピルブチルアミン、ジブチルアミン、エチルペンチルアミン、nプロピルペンチルアミン、イソプロピルペンチルアミン、ジペンチルアミン、エチルオクチルアミン、iプロピルオクチルアミン、ブチルオクチルアミン、ジオクチルアミン等が挙げられる。
上記第3級アミンとしては例えばトリエチルアミン、エチルジnプロピルアミン、ジエチルnプロピルアミン、トリnプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、エチルジブチルアミン、ジエチルブチルアミン、イソプロピルジブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジイソプロピルブチルアミン、トリブチルアミン、エチルジペンチルアミン、ジエチルペンチルアミン、トリペンチルアミン、メチルジオクチルアミン、ジメチルオクチルアミン、エチルジオクチルアミン、ジエチルオクチルアミン、トリオクチルアミン、ベンジルジブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン等が挙げられる。
上記アミンの中でも総炭素原子数が6~35のアルキル基を有する第2級アミン及び第3級アミンが好ましく、例えばジイソプロピルアミン、トリペンチルアミン、トリイソプロピルアミン、ジメチルオクチルアミン、トリオクチルアミン等が挙げられる。
本発明ではカルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルであるために、シリカ粒子は表面に非可逆的な疎水基が存在する事が好ましい。それゆえに式(1)乃至式(3)で示される少なくとも1種のシラン化合物の加水分解物で被覆される事が好ましい。これらのシラン被覆は酸性サイドで行われるものである。
そして、メタノール溶媒ゾルからカルボン酸エステルゾルに溶媒置換する例で示せば、シリカ粒子表面のシラノール基がメタノール溶媒中で一部がメトキシ基に変化するが、メタノール溶媒をカルボン酸エステルに置換する事によってメトキシ基のメチル基がカルボン酸エステルのエステル結合に隣接するアルキル基とのエステル交換反応によりアルコキシ基に変化する。アルコキシ基の増大により粒子間反発が減少し凝集傾向となる。この反応は酸性サイドで促進されるが、上記アミンの添加によりエステル交換反応は停止し、(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.002~50の割合、特には(Si-OR1)/(Si-OCH3)のモル比が0.002~50の割合で有するシリカ粒子となる。
また、メタノール溶媒ゾルからプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶媒ゾルに溶媒置換する例で示せば、メタノール溶媒ゾルではシリカ粒子表面にはシラノール基とメトキシ基が存在し、溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに置換する事によってエステル交換により、1-メトキシ-2-プロポキシ基は存在するが、シラノール基の酸性により一部はメトキシ基がメタノールに戻り、カルボン酸エステル溶媒にメタノールとプロピレングリコールモノメチルエーテルが混在する事になる。このシラノールの酸性を制御するためにも上記アミンは必要である。
本発明はカルボン酸エステルに分散したシリカゾルであり、例えば接着剤、離型剤、半導体封止材、LED封止材、塗料、フィルム内添材、ハードコート剤、フォトレジスト材、印刷インキ、洗浄剤、クリーナー、各種樹脂用添加剤、絶縁用組成物、防錆剤、潤滑油、金属加工油、フィルム用塗布剤、剥離剤等に使用する事ができる。
(粒子結合アルコールの分析方法)
サンプル4mlにn-ヘキサン20mlを添加し、遠心分離(2770G)後に上澄みを捨て、沈降物を分離した。さらに沈降物をアセトン2~4mlを加え再溶解した後、再びn-ヘキサンを凝集するまで添加し遠心分離(2770G)で沈降物を分離する操作を2回行い。得られた沈降物を150℃で真空乾燥して乾燥粉末を得た。
サンプル4mlにn-ヘキサン20mlを添加し、遠心分離(2770G)後に上澄みを捨て、沈降物を分離した。さらに沈降物をアセトン2~4mlを加え再溶解した後、再びn-ヘキサンを凝集するまで添加し遠心分離(2770G)で沈降物を分離する操作を2回行い。得られた沈降物を150℃で真空乾燥して乾燥粉末を得た。
上記で得られた粉末0.2gを0.05N水酸化ナトリウム水溶液10mLと混合して1日室温で置いたのち、未溶解物がある場合は濾過又は遠心分離で除去し、溶液部分をガスクロマトグラフィー測定することで、表面に結合したアルコール量を測定した。
(実施例1)
メタノール分散シリカゾル(BET法による平均一次粒子径45nm、シリカ濃度40.5質量%、水分1.5%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記メタノールゾルの900gを2Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン9.0gを添加した後、液温を60℃で2時間保持した。
その後、ロータリーエバポレーターにて圧力500Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEA(酢酸プロピレングリコールメチルエーテル)360gを供給し、ゾルの分散媒を一部PGMEAに置換した。マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン9.0gを添加した後、液温を60℃で2時間保持した。
その後ロータリーエバポレーターにて圧力400~100Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEAを供給し、ゾルの分散媒をPGMEAに置換した。置換後のゾルをマグネチックスターラーで攪拌しながらトリ-n-オクチルアミンを1.42g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して1.1ミリモル)添加し、PGMEA分散シリカゾル(SiO2が30.1質量%、粘度(20℃)4.9mPa・s、水分0.2質量%、メタノール0.2質量%、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径87nm、シリカ粒子へのトリメチルシリル基結合量1.1個/nm2、のシリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.4個/nm2、1-メトキシ-2-プロポキシ基の結合量0.06個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.15であった。ただし、-OR1は1-メトキシ-2-プロポキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ4.8であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、室温又は50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
