[发明专利]中空二氧化硅颗粒的制造方法

说明书

课题在于，提供一种具有致密的二氧化硅壳层的中空二氧化硅颗粒。一种中空二氧化硅颗粒的制造方法，其中，将包含水相、油相、及表面活性剂的水包油型乳液的pH设为3.0以下，在该水包油型乳液中添加第1二氧化硅原料，在碱金属离子存在下，在添加有第1二氧化硅原料的乳液中以乳液的pH为8以上的方式添加第2二氧化硅原料，得到中空二氧化硅前体分散液，由中空二氧化硅前体分散液得到中空二氧化硅前体，然后由中空二氧化硅前体得到中空二氧化硅颗粒。

技术领域

本发明涉及中空二氧化硅颗粒的制造方法。

背景技术

中空二氧化硅颗粒为在由二氧化硅形成的壳层的内部具有空隙的颗粒。中空二氧化硅颗粒由于其粒径、壳层的孔结构、表面物性的多样性，被广泛用于催化剂、催化剂载体、化妆品用颜料、树脂填充剂、吸附剂、干燥剂、绝热材料、涂料、药物释放、滤光器等。另外，出于基于中空形状的低折射率性，作为防反射涂膜材料也是有用的。

中空二氧化硅颗粒的制造方法的一个例子中有如下方法：制作在水相中分散有油相的水包油型乳液后，使油滴上附着二氧化硅原料，制作油核-二氧化硅壳颗粒，从该颗粒中去除油滴成分，由此得到中空状的二氧化硅颗粒。由于由乳液制作，因此可以形成粒径为数十nm～10μm左右的中空二氧化硅颗粒。

另一方面，小粒径的中空二氧化硅颗粒由于二氧化硅壳层也变薄，因此有颗粒强度降低，使用中、保管中的颗粒破裂的问题。壳层的强度低时，与陶瓷原料等其他原料混合时有损坏的可能性。另外，壳层为多孔质时，与溶剂等混合时有无法维持内部的中空结构的可能性。

专利文献1中，提出了以下方法：在pH9下搅拌包含水、氯化钠、沉淀碳酸钙、硅酸钠的初始容器底部装入物，然后添加硅酸钠水溶液、硫酸水溶液并进行熟化、过滤、干燥，由此得到干燥颗粒，用浓盐酸处理该干燥颗粒而去除碳酸钙，从而制造中空二氧化硅颗粒。

专利文献2中提出了平均孔直径为1.6～10nm的中空二氧化硅微胶囊。专利文献2中提出了以下方法：得到在水相中包含碱金属的硅酸盐的W/O型乳浊液或O/W/O型乳浊液，在该乳浊液中添加沉淀剂形成中空二氧化硅微胶囊，进行规定的水洗、干燥、烧成，进而将烧成后的微胶囊介孔化，从而制造中空二氧化硅微胶囊。

非专利文献1中提出了以下方法：将使用了聚(环氧乙烷)-聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)的嵌段共聚物的乳液和硅酸钠进行组合，从而合成中空二氧化硅颗粒。

非专利文献1中，在添加有嵌段共聚物的水溶液中，添加溶解有三甲苯的乙醇，得到乳液，在该乳液中添加硅酸钠水溶液，调节为pH5.2并熟化，分离白色粉末，干燥、烧成，从而合成中空二氧化硅颗粒。通过该方法，可得到平均直径约1μm以下、BET比表面积为426m²/g左右的中空二氧化硅颗粒。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Qianyao Sun et al，The Formation of Well-Defined HollowSilica Spheres with Multilamellar Shell Structure，Advanced Materials，2003，15，No.13，July4.

专利文献

专利文献1：日本特表2000-500113号公报

专利文献2：日本特开2006-102592号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1中，核颗粒为碳酸钙，因此使乳液为碱性，并使核颗粒上附着二氧化硅原料。该方法中，得到的中空颗粒的粒径、形状会被作为核颗粒的固体状的碳酸钙颗粒的粒径、形状限制。另外，通过酸去除碳酸钙时，在壳层中产生气孔，无法将壳层充分地致密化，另外，也有因酸处理而导致壳层的强度降低的可能性。