笼形硅酸盐及其制造方法技术

本发明专利技术的课题在于，通过以不生成醇的碱金属硅酸盐溶液作为

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】笼形硅酸盐及其制造方法


[0001]本专利技术涉及笼形硅酸盐及其制造方法
。
更具体地，涉及与以往技术相比能够更安全地和
/
或更简便地制造笼形硅酸盐的新型的制造方法和采用该笼形硅酸盐的制造方法得到的新型的笼形硅酸盐
。

技术介绍

[0002]作为笼形低聚倍半硅氧烷的原料，已知笼形硅酸盐
。
在此，笼形低聚倍半硅氧烷由于具有由纳米级的硅氧烷骨架构成的规则的结构，因此受到关注
。
另外，由于其特征的结构，期待着由网状聚合物
、
树枝状聚合物等多分支作为高分子材料
、
构件
(building block)
利用
。
进而，由于能够将各种有机基团引入与
Si
键合的取代基，因此能够期待与有机成分的高度的亲和性，也期待作为用于提高高分子材料的机械功能
、
热功能
、
光学功能的填料
。
因此，笼形硅酸盐的制造方法也受到关注
。
公开了各种笼形硅酸盐和利用其的笼形低聚倍半硅氧烷的制造方法
。
[0003]例如，在非专利文献1中公开了下述方法：在四甲基氢氧化铵的甲醇溶液中使四乙氧基硅烷的甲醇溶液反应，得到具有包含笼形在内的各种结构的硅酸盐
。
[0004]例如，在非专利文献2中公开了3官能或4官能的硅烷的水解缩聚的方法；和通过使由3官能或4官能的硅烷水解缩聚生成的不完全的结构的聚倍半硅氧烷与三氯硅烷反应从而合成笼形倍半硅氧烷的方法
。
进而，公开了通过使四乙氧基硅烷在四甲基氢氧化铵的存在下水解，从而得到与四甲基氢氧化铵的笼形硅酸盐
。
[0005]例如，在专利文献1中公开了如下方法：在沉淀硅酸中加入水性四甲基氢氧化铵溶液，在
25℃
下混合
16
小时以及在
50℃
下混合8小时使其晶化而得到的四甲基硅酸铵在异丙醇中与1，3‑
二乙烯基
‑1，1，3，3‑
四甲基二硅氧烷和浓盐酸反应，得到八
(
乙烯基二甲基甲硅烷氧基
)
八倍半硅氧烷
。
[0006]例如，在专利文献2中公开了：将包含四乙氧基硅烷和甲醇的混合物混合，滴入
(2
‑
羟基乙基
)
三甲基氢氧化铵，在
25
～
30℃
下反应
28
小时，进而在
54℃
下反应
12
小时，作为笼形硅酸盐，得到八聚
(
四甲基铵
)
硅酸盐
。
另外，公开了得到使用有其的有机
/
无机微孔硅材料
。
[0007]现有技术文献
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1：
ISAO HASEGAWA
，
SUMIO SAKKA
等，“THE EFFECT OF TETRAMETHYLAMMONIUM IONS ON THE DISTRIBUTION OF SILICATE SPECIES”Journal of Molecular Liquids
，
1987
，第
34
卷，第
307
‑
315
页
[0010]非专利文献2：阿部芳首
、
郡司天博，“烷氧基硅氧烷的合成及其在材料中的应用”J.Jpn.Soc.Colour Mater.
，
2007
，第
80(11)
卷，第
458
‑
461
页
[0011]专利文献
[0012]专利文献1：日本特开平2‑
178291
号公报
[0013]专利文献2：中国公开专利公报
101974225
号公报