メタノール分散シリカゾル(BET法による平均一次粒子径45nm、シリカ濃度40.5質量%、水分1.5%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記メタノールゾルの900gを2Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン9.0gを添加した後、液温を60℃で2時間保持した。
その後、ロータリーエバポレーターにて圧力500Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEA(酢酸プロピレングリコールメチルエーテル)360gを供給し、ゾルの分散媒を一部PGMEAに置換した。マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン9.0gを添加した後、液温を60℃で2時間保持した。
その後ロータリーエバポレーターにて圧力400~100Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEAを供給し、ゾルの分散媒をPGMEAに置換した。置換後のゾルをマグネチックスターラーで攪拌しながらトリ-n-オクチルアミンを1.42g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して1.1ミリモル)添加し、PGMEA分散シリカゾル(SiO2が30.1質量%、粘度(20℃)4.9mPa・s、水分0.2質量%、メタノール0.2質量%、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径87nm、シリカ粒子へのトリメチルシリル基結合量1.1個/nm2、のシリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.4個/nm2、1-メトキシ-2-プロポキシ基の結合量0.06個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.15であった。ただし、-OR1は1-メトキシ-2-プロポキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ4.8であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、室温又は50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
(実施例2)
鎖状粒子形状のメタノール分散シリカゾル(BET法による平均一次粒子径11nm、シリカ濃度20.5質量%、水分1.5%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記メタノールゾルの1000gを2Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン10.0gを添加した後、液温を60℃で2時間保持した。
その後、ロータリーエバポレーターにて圧力400Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEA(酢酸プロピレングリコールメチルエーテル)450gを供給し、ゾルの分散媒を一部PGMEAに置換した。その後マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン10.0gを添加した後、液温を60℃で2時間保持し、冷却後トリn-ペンチルアミン0.62g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して1.3ミリモル)を攪拌しながら添加した。
その後ロータリーエバポレーターにて圧力400~80Torr、浴温度80~90℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEAを供給し、ゾルの分散媒をPGMEAに置換し、PGMEA分散シリカゾル(SiO2が18.2質量%、粘度(20℃)8.4mPa・s、水分0.1質量%、メタノール0.1質量%、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径39nm、シリカ粒子へのトリメチルシリル基結合量1.4個/nm2、のシリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.35個/nm2、1-メトキシ-2-プロポキシ基の結合量0.08個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.23であった。ただし、-OR1は1-メトキシ-2-プロポキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
また、アミンの含有量がシリカ粒子のSiO2の100gに対して1.49ミリモルであった。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ5.6であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、室温又は50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
鎖状粒子形状のメタノール分散シリカゾル(BET法による平均一次粒子径11nm、シリカ濃度20.5質量%、水分1.5%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記メタノールゾルの1000gを2Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン10.0gを添加した後、液温を60℃で2時間保持した。
その後、ロータリーエバポレーターにて圧力400Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEA(酢酸プロピレングリコールメチルエーテル)450gを供給し、ゾルの分散媒を一部PGMEAに置換した。その後マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン10.0gを添加した後、液温を60℃で2時間保持し、冷却後トリn-ペンチルアミン0.62g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して1.3ミリモル)を攪拌しながら添加した。
その後ロータリーエバポレーターにて圧力400~80Torr、浴温度80~90℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEAを供給し、ゾルの分散媒をPGMEAに置換し、PGMEA分散シリカゾル(SiO2が18.2質量%、粘度(20℃)8.4mPa・s、水分0.1質量%、メタノール0.1質量%、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径39nm、シリカ粒子へのトリメチルシリル基結合量1.4個/nm2、のシリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.35個/nm2、1-メトキシ-2-プロポキシ基の結合量0.08個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.23であった。ただし、-OR1は1-メトキシ-2-プロポキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
また、アミンの含有量がシリカ粒子のSiO2の100gに対して1.49ミリモルであった。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ5.6であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、室温又は50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
(実施例3)
水分散シリカゾル(BET法による平均一次粒子径11nm、pH3、シリカ濃度33質量%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記シリカゾルの1000gを撹拌機、コンデンサー、温度計及び注入口2個を備えた内容積2Lのガラス製反応器に仕込み、反応器内のゾルを沸騰させたままの状態で、別のボイラーで発生させたメタノールの蒸気を反応器内のシリカゾル中に連続的に吹き込んで、液面徐々に上昇させながらメタノールによる水の置換を行った。留出液の体積が9Lになったところで置換を終了して、メタノール分散シリカゾルを1100g得た。得られたメタノール分散シリカゾルは、SiO2濃度30.5質量%、水分1.6質量%、粘度2mPa・sであった。
上記メタノールゾルの1000gを2Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、n-ブチルアルコール150g、メチルトリメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-13)77.5gを添加した後、液温を60℃で5時間保持した。その後、ロータリーエバポレーターにて圧力500~80Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながら酢酸n-ブチルを供給し、ゾルの分散媒を酢酸n-ブチルに置換した後、トリn-ペンチルアミンを0.06g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して0.9ミリモル)添加して、透明性コロイド色の酢酸n-ブチル分散シリカゾル(SiO2が40.5質量%、粘度(20℃)3.2mPa・s、水分0.02質量%、メタノール0.02質量%、n-ブチルアルコール4質量%、酢酸n-ブチルで希釈して測定した動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径19nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.44個/nm2、ブトキシキ基の結合量0.71個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が1.61であった。ただし、-OR1はブトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:2:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ5.3であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
水分散シリカゾル(BET法による平均一次粒子径11nm、pH3、シリカ濃度33質量%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記シリカゾルの1000gを撹拌機、コンデンサー、温度計及び注入口2個を備えた内容積2Lのガラス製反応器に仕込み、反応器内のゾルを沸騰させたままの状態で、別のボイラーで発生させたメタノールの蒸気を反応器内のシリカゾル中に連続的に吹き込んで、液面徐々に上昇させながらメタノールによる水の置換を行った。留出液の体積が9Lになったところで置換を終了して、メタノール分散シリカゾルを1100g得た。得られたメタノール分散シリカゾルは、SiO2濃度30.5質量%、水分1.6質量%、粘度2mPa・sであった。
上記メタノールゾルの1000gを2Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、n-ブチルアルコール150g、メチルトリメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-13)77.5gを添加した後、液温を60℃で5時間保持した。その後、ロータリーエバポレーターにて圧力500~80Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながら酢酸n-ブチルを供給し、ゾルの分散媒を酢酸n-ブチルに置換した後、トリn-ペンチルアミンを0.06g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して0.9ミリモル)添加して、透明性コロイド色の酢酸n-ブチル分散シリカゾル(SiO2が40.5質量%、粘度(20℃)3.2mPa・s、水分0.02質量%、メタノール0.02質量%、n-ブチルアルコール4質量%、酢酸n-ブチルで希釈して測定した動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径19nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.44個/nm2、ブトキシキ基の結合量0.71個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が1.61であった。ただし、-OR1はブトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:2:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ5.3であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
(実施例4)