技术实现思路

[0014]专利技术要解决的课题
[0015]但是，在这些制造方法中使用的四乙氧基硅烷等硅醇盐通过水解，生成大量的醇，因此具有需要专用设备和排水处理等工业上的课题
。
另外，在将不生成醇的沉淀硅酸作为
Si
原料的情况下，由于沉淀硅酸中含有大量碱金属离子
、
无机酸离子，因此具有得到的笼形硅酸的清洗需要时间等处理上的课题
。
进而，作为结构导向剂使用的四甲基氢氧化铵在毒物及剧毒物管理法中属于毒物，因此需要考虑操作环境等
。
[0016]本专利技术鉴于上述实际情况而完成，目的在于通过以不生成醇的碱金属硅酸盐水溶液作为
Si
原料，使用不具有毒性的季铵，从而提供在工业上能够安全且简便地制造的笼形硅酸盐及其制造方法
。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]本专利技术人等为了解决上述课题，反复深入研究，结果发现：通过将特定的活性硅酸和季铵混合，从该混合溶液中使笼形硅酸盐结晶，从而更安全地和
/
或更简便地得到笼形硅酸盐，完成了本专利技术
。
[0019]即，虽不限定于以下内容，但本专利技术及各方案为以下的
[1]至
[13]。
[0020][1][0021]笼形硅酸盐，其包含由下述式
(1)
所表示的阴离子成分1和作为无机酸离子的阴离子成分
2、
以及由下述式
(2)
所表示的阳离子成分1和作为碱金属离子的阳离子成分2，其中，
[0022]水的摩尔数与
SiO2换算的摩尔数之比
(H2O/SiO2)
为
0.7
～
30
，
[0023]碱金属离子的摩尔数与
SiO2换算的摩尔数之比
(
碱金属离子
/SiO2)
为
1.0
×
10
‑7～
1.0
×
10
‑2，以及
[0024]无机酸离子的摩尔数与
SiO2换算的摩尔数之比
(
无机酸离子
/SiO2)
为
1.0
×
10
‑7～
1.0
×
10
‑3，
[0025][
化
1][0026][0027][
化
2][0028][0029]式
(2)
中，
R
表示碳原子数2～
20
的烷基
。
[0030][2][0031]根据
[1]所述的笼形硅酸盐，其中，所述由式
(1)
所表示的阴离子成分为来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
笼形硅酸盐，其包含由下述式
(1)
所表示的阴离子成分1和作为无机酸离子的阴离子成分
2、
以及由下述式
(2)
所表示的阳离子成分1和作为碱金属离子的阳离子成分2，其中，水的摩尔数与
SiO2换算的摩尔数之比
(H2O/SiO2)
为
0.7
～
30
，碱金属离子的摩尔数与
SiO2换算的摩尔数之比
(
碱金属离子
/SiO2)
为
1.0
×
10
‑7～
1.0
×
10
‑2，以及无机酸离子的摩尔数与
SiO2换算的摩尔数之比
(
无机酸离子
/SiO2)
为
1.0
×
10
‑7～
1.0
×
10
‑3，
[
化
1][
化
2]
式
(2)
中，
R
表示碳原子数2～
20
的烷基
。2.
根据权利要求1所述的笼形硅酸盐，其中，所述由式
(1)
所表示的阴离子成分为来源于无水碱金属硅酸盐的水溶液的阴离子成分
。3.
根据权利要求1所述的笼形硅酸盐的制造方法，其包括下述工序
(a)
～
(c)
：工序
(a)
：将使无水碱金属硅酸盐溶解得到的碱金属硅酸盐水溶液的阳离子除去以得到活性硅酸的工序；工序
(b)
：将所述工序
(a)
中得到的活性硅酸与季铵在水性介质中混合的工序；和工序
(c)
：从所述工序
(b)
中得到的混合溶液中使笼形硅酸盐结晶的工序
。4.
根据权利要求3所述的笼形硅酸盐的制造方法，其中，所述季铵由下述式
(3)
所表示：
[
化
3]
式
(3)
中，
R
表示碳原子数2～
20
的烷基，
X
表示氢氧根离子
、
碳酸离子或卤素离子
。5.
根据权利要求3或权利要求4所述的笼形硅酸盐的制造方法，其中，所述工序
(b)
为以季铵的摩尔数与活性硅酸的
SiO2换算的摩尔数之比
(
季铵
/SiO2)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳昊，福冈拓也，境田广明，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：