実施例3と同様にして作成したメタノール分散シリカゾル750gを1Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、n-ブチルアルコール63.2g、メチルトリメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-13)58.2gを添加し、液温60℃で5時間加熱した後、ジメチルジメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-22)17.0gを加えて更に63℃で3時間加熱した後、n-トリペンチルアミンを0.46g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して0.9ミリモル)添加した。
その後、ロータリーエバポレーターにて減圧度500~80Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながら酢酸n-ブチルを供給し、ゾルの分散媒を酢酸n-ブチルに置換して、透明性コロイド色の酢酸n-ブチル分散シリカゾル(SiO2が44.0質量%、粘度(20℃)3.6mPa・s、水分0.02質量%、メタノール0.2質量%、n-ブチルアルコール4質量%、酢酸n-ブチルで希釈して測定した動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径16nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.43個/nm2、ブトキシ基の結合量0.27個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.63であった。ただし、-OR1はブトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
また、アミンの含有量がシリカ粒子のSiO2の100gに対して0.61ミリモルであった。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ5.2であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
実施例3と同様にして作成したメタノール分散シリカゾル750gを1Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、n-ブチルアルコール63.2g、メチルトリメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-13)58.2gを添加し、液温60℃で5時間加熱した後、ジメチルジメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-22)17.0gを加えて更に63℃で3時間加熱した後、n-トリペンチルアミンを0.46g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して0.9ミリモル)添加した。
その後、ロータリーエバポレーターにて減圧度500~80Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながら酢酸n-ブチルを供給し、ゾルの分散媒を酢酸n-ブチルに置換して、透明性コロイド色の酢酸n-ブチル分散シリカゾル(SiO2が44.0質量%、粘度(20℃)3.6mPa・s、水分0.02質量%、メタノール0.2質量%、n-ブチルアルコール4質量%、酢酸n-ブチルで希釈して測定した動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径16nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.43個/nm2、ブトキシ基の結合量0.27個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.63であった。ただし、-OR1はブトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
また、アミンの含有量がシリカ粒子のSiO2の100gに対して0.61ミリモルであった。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ5.2であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
(実施例5)
実施例3と同様にして作成したメタノール分散シリカゾル800gを1Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、メチルトリメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-13)31.5gを添加し、液温50℃で3時間加熱した後、ロータリーエバポレータにて圧力500Torrで蒸留しながら酢酸n-ブチル240gを供給し、ゾルの分散媒の一部を酢酸ブチルで置換した。次いでゾルにマグネチックスターラーで攪拌しながらジメチルジメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-22)18.2gを加えて更に63℃で3時間加熱した後、ヘキサメチルジシロキサン8.0gを添加し、60℃で2時間加熱した。冷却後上記反応液に攪拌しながらn-トリペンチルアミンを0.49g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して0.9ミリモル)添加した。
その後、ロータリーエバポレーターにて減圧度450~80Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながら酢酸n-ブチルを供給し、ゾルの分散媒を酢酸n-ブチルに置換して、透明性コロイド色の酢酸n-ブチル分散シリカゾル(SiO2が43.5質量%、粘度(20℃)4.9mPa・s、水分0.02質量%、メタノール0.4質量%、n-ブチルアルコール1.5質量%、酢酸n-ブチルで希釈して測定した動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径19nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.27個/nm2、ブトキシ基の結合量0.05個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.19であった。ただし、-OR1はブトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ4.7であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
実施例3と同様にして作成したメタノール分散シリカゾル800gを1Lナスフラスコに仕込み、マグネチックスターラーでゾルを攪拌しながら、メチルトリメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-13)31.5gを添加し、液温50℃で3時間加熱した後、ロータリーエバポレータにて圧力500Torrで蒸留しながら酢酸n-ブチル240gを供給し、ゾルの分散媒の一部を酢酸ブチルで置換した。次いでゾルにマグネチックスターラーで攪拌しながらジメチルジメトキシシラン(信越化学製、商品名KBM-22)18.2gを加えて更に63℃で3時間加熱した後、ヘキサメチルジシロキサン8.0gを添加し、60℃で2時間加熱した。冷却後上記反応液に攪拌しながらn-トリペンチルアミンを0.49g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して0.9ミリモル)添加した。
その後、ロータリーエバポレーターにて減圧度450~80Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながら酢酸n-ブチルを供給し、ゾルの分散媒を酢酸n-ブチルに置換して、透明性コロイド色の酢酸n-ブチル分散シリカゾル(SiO2が43.5質量%、粘度(20℃)4.9mPa・s、水分0.02質量%、メタノール0.4質量%、n-ブチルアルコール1.5質量%、酢酸n-ブチルで希釈して測定した動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径19nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.27個/nm2、ブトキシ基の結合量0.05個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.19であった。ただし、-OR1はブトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ4.7であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
(実施例6)
メタノール分散シリカゾル(平均一次粒子径80nm、シリカ濃度30質量%、水分1.5%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記メタノールゾルの1000gを2Lナスフラスコに仕込み、ロータリーエバポレーターにて圧力300Torr、浴温度60℃でSiO2が35質量%になるまで濃縮した後、酢酸エチルを添加してSiO2を30質量%に調整し、メタノール・酢酸エチル混合溶媒ゾルを得た。
次いで、マグネチックスターラーで混合溶媒ゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン20.0gを添加した後、液温を60℃で4時間保持した。冷却後上記反応液に攪拌しながらn-トリペンチルアミンを0.3g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して0.43ミリモル)添加した。
その後、ロータリーエバポレーターにて圧力500Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながら酢酸エチルを供給し、ゾルの分散媒を酢酸エチルに置換し、酢酸エチル分散シリカゾル(SiO2が30.6質量%、粘度(20℃)1.5mPa・s、水分0.06質量%、メタノール0.05質量%、エタノール0.02質量%、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径121nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.34個/nm2、エトキシ基の結合量0.01個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.029であった。ただし、-OR1はエトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ4.5であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、室温又は50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
メタノール分散シリカゾル(平均一次粒子径80nm、シリカ濃度30質量%、水分1.5%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記メタノールゾルの1000gを2Lナスフラスコに仕込み、ロータリーエバポレーターにて圧力300Torr、浴温度60℃でSiO2が35質量%になるまで濃縮した後、酢酸エチルを添加してSiO2を30質量%に調整し、メタノール・酢酸エチル混合溶媒ゾルを得た。
次いで、マグネチックスターラーで混合溶媒ゾルを攪拌しながら、ヘキサメチルジシロキサン20.0gを添加した後、液温を60℃で4時間保持した。冷却後上記反応液に攪拌しながらn-トリペンチルアミンを0.3g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して0.43ミリモル)添加した。
その後、ロータリーエバポレーターにて圧力500Torr、浴温度80℃で溶媒を蒸発留去させながら酢酸エチルを供給し、ゾルの分散媒を酢酸エチルに置換し、酢酸エチル分散シリカゾル(SiO2が30.6質量%、粘度(20℃)1.5mPa・s、水分0.06質量%、メタノール0.05質量%、エタノール0.02質量%、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径121nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.34個/nm2、エトキシ基の結合量0.01個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.029であった。ただし、-OR1はエトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ4.5であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、室温又は50℃で4週間保持した後も粘度の上昇がなかった。
(実施例7)
水分散シリカゾル(BET法による平均一次粒子径12nm、pH3、シリカ濃度33.5質量%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記シリカゾルの300gを500mlのナスフラスコに仕込み、エタノールをチャージしながら圧力140Torr、浴温80℃で蒸留をおこない、SiO2 30.4質量%、水分12.4質量%のゾルを得た。
マグネチックスターラーで上記ゾルを攪拌しながら、フェニルトリエトキシシラン(信越化学製、商品名KBE-103)14.5gを添加した後、液温を67℃で2時間保持した。その後加熱を中断してジイソプロピルアミンを0.32g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して3.2ミリモル)添加し、さらに液温67℃で1時間加熱した。その後ロータリーエバポレーターにて圧力140~65Torr、浴温度85~95℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEAを供給し、ゾルの分散媒をPGMEAに置換することにより、透明性コロイド色のPGMEA分散シリカゾル(SiO2が30.5質量%、粘度(20℃)3.8mPa・s、水分0.06質量%、1-メトキシ-2-プロパノール0.1質量%、PGMEAで希釈して測定した動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径23nm、シリカ粒子へのエトキシ基の結合量0.01個/nm2、1-メトキシ-2-プロポキシ基の結合量0.34個/nm2を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が34であった。ただし、-OR1は1-メトキシ-2-プロポキシ基を示し、-OR0はエトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ6.1であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後も粘度や動的光散乱法粒子径の上昇がなかった。
水分散シリカゾル(BET法による平均一次粒子径12nm、pH3、シリカ濃度33.5質量%、日産化学株式会社製)を準備した。
上記シリカゾルの300gを500mlのナスフラスコに仕込み、エタノールをチャージしながら圧力140Torr、浴温80℃で蒸留をおこない、SiO2 30.4質量%、水分12.4質量%のゾルを得た。
マグネチックスターラーで上記ゾルを攪拌しながら、フェニルトリエトキシシラン(信越化学製、商品名KBE-103)14.5gを添加した後、液温を67℃で2時間保持した。その後加熱を中断してジイソプロピルアミンを0.32g(シリカ粒子のSiO2の100gに対して3.2ミリモル)添加し、さらに液温67℃で1時間加熱した。その後ロータリーエバポレーターにて圧力140~65Torr、浴温度85~95℃で溶媒を蒸発留去させながらPGMEAを供給し、ゾルの分散媒をPGMEAに置換することにより、透明性コロイド色のPGMEA分散シリカゾル(SiO2が30.5質量%、粘度(20℃)3.8mPa・s、水分0.06質量%、1-メトキシ-2-プロパノール0.1質量%、PGMEAで希釈して測定した動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径23nm、シリカ粒子へのエトキシ基の結合量0.01個/nm2、1-メトキシ-2-プロポキシ基の結合量0.34個/nm2を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が34であった。ただし、-OR1は1-メトキシ-2-プロポキシ基を示し、-OR0はエトキシ基を示す。
このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ6.1であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後も粘度や動的光散乱法粒子径の上昇がなかった。
(比較例1)
トリ-n-オクチルアミンの添加を行わなかった以外は実施例1と同様の操作で、PGMEA分散シリカゾル(SiO2が30.5質量%、粘度(20℃)6.1mPa・s、水分0.2質量%、メタノール0.2質量%、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径110nm、シリカ粒子へのトリメチルシリル基の結合量1.1個/nm2、のシリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.4個/nm2、1-メトキシ-2-プロポキシ基の結合量0.06個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.15であった。ただし、-OR1は1-メトキシ-2-プロポキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ3.6であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、室温で4週間保持した後、粘度は11.5mPa・s、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径は115nmとなった。
トリ-n-オクチルアミンの添加を行わなかった以外は実施例1と同様の操作で、PGMEA分散シリカゾル(SiO2が30.5質量%、粘度(20℃)6.1mPa・s、水分0.2質量%、メタノール0.2質量%、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径110nm、シリカ粒子へのトリメチルシリル基の結合量1.1個/nm2、のシリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.4個/nm2、1-メトキシ-2-プロポキシ基の結合量0.06個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.15であった。ただし、-OR1は1-メトキシ-2-プロポキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ3.6であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、室温で4週間保持した後、粘度は11.5mPa・s、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径は115nmとなった。
(比較例2)
酢酸n-ブチル置換後にアミンの添加を行わなかった以外は実施例2と同様にして、透明性コロイド色の酢酸n-ブチル分散シリカゾル(SiO2が40.5質量%、粘度(20℃)3.2mPa・s、水分0.02質量%、メタノール0.02質量%、n-ブチルアルコール4質量%、酢酸n-ブチルで希釈して測定した動的光散乱法粒子径20nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.42個/nm2、ブトキシ基の結合量0.70個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が1.67であった。ただし、-OR1はブトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:2:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ3.5であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後、粘度が6.0mPa・s、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径が37nmまで上昇した。
酢酸n-ブチル置換後にアミンの添加を行わなかった以外は実施例2と同様にして、透明性コロイド色の酢酸n-ブチル分散シリカゾル(SiO2が40.5質量%、粘度(20℃)3.2mPa・s、水分0.02質量%、メタノール0.02質量%、n-ブチルアルコール4質量%、酢酸n-ブチルで希釈して測定した動的光散乱法粒子径20nm、シリカ粒子へのメトキシ基の結合量0.42個/nm2、ブトキシ基の結合量0.70個/nm2)を得た。(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が1.67であった。ただし、-OR1はブトキシ基を示し、-OR0はメトキシ基を示す。このシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:2:1で混合した液体のpHをpHメーターで測定したところ3.5であった。
このゾルは密閉ガラス容器に入れ、50℃で4週間保持した後、粘度が6.0mPa・s、動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径が37nmまで上昇した。
カルボン酸エステルを分散媒とするシリカゾルとその製造方法を提供する。オルガノシリカゾルはシリカ粒子表面のシラン処理を行う事ができ、そしてアミンの添加により安定性が向上したシリカゾルを供給する。
Claims (10)
- シラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR1(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示す。)で表されるアルコキシ基が存在する該シリカ粒子を分散質として含有し、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルを含む溶媒を分散媒として含有し、及びアミンを含有するシリカゾル。
- 上記分散質が、シラン被覆されたシリカ粒子の表面又は近傍にSi-OR0及びSi-OR1(ただし、R0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示し、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)で表される少なくとも2種類のアルコキシ基が存在し、(Si-OR1)/(Si-OR0)のモル比が0.002~50の割合で有する該シリカ粒子である請求項1に記載のシリカゾル。
- 上記シリカ粒子は動的光散乱法による平均粒子径が5~200nmである請求項1又は請求項2に記載のシリカゾル。
- R1がエチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、1-メトキシ-2-プロピル基、1-エトキシ-2-プロピル基、又はフェニル基である請求項1又は請求項2に記載のシリカゾル。
- R2がメチル基、エチル基、又はプロピル基である請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のシリカゾル。
- 上記シリカ粒子のシラン被覆が、式(1)乃至式(3):
式(2)及び式(3)中、R5及びR7はそれぞれ炭素原子数1~3のアルキル基、又は炭素原子数6~30のアリール基で且つSi-C結合によりケイ素原子と結合しているものであり、R6及びR8はそれぞれアルコキシ基、アシルオキシ基、又はハロゲン基を示し、Yはアルキレン基、NH基、又は酸素原子を示し、bは1~3の整数であり、cは0又は1の整数であり、dは1~3の整数である。)
からなる群より選ばれる少なくとも1種のシラン化合物の加水分解物である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のシリカゾル。 - 上記アミンは総炭素原子数が5~35の第2級アミン又は第3級アミンである請求項1又は請求項2に記載のシリカゾル。
- 上記アミンを含有するシリカゾルとメタノールと純水を質量比で1:1:1乃至1:2:1で混合した液体のpHが4.0~9.5である請求項7に記載のシリカゾル。
- 下記(A)工程~(B)工程を含み、該(A)工程終了後から(B)工程の中で、下記(A-1)工程、及び該(A-1)工程終了後に下記(A-2)工程を含む請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載のシリカゾルの製造方法。
(A)工程:動的光散乱法による平均粒子径5~200nmであるシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程、
(B)工程:(A)工程で得られたシリカゾルのR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示す。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程、
(A-1)工程:(A)工程で得られたシリカゾルに含まれるシリカ粒子を上記式(1)乃至式(3)で示される少なくとも1種のシラン化合物で被覆する工程、
(A-2)工程:(A-1)工程で得られたシリカゾルに総炭素原子数5~35の第2級アミン又は第3級アミンを添加する工程。 - 上記(A)工程が、動的光散乱法による平均粒子径5~200nmのシリカ粒子を分散質とし、アルコールR0OH(ただしR0は酸素原子を有していても良い炭素原子数1~10の有機基を示す。)を分散媒とするシリカゾルを得る工程であり、
上記(B)工程が(A)工程で得られたシリカゾルのアルコールR0OHの一部乃至全部の除去と、R2-COO-R1構造(ただし、R1は酸素原子を有していても良い炭素原子数2~10の有機基を示し、R2は炭素原子数1~10のアルキル基を示し、R0とR1は同じ化学基ではない。)を有するカルボン酸エステルの添加を行う工程、である請求項9に記載のシリカゾルの製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020247007326A KR20240039042A (ko) | 2021-08-06 | 2022-07-27 | 에스테르 분산 실리카졸 및 그의 제조방법 |
JP2023540290A JPWO2023013503A1 (ja) | 2021-08-06 | 2022-07-27 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021-129555 | 2021-08-06 | ||
JP2021129555 | 2021-08-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2023013503A1 true WO2023013503A1 (ja) | 2023-02-09 |
Family
ID=85154540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/028997 WO2023013503A1 (ja) | 2021-08-06 | 2022-07-27 | エステル分散シリカゾル及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2023013503A1 (ja) |
KR (1) | KR20240039042A (ja) |
TW (1) | TW202323190A (ja) |
WO (1) | WO2023013503A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1143319A (ja) * | 1997-05-26 | 1999-02-16 | Nissan Chem Ind Ltd | 疎水性オルガノシリカゾルの製造方法 |
WO2014199903A1 (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 日産化学工業株式会社 | シリカゾル及びシリカゾルの製造方法 |
WO2020230823A1 (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 日産化学株式会社 | ケトン系溶媒分散シリカゾル及び樹脂組成物 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0764540B2 (ja) | 1990-08-02 | 1995-07-12 | 出光興産株式会社 | 疎水化シリカゾルの製造方法 |
JP4816861B2 (ja) | 2003-12-19 | 2011-11-16 | 日産化学工業株式会社 | 有機溶媒分散無機酸化物ゾルの製造方法 |
-
2022
- 2022-07-27 TW TW111128199A patent/TW202323190A/zh unknown
- 2022-07-27 JP JP2023540290A patent/JPWO2023013503A1/ja active Pending
- 2022-07-27 KR KR1020247007326A patent/KR20240039042A/ko unknown
- 2022-07-27 WO PCT/JP2022/028997 patent/WO2023013503A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1143319A (ja) * | 1997-05-26 | 1999-02-16 | Nissan Chem Ind Ltd | 疎水性オルガノシリカゾルの製造方法 |
WO2014199903A1 (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 日産化学工業株式会社 | シリカゾル及びシリカゾルの製造方法 |
WO2020230823A1 (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 日産化学株式会社 | ケトン系溶媒分散シリカゾル及び樹脂組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202323190A (zh) | 2023-06-16 |
JPWO2023013503A1 (ja) | 2023-02-09 |
KR20240039042A (ko) | 2024-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112888657B (zh) | 酮系溶剂分散硅溶胶及树脂组合物 | |
JP7464913B2 (ja) | 無機酸化物粒子、無機酸化物粒子分散液及びその製造方法、並びに表面修飾剤の製造方法 | |
JP7376046B2 (ja) | 層状化合物の剥離層分散液及びそれを用いた透明基板 | |
WO2023013503A1 (ja) | エステル分散シリカゾル及びその製造方法 | |
WO2023013504A1 (ja) | 疎水性有機溶媒分散シリカゾル及びその製造方法 | |
JP7360098B1 (ja) | 粒度分布を有するシリカゾル及びその製造方法 | |
CN118076561A (en) | Ester-dispersed silica sol and method for producing same | |
CN118119567A (zh) | 疏水性有机溶剂分散二氧化硅溶胶及其制造方法 | |
US11549019B2 (en) | Inorganic oxide sol dispersed in hydrocarbon and production method therefor | |
JP7185831B2 (ja) | 網状外郭と内部空間を有するシリカ粒子及びその製造方法 | |
KR20240042168A (ko) | 표면처리 실리카함유 무기산화물 입자 분산액 및 그의 제조방법 | |
CN113518762B (zh) | 层状化合物的剥离层分散液及使用了该分散液的透明基板 | |
JP7365010B2 (ja) | 揮発性アルデヒドの発生を低減した金属酸化物粒子含有組成物 | |
JP7406184B2 (ja) | 球状フォルステライト粒子、その製造方法、及び球状フォルステライト粒子を含む樹脂組成物 | |
WO2024063026A1 (ja) | リン酸を含む変性金属酸化物ゾル及びその製造方法 | |
WO2024096130A1 (ja) | アルミニウム原子含有中空シリカ粒子及びその製造方法 | |
WO2024038900A1 (ja) | シリコーン化合物を含むシリカゾル及び樹脂組成物 | |
CN113355020A (zh) | 包含侧链具有烷氧基甲硅烷基和巯基的聚合物型硅烷偶联剂的涂布组合物 | |
CN118055985A (zh) | 减少了挥发性醛的产生的含有金属氧化物粒子的组合物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22852926 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2023540290 Country of ref document: JP |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 20247007326 Country of ref document: KR Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |