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JPH07196348A - Reactive inorganic filler and method for producing the same - Google Patents

Reactive inorganic filler and method for producing the same

Info

Publication number
JPH07196348A
JPH07196348A JP35301193A JP35301193A JPH07196348A JP H07196348 A JPH07196348 A JP H07196348A JP 35301193 A JP35301193 A JP 35301193A JP 35301193 A JP35301193 A JP 35301193A JP H07196348 A JPH07196348 A JP H07196348A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
inorganic filler
silicic acid
phosphoric acid
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35301193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Suzuki
信雄 鈴木
Tomoharu Fujita
智治 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
Priority to JP35301193A priority Critical patent/JPH07196348A/en
Publication of JPH07196348A publication Critical patent/JPH07196348A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/12Multiple coating or impregnating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セメント代替用新素材として有望な新規な反
応性無機フィラー及びその製造方法。特にトリメチルシ
リル基あるいはリン酸又はリン酸エステル基などでブロ
ックされたよりケイ酸オリゴマーと良好に反応して固化
し、無機成型体を与えることのできる改良された反応性
を有する無機フィラー及びその製造方法を提供する。 【構成】 珪藻土、ケイ砂などの無機フィラーの反応性
を向上させるため、その無機フィラー用材を(1)ハロ
ゲン化ケイ素などの活性化付与剤で処理して活性化処理
した後、必要に応じアンモニア又はアミン化合物と反応
させるか、あるいは(2)酸又は塩基で処理する。
(57) [Summary] [Purpose] A novel reactive inorganic filler that is promising as a new material for cement replacement, and a method for producing the same. In particular, an inorganic filler having improved reactivity capable of giving an inorganic molded product by solidifying by reacting better with a silicic acid oligomer blocked with a trimethylsilyl group or phosphoric acid or a phosphoric acid ester group, and a method for producing the same. provide. [Composition] In order to improve the reactivity of the inorganic filler such as diatomaceous earth and silica sand, the material for the inorganic filler is (1) treated with an activation-imparting agent such as silicon halide to be activated, and then ammonia if necessary. Alternatively, it is reacted with an amine compound or treated with (2) an acid or a base.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、セメント代替用新素材
として有望な新規な反応性無機フィラー及びその製造方
法に関する。本発明は、特にトリメチルシリル基あるい
はリン酸又はリン酸エステル基などでブロックされたよ
りケイ酸オリゴマーと良好に反応して固化し、無機成型
体を与えることのできる改良された反応性を有する無機
フィラー及びその製造方法を提供するにある。本発明
は、また高度に強い強度を持ち、それでいながら靱性を
持つ無機材料製品を提供するにある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel reactive inorganic filler, which is promising as a new cement substitute material, and a method for producing the same. The present invention, in particular, an inorganic filler having an improved reactivity capable of giving an inorganic molded article by reacting well with a silicic acid oligomer which is blocked by a trimethylsilyl group or a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group, and solidified, and There is in providing the manufacturing method. The present invention is also to provide an inorganic material product having a high strength and yet having a toughness.

【0002】[0002]

【従来技術及び解決すべき課題】ケイ素アルコキシドの
ような金属アルコキシドを加水分解処理などして得られ
る無機系材料からなるゾルあるいはそれから誘導される
無機系材料物質は、耐熱性、耐燃焼性に優れ、且つまた
耐放射線性もあり、その硬度が高く耐磨耗性があること
が知られている。このような無機系材料物質は、耐油性
や耐溶剤性もあり、その特性を生かして、耐熱材、不燃
材、熱線反射材、電気絶縁材、透明導電材、防蝕材、耐
薬品性付与材、耐磨耗性を持つような表面保護材、反射
防止とか潤滑作用を有する特殊機能材としての利用が期
待されている。これら無機系材料物質は、その特性を生
かしての利用開発が現在進められつつあるところであ
る。これまで液体原料であるこうした金属アルコキシド
を加水分解あるいは重縮合することにより、微粒子が液
体媒体中に分散しているゾル状態のものからそのゾルが
固まったところのゲル状態のものに転化せしめられ、こ
うして得られたゲルをそのまま利用するか、あるいはさ
らに熱などを加えるなどして無機材料である固体のガラ
スやセラミックスとすることが行われている。これは一
般にゾル−ゲル法と呼ばれている。
2. Description of the Related Art Sols made of inorganic materials obtained by hydrolyzing metal alkoxides such as silicon alkoxides or inorganic material derived therefrom are excellent in heat resistance and combustion resistance. It is also known to have radiation resistance, high hardness, and abrasion resistance. Such inorganic material substances also have oil resistance and solvent resistance, and by taking advantage of these characteristics, heat resistant materials, non-combustible materials, heat ray reflective materials, electrical insulating materials, transparent conductive materials, anticorrosive materials, chemical resistance imparting materials. It is expected to be used as a surface protection material having abrasion resistance, and a special function material having anti-reflection and lubricating action. Utilization development of these inorganic material substances is currently under way by making use of their characteristics. By hydrolyzing or polycondensing such a metal alkoxide that is a liquid raw material, it is possible to convert from a sol state in which fine particles are dispersed in a liquid medium to a gel state where the sol is solidified, The gel thus obtained is used as it is, or is further heated or the like to form a solid glass or ceramic which is an inorganic material. This is generally called the sol-gel method.

【0003】しかしながら、例えば、テトラエトキシシ
ランのような金属アルコキシドを通常の方法で加水分解
処理などして得られる無機系材料は、三次元的に重合す
る結果、得られたものは脆いという欠点を有している。
このような従来の手法を利用し得られたガラスやセラミ
ックスなどは、三次元立体構造をとり、前記したように
固くて脆いものとなってしまっていた。さらに、より安
価なものとするためには、極力原料の段階から無機性の
材料を用い簡単な方法を採用する必要がある。
However, for example, an inorganic material obtained by hydrolyzing a metal alkoxide such as tetraethoxysilane by a usual method has a drawback that the obtained material is brittle as a result of three-dimensional polymerization. Have
Glass, ceramics, etc. obtained by using such a conventional method have a three-dimensional three-dimensional structure, and have become hard and brittle as described above. Furthermore, in order to make it cheaper, it is necessary to adopt a simple method using an inorganic material from the stage of the raw material as much as possible.

【0004】本発明者らは、ケイ素アルコキシドのよう
な多くの官能性基を持つ金属アルコキシドを高分子化し
て無機系材料物質を製造するにあたり、その生成物質の
構造が線状のもの、すなわち単位成分が極力一次元的に
長くリニア状に連なった構造の無機系材料物質を製造す
べく鋭意研究を行った結果、トリメチルシリルクロライ
ドのようなアルキルシリルハライドを用いケイ素アルコ
キシドのような多くの官能性基を持つ金属アルコキシド
を加水分解と重縮合反応を制御するという簡単な方法に
より、均一で且つ再現性のある線状の構造をもつ無機系
材料物質(ポリシロキサンオリゴマー)を製造すること
に成功した。本発明者らは、この成果を基に更によりロ
ーコストで大量に使用できる完全な無機ケイ酸重合体を
合成するため、リン酸又はリン酸エステルといった無機
ブロッキング剤を用いるなどにより無機材料のみを含
み、安価な材料を利用してなる無機系材料物質を製造す
ることを試みた。こうして最終的に合成された種々の有
利な特性を持つ無機ケイ酸重合体(ポリシロキサンオリ
ゴマー)は、これまた表面積が大きく、かつその表面活
性の高いそれでいて無機の将来的にも大量に安価に得ら
れるものであるとともに環境の上でも問題のない無機フ
ィラーと、硬化反応に供されることが有利である。
The present inventors, when polymerizing a metal alkoxide having many functional groups such as silicon alkoxide to produce an inorganic material, have a linear product structure, that is, a unit. As a result of earnest research to produce an inorganic material having a structure in which the components are linearly connected as long as possible in one dimension, as a result, many functional groups such as silicon alkoxide using alkylsilyl halides such as trimethylsilyl chloride were used. We succeeded in producing an inorganic material substance (polysiloxane oligomer) having a uniform and reproducible linear structure by a simple method of controlling the hydrolysis and polycondensation reaction of a metal alkoxide having a. Based on this result, the inventors of the present invention include only an inorganic material by using an inorganic blocking agent such as phosphoric acid or a phosphoric acid ester in order to synthesize a complete inorganic silicic acid polymer that can be used in a large amount at an even lower cost. , Attempted to manufacture an inorganic material using an inexpensive material. The inorganic silicic acid polymer (polysiloxane oligomer) having various advantageous properties finally synthesized in this manner has a large surface area and high surface activity, and can be obtained inexpensively in large quantities in the future. It is advantageous to subject the inorganic filler to the curing reaction with the above-mentioned inorganic filler which is environmentally friendly.

【0005】[0005]

【課題を解決すべき手段】本発明者らは、トリメチルシ
リルクロライドのようなアルキルシリルハライドといっ
たブロッキング剤あるいはリン酸又はリン酸エステルと
いった無機ブロッキング剤を用いブロッキング反応を利
用して得られた単位成分が極力一次元的に長くリニア状
に連なった構造の無機ケイ酸重合体(ポリシロキサンオ
リゴマー)とその硬化反応性を持つ各種の無機フィラー
を検索研究したところ珪藻土、ケイ砂などのはその表面
が中性で非常に反応性が低いという問題があることを見
いだし、さらにその反応性に問題があるとの結論に達し
た。本発明者らは、この様に前記ポリシロキサンオリゴ
マーとの反応においてその反応性の低い珪藻土、ケイ砂
などの無機フィラーの反応性を向上させる方法を開発す
べく鋭意研究を行った結果、極めて簡単な方法でその反
応性を向上させることができることを見いだし、本発明
を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have proposed a unit component obtained by utilizing a blocking reaction using a blocking agent such as an alkylsilyl halide such as trimethylsilyl chloride or an inorganic blocking agent such as phosphoric acid or a phosphoric acid ester. A search was conducted for inorganic silicic acid polymers (polysiloxane oligomers) having a linear structure that is one-dimensionally long and as long as possible, and various inorganic fillers that have a hardening reactivity. As a result, the surface of diatomaceous earth, silica sand, etc. is medium. We found that there was a problem that the reactivity was very low, and we concluded that there was a problem with that reactivity. The present inventors have conducted earnest research to develop a method for improving the reactivity of inorganic fillers such as diatomaceous earth and silica sand, which have low reactivity in the reaction with the polysiloxane oligomer, and as a result, the results are extremely simple. It was found that the reactivity can be improved by various methods, and the present invention was completed.

【0006】本発明では、珪藻土、ケイ砂などの無機フ
ィラーの反応性を向上させるため、その無機フィラー用
材を(1)ハロゲン化ケイ素などの活性化付与剤で処理
して活性化処理した後、必要に応じアンモニア又はアミ
ン化合物と反応させるか、あるいは(2)酸又は塩基で
処理する。上記(1)の方法は、珪藻土、ケイ砂、ケイ
酸含有火山灰、フライアシュ、ケイ岩、石英などのケイ
酸含有無機フィラーを、四塩化ケイ素、四臭化ケイ素な
どのハロゲン化ケイ素、トリクロロシランなどのハロゲ
ン化シラン、及びトリメチルクロロシランなどのアルキ
ルハロゲノシランなどの群から選ばれた活性化付与剤で
処理して、該無機フィラーの表面を活性化し、次に必要
に応じアンモニア水溶液、アンモニアガスなどのアンモ
ニア又はメチルアミン、ヒドロキシメチルアミンなどの
アミン化合物などの群から選ばれたものと反応させるこ
とによりなされる。
In the present invention, in order to improve the reactivity of the inorganic filler such as diatomaceous earth and silica sand, the inorganic filler material is treated with (1) an activation-imparting agent such as silicon halide and then activated. If necessary, it is reacted with ammonia or an amine compound, or treated with (2) acid or base. The above method (1) is carried out by using a silicic acid-containing inorganic filler such as diatomaceous earth, silica sand, silicic acid-containing volcanic ash, fly ash, silica rock, and quartz, a silicon halide such as silicon tetrachloride, silicon tetrabromide, or trichlorosilane. Such as halogenated silanes, and trimethylchlorosilane and other alkylhalogenosilanes, etc., to activate the surface of the inorganic filler, and then, if necessary, aqueous ammonia solution, ammonia gas, etc. Ammonia or a compound selected from the group consisting of amine compounds such as methylamine and hydroxymethylamine.

【0007】活性化付与剤と無機フィラーとの反応で
は、活性化付与剤は無機フィラー表面を活性化するに充
分な量を用いることが好ましい。例えば、活性化付与剤
として四塩化ケイ素を用いた場合、ケイ藻土1gに対し
ては、約1〜8g、好ましくは約2〜6g、さらに好ま
しくは約3〜5g用いることができるが、使用珪藻土の
種類などにより適宜その使用量を最適なものに選んでよ
い。また、この活性化付与剤として四塩化ケイ素を用い
た場合で、例えば、無機フィラーとしてケイ砂を用いた
場合、ケイ砂1gに対しては、約0.2〜5g、好まし
くは約0.5〜3g、さらに好ましくは約0.8〜2g
用いることができるが、使用ケイ砂の種類などにより適
宜その使用量を最適なものに選ぶことができる。次にこ
れら混合物を含有する容器は、約5分間〜約2時間、好
ましくは約15分間〜約1時間、さらに好ましくは約2
5分間〜約50分間超音波照射を行うことができる。超
音波照射処理は、その照射エネルギーによって、あるい
は使用する装置の種類により適宜最適な条件を実験によ
り決めることもできる。超音波照射にかえて他の公知の
反応促進手段を適用することもできよう。
In the reaction between the activation imparting agent and the inorganic filler, it is preferable to use the activation imparting agent in an amount sufficient to activate the surface of the inorganic filler. For example, when silicon tetrachloride is used as the activation imparting agent, about 1 to 8 g, preferably about 2 to 6 g, and more preferably about 3 to 5 g can be used for 1 g of diatomaceous earth. Depending on the type of diatomaceous earth, the amount used may be selected as appropriate. When silicon tetrachloride is used as the activation imparting agent, for example, when silica sand is used as the inorganic filler, about 0.2 to 5 g, preferably about 0.5 g per 1 g of silica sand. ~ 3g, more preferably about 0.8-2g
It can be used, but the amount used can be appropriately selected depending on the type of silica sand used. The container containing these mixtures is then allowed to stand for about 5 minutes to about 2 hours, preferably about 15 minutes to about 1 hour, more preferably about 2 minutes.
Ultrasonic irradiation can be performed for 5 minutes to about 50 minutes. In the ultrasonic irradiation treatment, the optimum conditions can be appropriately determined by experiments depending on the irradiation energy or the type of apparatus used. Instead of ultrasonic irradiation, other known reaction promoting means may be applied.

【0008】ついでこれら混合物中の反応していない四
塩化ケイ素を公知の手段、例えば、真空減圧を適用して
除去することができる。こうして得られた四塩化ケイ素
で処理した無機フィラーは、さらに必要に応じ、例え
ば、アンモニガスと約5分間〜約2時間、好ましくは約
15分間〜約1時間、さらに好ましくは約25分間〜約
50分間接触させることができる。接触反応時間は適宜
最適な条件を実験により決めることもできる。こうして
得られた処理フィラーは、下記のトリメチルシリルクロ
ライドのようなアルキルシリルハライドといったブロッ
キング剤あるいはリン酸又はリン酸エステルといった無
機ブロッキング剤を用いブロッキング反応を利用して得
られた単位成分が極力一次元的に長くリニア状に連なっ
た構造の無機ケイ酸重合体(ポリシロキサンオリゴマ
ー)との硬化反応に用いられ、無機成型体を与える。
Unreacted silicon tetrachloride in these mixtures can then be removed by applying known means, for example vacuum decompression. The inorganic filler treated with silicon tetrachloride thus obtained may be further treated with, for example, ammonia gas for about 5 minutes to about 2 hours, preferably for about 15 minutes to about 1 hour, more preferably for about 25 minutes to about 50 hours. Can be contacted for minutes. The contact reaction time can be appropriately determined by an experiment under optimal conditions. The treated filler thus obtained is a one-dimensional unit component obtained by utilizing a blocking reaction using a blocking agent such as an alkylsilyl halide such as trimethylsilyl chloride or an inorganic blocking agent such as phosphoric acid or a phosphoric acid ester as much as possible. It is used in a curing reaction with an inorganic silicic acid polymer (polysiloxane oligomer) having a long linear structure and gives an inorganic molded body.

【0009】例えば、無機フィラーとしてケイ藻土とケ
イ砂を用いた場合、それぞれ1gに対し四塩化ケイ素を
ケイ藻土に対して4g、ケイ砂に対して1g加えられ
る。次にこれら混合物を含有する容器に30分間超音波
照射を行った後、反応していない四塩化ケイ素を真空減
圧で除去することができる。こうして得られた四塩化ケ
イ素で処理した無機フィラーは、アンモニガスと30分
間接触させられる。この処理したフィラーは、下記のト
リメチルシリルクロライドあるいはリン酸又はリン酸エ
ステルといったブロッキング剤を用いブロッキング反応
を利用して得られかつ単位成分が極力一次元的に長くリ
ニア状に連なった構造のポリシロキサンオリゴマーとの
硬化反応に用いられ、無機成型体を与える。
For example, when diatomaceous earth and silica sand are used as the inorganic fillers, silicon tetrachloride is added in an amount of 4 g to diatomaceous earth and 1 g to silica sand to 1 g of each. Next, after sonicating the container containing these mixtures for 30 minutes, unreacted silicon tetrachloride can be removed under reduced pressure in a vacuum. The inorganic filler treated with silicon tetrachloride thus obtained is contacted with ammonium gas for 30 minutes. This treated filler is obtained by utilizing a blocking reaction with a blocking agent such as trimethylsilyl chloride or phosphoric acid or phosphoric acid ester described below, and a polysiloxane oligomer having a structure in which unit components are linearly connected in a linear manner as long as possible. It is used for curing reaction with and gives an inorganic molding.

【0010】上記(2)の方法は、珪藻土、ケイ砂、ケ
イ酸含有火山灰、フライアシュ、ケイ岩、石英などのケ
イ酸含有無機フィラーを、酸あるいは塩基で処理して、
該無機フィラーの表面を活性化し、ケイ酸に富むフィラ
ーの表面にシラノール基(Si−OH基)を富化せしめ
るものである。このように該無機フィラーの表面は活性
化され、該無機フィラー表面のシラノール基は、当該ポ
リシロキサンオリゴマーと反応して、効率よく化学結合
を形成することができるようになる。酸としては、塩
酸、臭素酸、硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸、重硫酸
塩、酸性亜硫酸塩、ペルオキソ硫酸、クロム酸、過マン
ガン酸などの無機酸又はそれらの塩、酢酸、酪酸、蟻
酸、シュウ酸、コハク酸、フマル酸、安息香酸、トリフ
ロロ酢酸などの有機酸などが挙げられる。特に酸として
は、塩酸、硫酸、硝酸などの強酸が好ましく、更に濃塩
酸、濃硫酸、濃硝酸などが好ましく使用できる。なかで
も塩酸が好ましく使用できる。
In the method (2), a silicic acid-containing inorganic filler such as diatomaceous earth, silica sand, silicic acid-containing volcanic ash, fly ash, silica rock or quartz is treated with an acid or a base,
The surface of the inorganic filler is activated and the surface of the filler rich in silicic acid is enriched with silanol groups (Si-OH groups). As described above, the surface of the inorganic filler is activated, and the silanol groups on the surface of the inorganic filler can react with the polysiloxane oligomer to efficiently form a chemical bond. As the acid, hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, bisulfate, acidic sulfite, peroxosulfuric acid, chromic acid, inorganic acids such as permanganic acid or salts thereof, acetic acid, butyric acid, Examples thereof include organic acids such as formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid, benzoic acid, trifluoroacetic acid and the like. As the acid, strong acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid are preferable, and concentrated hydrochloric acid, concentrated sulfuric acid and concentrated nitric acid can be preferably used. Of these, hydrochloric acid can be preferably used.

【0011】無機フィラーとして天然ケイ砂を用い、酸
として濃塩酸を使用した場合について説明すると、天然
ケイ砂の表面には−SiOH基のほかに、−SiOM
(Mは金属イオン)基も−Si−O−Si基も存在す
る。ところが、塩酸で処理をすると以下の反応が生じケ
イ砂表面に表面OH基が増加することとなる。
When natural silica sand is used as the inorganic filler and concentrated hydrochloric acid is used as the acid, the surface of the natural silica sand will have --SiOH groups and --SiOM.
Both (M is a metal ion) group and -Si-O-Si group are present. However, when treated with hydrochloric acid, the following reactions occur and surface OH groups increase on the surface of the silica sand.

【0012】[0012]

【化2】 [Chemical 2]

【0013】この表面のシラノール基は、当該ポリシロ
キサンオリゴマーと反応して、効率よく化学結合を形成
することができる。塩基としては、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、
水酸化バリウム、水酸化マグネシクム、水酸化アンモニ
ウムなどの無機塩基、メチルアミン、エチルアミン、ヒ
ドロキシアミン、トリエチルアミンなどの有機塩基など
が挙げられる。特に塩基としては、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、
水酸化バリウムなどの強塩基が好ましく、更に濃水酸化
ナトリウム水溶液、濃水酸化カリウム水溶液などがこの
ましくしようできる。なかでも濃水酸化ナトリウム水溶
液が好ましく使用できる。塩基で処理した場合には、つ
いで酸で中和処理することが好ましい。酸としては上記
のもののなかから選んで使用できる。無機フィラーとし
て天然ケイ砂を用い、塩基として水酸化ナトリウム水溶
液を使用した場合について説明すると、天然ケイ砂の表
面にある−Si−O−Si基はNaOH処理により、加
水分解され、次に中和工程を経て以下の反応が生じケイ
砂表面に表面OH基が増加することとなる。
The silanol groups on the surface can react with the polysiloxane oligomer to form chemical bonds efficiently. As the base, sodium hydroxide,
Potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide,
Examples thereof include inorganic bases such as barium hydroxide, magnesium hydroxide and ammonium hydroxide, and organic bases such as methylamine, ethylamine, hydroxyamine and triethylamine. Especially as a base, sodium hydroxide,
Potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide,
A strong base such as barium hydroxide is preferred, and concentrated sodium hydroxide aqueous solution, concentrated potassium hydroxide aqueous solution and the like can be used. Among them, concentrated sodium hydroxide aqueous solution can be preferably used. When treated with a base, it is preferably neutralized with an acid. The acid can be selected from the above and used. When natural silica sand is used as the inorganic filler and a sodium hydroxide aqueous solution is used as the base, the -Si-O-Si group on the surface of the natural silica sand is hydrolyzed by NaOH treatment and then neutralized. The following reactions occur through the steps, and surface OH groups increase on the surface of the silica sand.

【0014】[0014]

【化3】 [Chemical 3]

【0015】この表面のシラノール基は、当該ポリシロ
キサンオリゴマーと反応して、効率よく化学結合を形成
することができる。上記無機フィラーとしては、ケイ酸
含有分の多いものが好ましく使用でき、前記珪藻土、ケ
イ砂、ケイ酸含有火山灰、フライアシュ、ケイ岩、石英
などが使用でき、人工あるいは天然のものの中から選ん
で用いることができる。無機フィラーとしては、その材
質自体に強度のあるものが好ましく、一旦成型体となっ
てからは安定であるものが好適に使用できる。無機フィ
ラーとしては、清浄で、強度があり、耐久性のあるもの
が好ましく、強く硬いもので密実なものがより好まし
く、通常知られかつ容易に入手できるもののなかから選
んで用いることができる。無機フィラーとしては、通常
細骨材の範疇に入るものが好ましく使用できるが、その
粒度は使用無機フィラーの粒形、その表面状態、一緒に
使用するポリシロキサンオリゴマー、その他の混和剤あ
るいは混和材料などに応じて適宜選択して用いることが
できる。上記無機フィラーとしては、粉体であるものも
好ましく使用できる。
The silanol groups on the surface can react with the polysiloxane oligomer to efficiently form a chemical bond. As the inorganic filler, those having a high silicic acid content can be preferably used, and the diatomaceous earth, silica sand, silicic acid-containing volcanic ash, fly ash, silica rock, quartz, etc. can be used, and selected from artificial or natural ones. Can be used. As the inorganic filler, one having strength in its material itself is preferable, and one which is stable once formed into a molded product can be suitably used. The inorganic filler is preferably clean, strong, and durable, more preferably strong, hard, and solid, and can be selected from those commonly known and easily available. As the inorganic filler, those that normally fall within the category of fine aggregate can be preferably used, but the particle size is the particle shape of the inorganic filler used, its surface state, polysiloxane oligomer used together, other admixtures or admixtures, etc. It can be appropriately selected and used according to. As the above-mentioned inorganic filler, powdery one can also be preferably used.

【0016】上記のようにして得られた反応性無機フィ
ラーは、次のようなポリシロキサンオリゴマーと反応さ
せることができる。その反応は、両者を加水分解条件下
混合するものでよい。その互いの配合割合は、目的に合
わせて適宜選択したり、あるいはその他の添加剤を加え
てもよい。添加剤としてはセメントの分野で知られたも
のが挙げられよう。そのポリシロキサンオリゴマーは、
代表的にはケイ素アルコキシドを重縮合条件下加水分解
反応せしめ、次に得られたケイ酸重縮合体を少なくとも
1回トリアルキルシリルハライドからなるブロッキング
試薬で処理することにより得られる。このトリアルキル
シリルハライドからなるブロッキング試薬で処理する工
程は、ブロッキング試薬で処理して得られたポリシロキ
サンオリゴマーを再度重縮合条件下部分加水分解反応さ
せた後、繰り返すことができる。
The reactive inorganic filler obtained as described above can be reacted with the following polysiloxane oligomer. The reaction may be a mixture of both under hydrolysis conditions. The mixing ratio of the two may be appropriately selected according to the purpose, or other additives may be added. The additives may include those known in the field of cement. The polysiloxane oligomer is
Typically, it is obtained by hydrolyzing a silicon alkoxide under polycondensation conditions, and then treating the obtained silicic acid polycondensate with a blocking reagent consisting of a trialkylsilyl halide at least once. The step of treating with a blocking reagent containing this trialkylsilyl halide can be repeated after the partial hydrolysis reaction of the polysiloxane oligomer obtained by treating with the blocking reagent again under polycondensation conditions.

【0017】また、そのポリシロキサンオリゴマーは、
代表的にはケイ素アルコキシドを重縮合反応条件下加水
分解反応せしめてケイ酸重縮合オリゴマー体を形成せし
め、次に得られたケイ酸重縮合オリゴマー生成物を部分
的に加水分解反応せしめ得られた部分加水分解ケイ酸重
縮合オリゴマー生成物を少なくとも1回リン酸又はリン
酸エステルでブロッキング処理して得られる。この場合
ブロッキング処理して得られたポリシロキサンオリゴマ
ーは、使用前に部分加水分解反応させておくこともでき
る。好ましくは、ケイ酸重縮合オリゴマーは、構造が線
状のものであり、さらに単位成分が少なくとも極力一次
元的に長くリニア状に連なった構造のものである。ま
た、そのポリシロキサンオリゴマーは、一般式
Further, the polysiloxane oligomer is
Typically, a silicon alkoxide was hydrolyzed under polycondensation reaction conditions to form a silicic acid polycondensation oligomer, and the resulting silicic acid polycondensation oligomer product was partially hydrolyzed. It is obtained by subjecting a partially hydrolyzed silicic acid polycondensation oligomer product to a blocking treatment with phosphoric acid or a phosphoric acid ester at least once. In this case, the polysiloxane oligomer obtained by the blocking treatment can be partially hydrolyzed before use. Preferably, the silicic acid polycondensation oligomer has a linear structure, and further has a structure in which the unit components are linearly connected at least as long as possible in one dimension. The polysiloxane oligomer has the general formula

【化4】 (式中、iは1〜20で、mは0〜20で、Rは、同一
又は異なってよく、水素原子、炭素数1〜6のアルキル
基、炭素数1〜10のアラルキル基、−Si(OR)3
又は−PO(OR12 で、そのRのうち少なくとも一
つは−PO(OR12 で、R1 は、同一又は異なって
よく、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1
〜10のアラルキル基、−PO(OR12 又は−Si
(OR)3である)で表されるケイ酸エステルであるこ
とができる。このものは、対応するケイ酸エステルを、
少なくとも1回リン酸又はリン酸エステルでブロッキン
グ処理して得られる。この場合ブロッキング処理して得
られたケイ酸エステルは、使用前に部分加水分解反応さ
せておくこともできる。先ず上記ケイ素アルコキシドの
重縮合条件下加水分解反応では、ケイ素アルコキシドを
水と部分的に反応させ、ポリシロキサンオリゴマーを合
成する。
[Chemical 4] (In the formula, i is 1 to 20, m is 0 to 20, R may be the same or different, and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or -Si. (OR) 3
Or —PO (OR 1 ) 2 and at least one of R is —PO (OR 1 ) 2 and R 1 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a carbon atom. Number 1
10 to 10 aralkyl groups, —PO (OR 1 ) 2 or —Si
A silicic acid ester represented by (OR) 3 ). This one has the corresponding silicate ester
It is obtained by blocking treatment with phosphoric acid or phosphoric acid ester at least once. In this case, the silicic acid ester obtained by the blocking treatment can be partially hydrolyzed before use. First, in the hydrolysis reaction of the silicon alkoxide under polycondensation conditions, the silicon alkoxide is partially reacted with water to synthesize a polysiloxane oligomer.

【0018】ケイ素アルコキシドとしては、ケイ素原子
にアルコキシ基が少なくとも1個結合したものであり、
好ましくはケイ素原子にアルコキシ基が少なくとも2個
結合したものが挙げられ、代表的なものとしてはテトラ
アルコキシシランが挙げられる。テトラアルコキシシラ
ンとしては、例えばテトラエトキシシラン、テトラメト
キシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−
i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、
テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキ
シシラン、テトラ−i−アミロキシシラン、テトラ−n
−オクチルオキシシラン、テトラ−n−ノニルオキシシ
ラン、n−ブトキシトリ−t−ブトキシシラン、ジエト
キシジ−t−ブトキシシラン、ジメトキシジ−t−ブト
キシシラン、ジエトキシジトリチルオキシシランなどが
挙げられる。例えば、アルコキシシランとしては、特に
テトラエトキシシラン、テトラメトキシシランなどを好
適に用いることができる。ケイ素アルコキシドとして
は、上記テトラアルコキシシランの単量体の他に、2単
量体、3単量体、4単量体、5単量体などの低分量縮合
体、あるいは単量体を含めてのそれらの任意の割合の混
合物であってもよい。これら低分量縮合体としては、線
型の縮合体が好ましく用いられる。
The silicon alkoxide is one in which at least one alkoxy group is bonded to a silicon atom,
Preferred are those in which at least two alkoxy groups are bonded to a silicon atom, and a typical example is tetraalkoxysilane. Examples of the tetraalkoxysilane include tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-
i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane,
Tetra-sec-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, tetra-i-amyloxysilane, tetra-n
-Octyloxysilane, tetra-n-nonyloxysilane, n-butoxytri-t-butoxysilane, diethoxydi-t-butoxysilane, dimethoxydi-t-butoxysilane, diethoxyditrityloxysilane and the like. For example, as the alkoxysilane, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane and the like can be preferably used. As the silicon alkoxide, in addition to the above tetraalkoxysilane monomer, a low amount condensate such as 2 monomers, 3 monomers, 4 monomers and 5 monomers, or a monomer may be included. It may be a mixture in any proportion thereof. A linear condensate is preferably used as the low molecular weight condensate.

【0019】このポリシロキサンオリゴマーを合成する
にあたっては、出発ケイ素アルコキシドは水と有機溶媒
存在下反応させるのが好ましいが、その場合出発ケイ素
アルコキシドに対して水と有機溶媒をできるだけ少なく
用いることが好ましい。またその反応は酸性下行うのが
好ましい。反応系を酸性にするには、酸を添加すること
により行える。酸としては、塩酸、臭素酸、硫酸、硝
酸、燐酸、過塩素酸、重硫酸塩、酸性亜硫酸塩などの無
機酸又はそれらの塩、酢酸、酪酸、蟻酸、シュウ酸、コ
ハク酸、フマル酸、安息香酸などの有機酸などが挙げら
れる。なかでも塩酸が好ましく使用できる。
In synthesizing this polysiloxane oligomer, the starting silicon alkoxide is preferably reacted with water in the presence of an organic solvent. In that case, it is preferable to use as little water and organic solvent as possible with respect to the starting silicon alkoxide. The reaction is preferably carried out under acidic conditions. The reaction system can be made acidic by adding an acid. As the acid, hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, bisulfate, inorganic acids such as acid sulfites or salts thereof, acetic acid, butyric acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid, Examples thereof include organic acids such as benzoic acid. Of these, hydrochloric acid can be preferably used.

【0020】また、この反応で使用できる有機溶媒とし
ては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イ
ソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t
−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノ
ール、オクタノール、デカノールなどの脂肪族アルコー
ル類、シクロプロパノール、シクロブタノール、シクロ
ペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノー
ルなどの脂環式アルコール類、あるいはそれらの混合物
が挙げられる。有機溶媒としては、メタノール、エタノ
ールなどを好ましく用いることができる。
The organic solvent which can be used in this reaction includes methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol and t.
-Butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, decanol and other aliphatic alcohols, cyclopropanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, cycloheptanol and other alicyclic alcohols, or mixtures thereof. To be As the organic solvent, methanol, ethanol or the like can be preferably used.

【0021】このポリシロキサンオリゴマー合成反応に
あたっては、出発ケイ素アルコキシドに適当量の有機溶
媒と水とを加え、次にその混合物に適当量の酸を加え、
最初は激しく攪拌し、約10分間から約1時間、好まし
くは約20分間から約40分間、さらに好ましくは約2
5分間から約35分間反応させ均一な反応混合液とし、
つぎに均一になった反応混合液を、約 5℃から約80
℃、好ましくは約15℃から約50℃、さらに好ましく
は約20℃から約40℃に保ち、穏やかに攪拌あるいは
振動させながら、約5時間から約100時間、好ましく
は約10時間から約50時間、さらに好ましくは約10
時間から約50時間反応させる。使用ケイ素アルコキシ
ド中のアルコキシド基の種類により、その反応時間は更
に長くする必要もある。一般に炭素数の多いアルコール
残基を持つものでは反応時間に要する時間は長くなる
が、共存する水や有機溶媒や酸の量や種類を調節するこ
とにより変えることができる。
In the polysiloxane oligomer synthesis reaction, an appropriate amount of organic solvent and water are added to the starting silicon alkoxide, and then an appropriate amount of acid is added to the mixture,
Stir vigorously for about 10 minutes to about 1 hour, preferably about 20 minutes to about 40 minutes, more preferably about 2
React for 5 to 35 minutes to form a uniform reaction mixture,
Then mix the homogenized reaction mixture from about 5 ° C to about 80 ° C.
C., preferably about 15 ° C. to about 50 ° C., more preferably about 20 ° C. to about 40 ° C., with gentle stirring or shaking for about 5 hours to about 100 hours, preferably about 10 hours to about 50 hours. , And more preferably about 10
The reaction is continued for about 50 hours. Depending on the type of alkoxide group in the silicon alkoxide used, the reaction time also needs to be longer. In general, those having an alcohol residue having a large number of carbon atoms require a long reaction time, but the reaction time can be changed by adjusting the amount and type of coexisting water, organic solvent, and acid.

【0022】このポリシロキサンオリゴマー合成反応に
あたっては、有機溶媒は出発ケイ素アルコキシド当たり
約0.5倍モルから約10倍モル、好ましくは約0.7
倍モルから約5倍モル、さらに好ましくは約0.9倍モ
ルから約2倍モル用いられる。ポリシロキサンオリゴマ
ー合成反応中には、水は出発ケイ素アルコキシド当たり
約0.8倍モルから約10倍モル、好ましくは約1.0
倍モルから約5倍モル、さらに好ましくは約1.5倍モ
ルから約3倍モル用いられる。この反応で加えられる酸
の量は、出発ケイ素アルコキシド当たり約0.001倍
モルから約5倍モル、好ましくは約0.005倍モルか
ら約2倍モル、さらに好ましくは約0.01倍モルから
約0.5倍モル用いられる。
In this polysiloxane oligomer synthesis reaction, the organic solvent is about 0.5 times to about 10 times, preferably about 0.7 times, the mole of the starting silicon alkoxide.
The molar amount is about 5 to about 5 times, more preferably about 0.9 to about 2 times. During the polysiloxane oligomer synthesis reaction, water is about 0.8 times to about 10 times, preferably about 1.0 times, the starting silicon alkoxide.
The molar amount is about 5 times to about 5 times, more preferably about 1.5 times to about 3 times. The amount of acid added in this reaction is from about 0.001 times to about 5 times, preferably from about 0.005 times to about 2 times, more preferably from about 0.01 times, the starting silicon alkoxide. It is used at about 0.5 times the molar amount.

【0023】次にこの様にして得られたポリシロキサン
オリゴマー生成物を、ブロッキング試薬で処理し、ブロ
ック処理されたポリシロキサンオリゴマー生成物を合成
する。この反応に使用できるブロッキング試薬として
は、ケイ素などの無機金属のブロッキング試薬として知
られたもののなかから選んで用いることができ、この様
な目的に合致するかぎり通常用いられる公知の試薬ある
いは市販されており容易に入手できる試薬のなかから選
んで用いることができる。このようなブロッキング試薬
としては、また水酸基の保護基として知られたもののな
かから選んで用いることができる。
Next, the polysiloxane oligomer product thus obtained is treated with a blocking reagent to synthesize a block-treated polysiloxane oligomer product. The blocking reagent that can be used in this reaction can be selected from those known as blocking reagents for inorganic metals such as silicon, and can be used as long as it is compatible with such purpose. It can be used by selecting from reagents that are easily available. As such a blocking reagent, it can be selected and used from those known as a protective group for a hydroxyl group.

【0024】ブロッキング試薬としては、例えばトリメ
チルシリルクロライド、ジメチルイソプロピルシリルク
ロライド、t−ブチルジメチルシリルクロライドなどの
トリアルキル置換シリルハライドなどが挙げられる。ブ
ロッキング試薬としては、トリメチルシリルクロライド
が好適に用いることが出来る。
Examples of the blocking reagent include trialkyl-substituted silyl halides such as trimethylsilyl chloride, dimethylisopropylsilyl chloride and t-butyldimethylsilyl chloride. Trimethylsilyl chloride can be preferably used as the blocking reagent.

【0025】このブロッキング反応においては、第一段
の工程で得られたポリシロキサンオリゴマー生成物中に
ブロッキング試薬を添加することによりその処理を行う
ことができる。ブロッキング試薬を添加せしめられた反
応混合物は、約5℃から約60℃、好ましくは約15℃
から約40℃、さらに好ましくは約20℃から約30℃
に保ち、穏やかに攪拌あるいは振動させながら、約5時
間から約70時間、好ましくは約10時間から約40時
間、さらに好ましくは約10時間から約20時間反応さ
せる。こうしてブロック処理されたポリシロキサンオリ
ゴマー生成物を含む反応混合物は、次に必要に応じて低
沸点物や溶媒を除去するために蒸発除去処理を加え、ブ
ロック処理されたポリシロキサンオリゴマー生成物を得
ることができる。このブロッキング反応においては、上
記第一段の工程で用いられたような有機溶媒、水そして
酸を、所望の生成物が得られるようにするため適宜添加
することもできる。
In this blocking reaction, the treatment can be carried out by adding a blocking reagent to the polysiloxane oligomer product obtained in the first step. The reaction mixture to which the blocking reagent is added is about 5 ° C to about 60 ° C, preferably about 15 ° C.
To about 40 ° C, more preferably about 20 ° C to about 30 ° C
The reaction is carried out for about 5 hours to about 70 hours, preferably for about 10 hours to about 40 hours, and more preferably for about 10 hours to about 20 hours while gently stirring or shaking. The reaction mixture containing the block-treated polysiloxane oligomer product is then subjected to evaporative removal treatment to remove low-boiling substances and solvents, if necessary, to obtain a block-treated polysiloxane oligomer product. You can In this blocking reaction, the organic solvent, water and acid as used in the above-mentioned first step can be appropriately added in order to obtain the desired product.

【0026】つぎに、この様にして得られたブロック処
理されたポリシロキサンオリゴマー生成物は、さらに水
と反応させることができる。このブロック処理されたポ
リシロキサンオリゴマー生成物を処理するにあたって
は、出発ブロックされたポリシロキサンオリゴマー生成
物は水と有機溶媒存在下反応させるのが好ましい。また
その反応は酸性下で行うのが好ましい。反応系を酸性に
するには、酸を添加することにより行える。酸として
は、上記第一段の工程で用いられたような塩酸、臭素
酸、硫酸、硝酸、燐酸、過塩素酸、重硫酸塩、酸性亜硫
酸塩などの無機酸又はそれらの塩、酢酸、酪酸、蟻酸、
シュウ酸、コハク酸、フマル酸、安息香酸などの有機酸
などが挙げられる。なかでも塩酸が好ましく使用でき
る。
The block-treated polysiloxane oligomer product thus obtained can then be further reacted with water. In treating the blocked polysiloxane oligomer product, the starting blocked polysiloxane oligomer product is preferably reacted with water in the presence of an organic solvent. The reaction is preferably carried out under acidic conditions. The reaction system can be made acidic by adding an acid. Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, bisulfate, and acidic sulfite as used in the first step, or salts thereof, acetic acid, butyric acid. ,formic acid,
Organic acids such as oxalic acid, succinic acid, fumaric acid and benzoic acid can be mentioned. Of these, hydrochloric acid can be preferably used.

【0027】また、この反応で使用できる有機溶媒とし
ては、上記第一段の工程で用いられたようなメタノー
ル、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノー
ル、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノー
ル、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オク
タノール、デカノールなどの脂肪族アルコール類、シク
ロプロパノール、シクロブタノール、シクロペンタノー
ル、シクロヘキサノール、シクロヘプタノールなどの脂
環式アルコール類、あるいはそれらの混合物が挙げられ
る。有機溶媒としては、メタノール、エタノールなどが
好ましく用いられる。
The organic solvent which can be used in this reaction includes methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol and pentanol as used in the first step. Examples thereof include aliphatic alcohols such as hexanol, heptanol, octanol, and decanol, alicyclic alcohols such as cyclopropanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, and cycloheptanol, or a mixture thereof. As the organic solvent, methanol, ethanol or the like is preferably used.

【0028】このブロックされたポリシロキサンオリゴ
マー生成物処理にあたっては、出発ブロックされたポリ
シロキサンオリゴマー生成物に適当量の有機溶媒と水と
を加え、次にその混合物に適当量の酸を加え、最初は激
しく攪拌し、約10分間から約1時間、好ましくは約2
0分間から約40分間、さらに好ましくは約25分間か
ら約35分間反応させ均一な反応混合液とし、つぎに均
一になった反応混合液を、約5℃から約80℃、好まし
くは約15℃から約50℃、さらに好ましくは約20℃
から約40℃に保ち、穏やかに攪拌あるいは振動させな
がら、約5時間から約100時間、好ましくは約10時
間から約50時間反応させる。また、約15時間から約
30時間反応させてもよい。
In treating the blocked polysiloxane oligomer product, the starting blocked polysiloxane oligomer product is added with an appropriate amount of organic solvent and water, and then the mixture is added with an appropriate amount of acid. With vigorous stirring for about 10 minutes to about 1 hour, preferably about 2
The reaction mixture is allowed to react for 0 to about 40 minutes, more preferably for about 25 to about 35 minutes to form a uniform reaction mixture, and then the homogeneous reaction mixture is about 5 ° C to about 80 ° C, preferably about 15 ° C. To about 50 ° C, more preferably about 20 ° C
From about 5 hours to about 100 hours, preferably from about 10 hours to about 50 hours, while gently stirring or shaking. Further, the reaction may be carried out for about 15 hours to about 30 hours.

【0029】このポリシロキサンオリゴマー生成物処理
にあたっては、有機溶媒、例えばメタノールの場合、出
発ブロックされたポリシロキサンオリゴマー生成物1g
当たり約0.05gから約3g、好ましくは約0.1g
から約1g、さらに好ましくは約0.2gから約0.6
g用いられる。このポリシロキサンオリゴマー生成物処
理にあたっては、 水は出発ポリシロキサンオリゴマー
生成物当たり約0.8倍モルから約30倍モル、好まし
くは約1.0倍モルから約15倍モル、さらに好ましく
は約1.5倍モルから約6倍モル用いられる。この反応
で加えられる酸の量は、例えば、塩酸の場合、出発ブロ
ックされたポリシロキサンオリゴマー生成物1g当たり
約0.001gから約2g、好ましくは約0.005g
から約1g、さらに好ましくは約0.01gから約0.
5g用いられる。この反応で加えられる酸の量を多くす
ることにより、より数平均分子量(Mn)の大きな生成
物が得られる。
In treating the polysiloxane oligomer product, in the case of an organic solvent such as methanol, 1 g of the starting blocked polysiloxane oligomer product is used.
About 0.05g to about 3g, preferably about 0.1g per
To about 1 g, more preferably about 0.2 g to about 0.6
g used. In the treatment of the polysiloxane oligomer product, water is about 0.8 to about 30 times, preferably about 1.0 to about 15 times, more preferably about 1 to about 1 times the starting polysiloxane oligomer product. It is used in an amount of 0.5 to 6 times the molar amount. The amount of acid added in this reaction is, for example, in the case of hydrochloric acid, from about 0.001 g to about 2 g, preferably about 0.005 g per g of starting blocked polysiloxane oligomer product.
To about 1 g, more preferably about 0.01 g to about 0.1 g.
5 g is used. By increasing the amount of acid added in this reaction, a product with a higher number average molecular weight (Mn) can be obtained.

【0030】こうして得られた最終高分子生成物はさら
にブロッキング試薬で処理することができる。この処理
は、上記ブロッキング反応と同様にして行うことができ
る。こうして処理された高分子生成物を含む反応混合物
は、次に必要に応じて低沸点物や溶媒を除去するために
蒸発除去処理を加え、所望の高分子を得ることができ
る。上記ブロッキング試薬としては、リン酸又はリン酸
エステルを用いリン酸基でブロックされたポリシロキサ
ンオリゴマーとすることもできる。この場合、第一段の
工程の重縮合条件下加水分解反応で得られたオリゴマー
生成物を、加水分解条件下処理し、そのオリゴマー生成
物中に部分的に遊離の−Si−OH基を形成させる。出
発オリゴマー生成物は水と有機溶媒存在下反応させるの
が好ましい。またその反応は酸性下行うのが好ましい。
反応系を酸性にするには、酸を添加することにより行え
る。酸としては、上記第一段の工程の重縮合条件下加水
分解反応で用いられたものから選んで用いることができ
る。なかでも塩酸が好ましく使用できる。酸の使用量は
触媒量でよい。
The final polymer product thus obtained can be further treated with a blocking reagent. This treatment can be performed in the same manner as the above blocking reaction. The reaction mixture containing the polymer product thus treated can then be subjected to an evaporation removal treatment to remove low boiling substances and solvents, if necessary, to obtain the desired polymer. As the blocking reagent, phosphoric acid or a phosphoric acid ester may be used to form a polysiloxane oligomer blocked with a phosphoric acid group. In this case, the oligomer product obtained by the hydrolysis reaction under the polycondensation condition of the first step is treated under the hydrolysis condition to form a partially free -Si-OH group in the oligomer product. Let The starting oligomer product is preferably reacted with water in the presence of an organic solvent. The reaction is preferably carried out under acidic conditions.
The reaction system can be made acidic by adding an acid. The acid may be selected from those used in the hydrolysis reaction under the polycondensation conditions in the first step. Of these, hydrochloric acid can be preferably used. The amount of acid used may be a catalytic amount.

【0031】また、この反応で使用できる有機溶媒とし
ては、上記第一段の工程の重縮合条件下加水分解反応で
用いられたものから選んで用いることができる。有機溶
媒としては、メタノール、エタノールなどを好ましく用
いることができる。この部分加水分解反応にあたって
は、出発オリゴマーに適当量の有機溶媒と水とを加え、
次にその混合物に適当量の酸を加え、約10分間から約
2時間、好ましくは約20分間から約90分間、さらに
好ましくは約25分間から約55分間反応させ均一な反
応混合液としする。その反応は、通常、約5℃から約8
0℃、好ましくは約15℃から約50℃、さらに好まし
くは約20℃から約40℃に保ち、穏やかに攪拌あるい
は振動させながらおこなわれる。使用ケイ素アルコキシ
ド中のアルコキシド基の種類により、その反応時間は更
に長くする必要もある。一般に炭素数の多いアルコール
残基を持つものでは反応時間に要する時間は長くなる
が、共存する水や有機溶媒や酸の量や種類を調節するこ
とにより変えることができる。
The organic solvent used in this reaction may be selected from those used in the hydrolysis reaction under the polycondensation conditions in the first step. As the organic solvent, methanol, ethanol or the like can be preferably used. In this partial hydrolysis reaction, an appropriate amount of organic solvent and water are added to the starting oligomer,
Next, an appropriate amount of acid is added to the mixture, and the mixture is reacted for about 10 minutes to about 2 hours, preferably for about 20 minutes to about 90 minutes, more preferably for about 25 minutes to about 55 minutes to form a uniform reaction mixture. The reaction is usually about 5 ° C to about 8 ° C.
The temperature is kept at 0 ° C., preferably about 15 ° C. to about 50 ° C., more preferably about 20 ° C. to about 40 ° C., with gentle stirring or shaking. Depending on the type of alkoxide group in the silicon alkoxide used, the reaction time also needs to be longer. In general, those having an alcohol residue having a large number of carbon atoms require a long reaction time, but the reaction time can be changed by adjusting the amount and type of coexisting water, organic solvent, and acid.

【0032】この部分加水分解反応にあたっては、有機
溶媒は出発オリゴマー当たり約3.0倍モルから約20
倍モル、好ましくは約4.5倍モルから約10倍モル、
さらに好ましくは約6.5倍モルから約8.5倍モル用
いられる。オリゴマー加水分解反応中には、水は出発オ
リゴマー当たり約0.1倍モルから約2倍モル、好まし
くは約0.15倍モルから約1.8倍モル、さらに好ま
しくは約0.2倍モルから約1.6倍モル用いられる。
In this partial hydrolysis reaction, the organic solvent is used in an amount of about 3.0 times mol to about 20 mol per starting oligomer.
Double mole, preferably about 4.5 to about 10 moles,
More preferably, it is used in an amount of about 6.5 times to about 8.5 times the molar amount. During the oligomer hydrolysis reaction, water is about 0.1 times to about 2 times, preferably about 0.15 times to about 1.8 times, more preferably about 0.2 times, the mole of the starting oligomer. To about 1.6 times the molar amount.

【0033】次にこの様にして得られた部分加水分解オ
リゴマー生成物を、リン酸又はリン酸エステルで処理
し、遊離の−Si−OH基がブロッキング処理されたオ
リゴマー生成物を合成する。この反応に使用できるリン
酸エステルとしては、リン酸エステルとして知られたも
ののなかから選んで用いることができ、この様な目的に
合致するかぎり通常用いられる公知の試薬あるいは市販
されており容易に入手できる試薬のなかから選んで用い
ることができる。このようなリン酸エステルとしては、
また水酸基の保護基として知られたもののなかから選ん
で用いることができる。
Next, the partially hydrolyzed oligomer product thus obtained is treated with phosphoric acid or a phosphoric acid ester to synthesize an oligomer product in which free --Si--OH groups are blocked. The phosphoric acid ester that can be used in this reaction can be selected from those known as phosphoric acid ester, and can be used as long as it is a known reagent or commercially available and easily available as long as it meets such purpose. It can be used by selecting from the reagents that can be used. As such a phosphoric acid ester,
In addition, it can be used by selecting from known ones as a protective group for a hydroxyl group.

【0034】リン酸エステルとしては、モノ−、ジ−又
はトリ−飽和又は不飽和炭化水素置換リン酸エステルが
挙げられ、例えばトリメチルリン酸エステル、トリエチ
ルリン酸エステル、ジメチルイソプロピルリン酸エステ
ル、t−ブチルジメチルリン酸エステルなどのアルキル
置換リン酸エステル、トリベンジルリン酸エステルなど
のアリールアルキル置換リン酸エステル、トリフェニル
リン酸エステルなどのアリール置換リン酸エステル、ト
リシクロヘキシルリン酸エステルなどのシクロアルキル
置換リン酸エステルなどが挙げられ、これらアルキル
基、シクロアルキル基、アリール基あるいはアラルキル
基は任意にアルキル基、アリール基、アラルキル基、シ
クロアルキル基、水酸基、ハロゲン原子などの置換基を
有していてもよい。リン酸エステルとしては、トリメチ
ルリン酸エステル及びトリエチルリン酸エステルが好適
に用いることが出来る。
Examples of the phosphoric acid ester include mono-, di- or tri-saturated or unsaturated hydrocarbon-substituted phosphoric acid esters, for example, trimethyl phosphoric acid ester, triethyl phosphoric acid ester, dimethylisopropyl phosphoric acid ester, t-. Alkyl-substituted phosphates such as butyl dimethyl phosphate, arylalkyl-substituted phosphates such as tribenzyl phosphate, aryl-substituted phosphates such as triphenyl phosphate, cycloalkyl-substituted phosphates such as tricyclohexyl phosphate Phosphoric acid ester, etc., and these alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups or aralkyl groups optionally have substituents such as alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, cycloalkyl groups, hydroxyl groups and halogen atoms. Good. As the phosphoric acid ester, trimethyl phosphoric acid ester and triethyl phosphoric acid ester can be preferably used.

【0035】このブロッキング反応においては、部分加
水分解して得られたオリゴマー生成物中にリン酸又はリ
ン酸エステルを添加することによりその処理を行うこと
ができる。リン酸エステルを添加せしめられた反応混合
物は、約5℃から約80℃、好ましくは約15℃から約
40℃、さらに好ましくは約20℃から約30℃に保
ち、穏やかに攪拌あるいは振動させながら、約1時間か
ら約30時間、好ましくは約2時間から約20時間、さ
らに好ましくは約3時間から約15時間反応させる。こ
うしてブロック処理されたオリゴマー生成物を含む反応
混合物は、次に必要に応じて低沸点物や溶媒を除去する
ために蒸発除去処理を加え、ブロック処理されたオリゴ
マー生成物を得ることができる。このブロッキング反応
においては、上記重縮合あるいは部分加水分解工程で用
いられたような有機溶媒、水そして酸を、所望の生成物
が得られるようにするため適宜添加することもできる。
こうして得られたブロック処理された高分子生成物を含
む反応混合物は、次に必要に応じて低沸点物や溶媒を除
去するために蒸発除去処理を加え、所望の高分子を得る
ことができる。
In this blocking reaction, the treatment can be carried out by adding phosphoric acid or a phosphoric acid ester to the oligomer product obtained by partial hydrolysis. The reaction mixture to which the phosphoric acid ester has been added is kept at about 5 ° C to about 80 ° C, preferably about 15 ° C to about 40 ° C, more preferably about 20 ° C to about 30 ° C, while gently stirring or shaking. For about 1 hour to about 30 hours, preferably about 2 hours to about 20 hours, more preferably about 3 hours to about 15 hours. The reaction mixture containing the block-processed oligomer product can then be subjected to evaporation removal treatment to remove low-boiling substances and solvents, if necessary, to obtain the block-processed oligomer product. In this blocking reaction, the organic solvent, water and acid used in the above polycondensation or partial hydrolysis step may be appropriately added to obtain the desired product.
The reaction mixture containing the block-treated polymer product thus obtained can then be subjected to an evaporation removal treatment to remove low-boiling substances and solvents, if necessary, to obtain the desired polymer.

【0036】この様にして得られたブロック処理された
オリゴマー生成物は、それから最終高分子生成物を容易
に形成するため、さらに水と反応させることができる。
このブロック処理されたオリゴマー生成物を処理するに
あたっては、出発ブロックされたオリゴマー生成物は水
と有機溶媒存在下反応させるのが好ましい。またその反
応は酸性下行うのが好ましい。反応系を酸性にするに
は、酸を添加することにより行える。酸としては、上記
上記第一段の工程で用いられたような塩酸、臭素酸、硫
酸、硝酸、燐酸、過塩素酸、重硫酸塩、酸性亜硫酸塩な
どの無機酸又はそれらの塩、酢酸、酪酸、蟻酸、シュウ
酸、コハク酸、フマル酸、安息香酸などの有機酸などが
挙げられる。なかでも塩酸が好ましく使用できる。
The block-treated oligomeric product thus obtained can then be further reacted with water in order to easily form the final polymeric product.
In treating the block-treated oligomer product, the starting blocked oligomer product is preferably reacted with water in the presence of an organic solvent. The reaction is preferably carried out under acidic conditions. The reaction system can be made acidic by adding an acid. Examples of the acid include hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, bisulfate, acidic sulfite and the like inorganic acids or salts thereof, acetic acid used in the above first step. Organic acids such as butyric acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid and benzoic acid can be mentioned. Of these, hydrochloric acid can be preferably used.

【0037】また、この反応で使用できる有機溶媒とし
ては、上記上記第一段の工程で用いられたものから選ん
で用いることができる。有機溶媒としては、メタノー
ル、エタノールなどが好ましく用いられる。上記ポリシ
ロキサンオリゴマーの製造にあたっては、構造が線状の
ものであり、さらに単位成分が少なくとも極力一次元的
に長くリニア状に連なった構造のものを得る条件を選択
することができるし、また好ましい。
The organic solvent used in this reaction can be selected from those used in the above first step. As the organic solvent, methanol, ethanol or the like is preferably used. In the production of the above polysiloxane oligomer, it is possible and preferable to select the conditions for obtaining a structure having a linear structure and further having a unit component linearly connected at least as long as possible in one dimension. .

【0038】上記製造法において、その水溶液中には、
本発明の目的に合致するかぎり、pH緩衝剤、ゲル化調
整剤、着色剤などが添加されていてよい。形成されるポ
リシロキサンオリゴマーの重合度、性状などは、これら
のものによっても調節できる。使用される水としては、
精製水、酸性水溶液が挙げられが、形成されるポリシロ
キサンオリゴマーに所要の特定の性状を付与するために
精製水などに金属、金属塩、無機化合物、有機化合物、
顔料、半導体材料、薬剤などを加えたものを用いること
もできよう。使用される水として精製水が好ましく用い
られ、それにより高純度ポリシロキサンオリゴマーが容
易に形成される。
In the above production method, in the aqueous solution,
A pH buffer, a gelling agent, a coloring agent and the like may be added as long as they meet the purpose of the present invention. The degree of polymerization, properties, etc. of the polysiloxane oligomer formed can also be adjusted by these substances. As the water used,
Purified water, an acidic aqueous solution can be mentioned, but in order to impart the required specific properties to the formed polysiloxane oligomer, a metal, a metal salt, an inorganic compound, an organic compound, or the like is added to purified water.
It is also possible to use a material to which a pigment, a semiconductor material, a drug or the like is added. Purified water is preferably used as the water used, whereby a high-purity polysiloxane oligomer is easily formed.

【0039】本発明で得られる無機ケイ酸重合体成型物
は、当該分野で広く知られた通常の方法を用いて、各種
の無機系機能性材料に加工できる。このような製品は、
耐酸性や耐水性、耐アルカリ性などの化学的耐久性に優
れ、機械的強度にも優れ、材料の表面加工にも用いられ
ることもできる。本発明で得られるケイ酸重合体は、ま
た耐化学性を示す高い強度及び高い耐久性をもった優れ
た次世代コンクリート開発にもその可能性を与え,かつ
安価で施工性の優れたセメントを製造するのに用いられ
ることができよう。
The inorganic silicic acid polymer molded article obtained in the present invention can be processed into various inorganic functional materials by using a general method widely known in the art. Such products are
It has excellent chemical durability such as acid resistance, water resistance, and alkali resistance, excellent mechanical strength, and can be used for surface processing of materials. The silicic acid polymer obtained in the present invention also gives the possibility to the development of an excellent next-generation concrete having high strength and high durability showing chemical resistance, and an inexpensive cement having excellent workability. Could be used to manufacture.

【0040】近年,強度と水密性を発現し、海水あるい
は空気中などの塩素イオンあるいは硫酸イオン等に対し
て耐化学性を示す他、防水性などにも優れる高い強度及
び高い耐久性をもったコンクリートを与えるセメント代
替え物を製造する技術の開発が,次世代コンクリート開
発に資するものとして脚光を浴び,したがって現在その
開発が活発に行なわれているが、本発明で得られるケイ
酸重合体は、このような耐化学性を示す高い強度及び高
い耐久性をもったコンクリートを与えるものとして利用
される道を開く。
In recent years, in addition to exhibiting strength and watertightness and chemical resistance to chlorine ions or sulfate ions in seawater or air, it also has high strength and high durability with excellent waterproofness. The development of a technique for producing a cement substitute for giving concrete has been spotlighted as contributing to the development of next-generation concrete, and therefore its development is being actively conducted at present. However, the silicic acid polymer obtained by the present invention is It paves the way for providing concrete with high strength and high durability showing such chemical resistance.

【0041】本発明で利用するポリシロキサンオリゴマ
ーは、柔軟性に優れ、弾力的な性状を示し、本発明の反
応性ケイ藻土、反応性ケイ砂など無機充填剤(フィラ
ー)以外のもの、例えばNa4 SiO4 、Na2 SiO
3 ・9H2 O、Na2 SiO3・CaOなどのケイ酸ナ
トリウム塩、CaSiO3 などのケイ酸カルシウム塩な
どと反応して、より高い強度がありながら、靱性のある
及び高い耐久性をもった、亀裂などの生じにくいコンク
リートを与えるものとすることができる。こうして得ら
れる材料は、構造材料、構造用接着剤として優れた性状
をもつ。
The polysiloxane oligomer used in the present invention is excellent in flexibility and exhibits elastic properties, and other than inorganic fillers such as reactive diatomaceous earth and reactive silica sand of the present invention, for example, Na 4 SiO 4 , Na 2 SiO
3 · 9H 2 O, sodium silicates such as Na 2 SiO 3 · CaO, react with silicic acid calcium salt, such as CaSiO 3, while there is a higher strength, with a certain and highly durable toughness It is possible to provide concrete that is resistant to cracking. The material thus obtained has excellent properties as a structural material and a structural adhesive.

【0042】[0042]

【実施例】次に実施例を示して、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこの具体例により限定されるもの
でなく、その思想に従うかぎり各種の形態で実施できる
ことは理解されるべきである。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by showing examples, but it is understood that the present invention is not limited to these examples and can be carried out in various forms as long as the idea thereof is followed. Should be.

【0043】実施例1 テトラエトキシシラン(特殊シリコン試薬SP)を用
い、ケイ酸重合体の形成反応を行った。 (1)ポリシロキサンオリゴマー合成反応 攪拌子の入ったナス型フラスコにテトラエトキシシラン
(TEOS)20g(1.0モル)を入れ、次にこれに
メタノール3.09g(2.0モル)と蒸留水2.53
g(1.5モル)を加え、更に35%濃度の塩酸溶液1
00mg(0.01モル)を添加した。反応混合物を強
く攪拌しながら約30分間反応させる。反応混合物液が
均一になったら攪拌を止め、約30℃の恒温振動水槽に
反応混合物液置き、攪拌及び振動しながら約24時間反
応させる。
Example 1 Tetraethoxysilane (special silicon reagent SP) was used to carry out a reaction for forming a silicic acid polymer. (1) Synthesis reaction of polysiloxane oligomer 20 g (1.0 mol) of tetraethoxysilane (TEOS) was placed in an eggplant-shaped flask containing a stirrer, and then 3.09 g (2.0 mol) of methanol and distilled water were added thereto. 2.53
g (1.5 mol) was added, and a 35% strength hydrochloric acid solution 1 was added.
00 mg (0.01 mol) was added. The reaction mixture is allowed to react for about 30 minutes with vigorous stirring. When the reaction mixture becomes uniform, stirring is stopped, and the reaction mixture is placed in a constant temperature vibrating water tank at about 30 ° C. and reacted for about 24 hours while stirring and vibrating.

【0044】上記の工程で得られたポリシロキサンオリ
ゴマー含有反応混合物にトリメチルシリルクロライド1
5g(1.5モル)を加え、攪拌しながら約12時間反
応させる。こうして得られた反応混合物中の低沸点物を
エバポレートして除き、残留物としてTMSでブロック
されたポリシロキサンオリゴマーを得る。得られたポリ
シロキサンオリゴマーの分子構造を決定するため、IR
分光法を用いた。得られたポリシロキサンオリゴマーの
数平均分子量(Mn)は1230であり、Mw/Mnは
1.49であった。
Trimethylsilyl chloride 1 was added to the reaction mixture containing the polysiloxane oligomer obtained in the above step.
5 g (1.5 mol) is added and reacted for about 12 hours with stirring. The low-boiling substances in the reaction mixture thus obtained are removed by evaporation to obtain a TMS-blocked polysiloxane oligomer as a residue. In order to determine the molecular structure of the obtained polysiloxane oligomer, IR
Spectroscopy was used. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polysiloxane oligomer was 1230, and Mw / Mn was 1.49.

【0045】(2)TMSでブロックされたポリシロキ
サンオリゴマー合成反応 上記の工程で得られたTMSでブロックされたポリシロ
キサンオリゴマーを用いて、セカンドオリゴマーの形成
反応を行った。上記で得られたTMSでブロックされた
ポリシロキサンオリゴマー(出発オリゴマー)3gを含
有する水溶液に、メタノール1.0gと35%濃度の塩
酸溶液75mgを添加した。反応混合物を強く攪拌しな
がら約30分間反応させる。反応混合物液が均一になっ
たら攪拌を止め、約30℃の恒温振動水槽に反応混合物
液置き、攪拌及び振動しながら約20時間反応させる。
(2) Synthesis reaction of polysiloxane oligomer blocked with TMS Using the polysiloxane oligomer blocked with TMS obtained in the above step, a second oligomer formation reaction was carried out. To an aqueous solution containing 3 g of the TMS-blocked polysiloxane oligomer (starting oligomer) obtained above, 1.0 g of methanol and 75 mg of a 35% strength hydrochloric acid solution were added. The reaction mixture is allowed to react for about 30 minutes with vigorous stirring. When the reaction mixture becomes uniform, stirring is stopped, the reaction mixture is placed in a constant temperature vibrating water bath at about 30 ° C., and the reaction is continued for about 20 hours while stirring and vibrating.

【0046】次に、上記の工程で得られた反応混合物に
トリメチルシリルクロライド(TMSC)1.5gを加
え、攪拌しながら約12時間反応させる。こうして得ら
れた反応混合物中の低沸点物をエバポレートして除き、
残留物としてTMSでブロックされたセカンドオリゴマ
ーを得る。以上の例を実験例1とする。同様にして使用
塩酸溶液の量を変えて、実験例2〜3を行った。それら
の配合例を表1に示す。
Next, 1.5 g of trimethylsilyl chloride (TMSC) is added to the reaction mixture obtained in the above step, and the mixture is reacted for about 12 hours while stirring. The low-boiling substances in the reaction mixture thus obtained are removed by evaporation,
A TMS-blocked second oligomer is obtained as the residue. The above example is referred to as Experimental Example 1. Similarly, Experimental Examples 2 to 3 were performed by changing the amount of the hydrochloric acid solution used. Table 1 shows examples of their formulations.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】得られたセカンドオリゴマーの分子量およ
び分子量分布を測定するため、GPC(ゲルパーミェー
ションクロマトグラフ)を用いた。上記実施例で得られ
た結果のまとめを表2に示す。
GPC (gel permeation chromatography) was used to measure the molecular weight and molecular weight distribution of the obtained second oligomer. Table 2 shows a summary of the results obtained in the above examples.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】実施例2 攪拌子の入ったナス型フラスコにテトラエトキシシラン
(TEOS)20g(1.0モル)を入れ、次にこれに
メタノール3.09g(2.0モル)と蒸留水2.53
g(1.5モル)を加え、更に35%濃度の塩酸溶液1
00mg(0.01モル)を添加した。反応混合物を強
く攪拌しながら約30分間反応させる。反応混合物液が
均一になったら攪拌を止め、約30℃の恒温振動水槽に
反応混合物液置き、攪拌及び振動しながら約24時間反
応させる。
Example 2 20 g (1.0 mol) of tetraethoxysilane (TEOS) was placed in a round-bottomed flask containing a stir bar, and then 3.09 g (2.0 mol) of methanol and distilled water were added thereto. 53
g (1.5 mol) was added, and a 35% strength hydrochloric acid solution 1 was added.
00 mg (0.01 mol) was added. The reaction mixture is allowed to react for about 30 minutes with vigorous stirring. When the reaction mixture becomes uniform, stirring is stopped, and the reaction mixture is placed in a constant temperature vibrating water tank at about 30 ° C. and reacted for about 24 hours while stirring and vibrating.

【0051】上記の工程で得られたポリシロキサンオリ
ゴマー含有反応混合物にトリメチルシリルクロライド1
5g(1.5モル)を加え、攪拌しながら反応させる。
こうして得られた反応混合物中の低沸点物をエバポレー
トして除き、残留物としてTMSでブロックされたポリ
シロキサンオリゴマーを得る。得られたポリシロキサン
オリゴマーの分子構造を決定するのに、GPC(ゲルパ
ーミェーションクロマトグラフ)を用いた。得られたポ
リシロキサンオリゴマーの数平均分子量(Mn)は12
30であり、Mw/Mnは1.49であった。
Trimethylsilyl chloride 1 was added to the polysiloxane oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step.
Add 5 g (1.5 mol) and react with stirring.
The low-boiling substances in the reaction mixture thus obtained are removed by evaporation to obtain a TMS-blocked polysiloxane oligomer as a residue. GPC (Gel Permeation Chromatograph) was used to determine the molecular structure of the resulting polysiloxane oligomer. The number average molecular weight (Mn) of the obtained polysiloxane oligomer was 12
30 and Mw / Mn was 1.49.

【0052】実施例3 (1)ポリシロキサンオリゴマー合成反応 攪拌子の入ったナス型フラスコにテトラエトキシシラン
(TEOS)200g(10.0モル)を入れ、次にこ
れにメタノール30.9gと蒸留水25.3g(15.
0モル)を加え、更に35%濃度の塩酸溶液1.0g
(0.10モル)を添加した。反応混合物を強く攪拌し
ながら約30分間反応させる。反応混合物液が均一にな
ったら攪拌を止め、約30℃の恒温振動水槽に反応混合
物液置き、攪拌及び振動しながら約20時間反応させ
る。
Example 3 (1) Polysiloxane Oligomer Synthesis Reaction 200 g (10.0 mol) of tetraethoxysilane (TEOS) was placed in a round-bottomed flask equipped with a stir bar, and then 30.9 g of methanol and distilled water were added thereto. 25.3 g (15.
0 mol) was added, and 1.0 g of a 35% strength hydrochloric acid solution was added.
(0.10 mol) was added. The reaction mixture is allowed to react for about 30 minutes with vigorous stirring. When the reaction mixture becomes uniform, stirring is stopped, the reaction mixture is placed in a constant temperature vibrating water bath at about 30 ° C., and the reaction is continued for about 20 hours while stirring and vibrating.

【0053】上記の工程で得られたポリシロキサンオリ
ゴマー含有反応混合物中の揮発性の低沸点物及び溶媒を
エバポレートして除き、残留物として透明で粘稠な液と
してポリテトラエトキシシラン(PTEOS)を得る。
上記の工程で得られたPTEOSポリシロキサンオリゴ
マーの性状はトリメチルシリルクロライドを用いてブロ
ッキングしたオリゴマーを利用してGPC(ゲルパーミ
ェーションクロマトグラフ)を用い測定した。表3に使
用した試薬の配合割合及び反応時間をまとめて示すとと
もにPTEOSの性状をを示す。
The volatile low-boiling substances and the solvent in the polysiloxane oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step were removed by evaporation, and polytetraethoxysilane (PTEOS) was used as a residue as a transparent viscous liquid. obtain.
The properties of the PTEOS polysiloxane oligomer obtained in the above step were measured by GPC (gel permeation chromatograph) using an oligomer blocked with trimethylsilyl chloride. Table 3 summarizes the blending ratios of the reagents used and the reaction times, and also shows the properties of PTEOS.

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】(2)ポリシロキサンオリゴマーのリン酸
基ブロッキング反応 上記(1)の工程で得られたポリシロキサンオリゴマー
含有エタノール溶液(99.5%エタノール使用)に蒸
留水及び触媒量の1Nの塩酸を加え、こうして得られた
混合物を室温で攪拌しながら、45分間反応させる。こ
うして得られた部分的に加水分解せしめられたポリシロ
キサンオリゴマー含有反応混合物に、トリエチルリン酸
エステル(特級試薬)を加え、80℃で約15時間攪拌
しながら反応させる。上記の工程で得られたブロックさ
れたポリシロキサンオリゴマー含有反応混合物中の揮発
性の低沸点物及び溶媒をエバポレートして除き、残留物
として無色透明で粘稠な液としてリン酸基でブロックさ
れたポリテトラエトキシシラン(PTEOS)を得る。
表4に使用した試薬の配合割合と生成物の収量を示す。
(2) Phosphoric Acid Group Blocking Reaction of Polysiloxane Oligomer Distilled water and a catalytic amount of 1N hydrochloric acid are added to the polysiloxane oligomer-containing ethanol solution (using 99.5% ethanol) obtained in the above step (1). In addition, the mixture thus obtained is allowed to react for 45 minutes with stirring at room temperature. To the partially hydrolyzed polysiloxane oligomer-containing reaction mixture thus obtained, triethyl phosphate (special grade reagent) is added and reacted at 80 ° C. for about 15 hours with stirring. Volatile low-boiling substances and solvents in the blocked polysiloxane oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step were removed by evaporation, and the residue was blocked with phosphoric acid groups as a colorless transparent viscous liquid. Obtain polytetraethoxysilane (PTEOS).
Table 4 shows the blending ratio of the reagents used and the yield of the product.

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】実施例4 (1)ポリシロキサンオリゴマー合成反応 攪拌子の入ったナス型フラスコにテトラエトキシシラン
(TEOS)を入れ、次にこれにメタノールと蒸留水を
加え、更に35%濃度の塩酸溶液を添加した。反応混合
物を強く攪拌しながら約30分間反応させる。反応混合
物液が均一になったら攪拌を止め、室温で攪拌しながら
約24時間反応させる。表5に使用した試薬の配合割合
及び反応条件を示す。
Example 4 (1) Polysiloxane oligomer synthesis reaction Tetraethoxysilane (TEOS) was placed in a round-bottomed flask equipped with a stir bar, then methanol and distilled water were added thereto, and a 35% hydrochloric acid solution was further added. Was added. The reaction mixture is allowed to react for about 30 minutes with vigorous stirring. When the reaction mixture becomes uniform, stop stirring, and allow to react for about 24 hours while stirring at room temperature. Table 5 shows the mixing ratios of the reagents used and the reaction conditions.

【0058】[0058]

【表5】 [Table 5]

【0059】上記の工程で得られたポリシロキサンオリ
ゴマー含有反応混合物中の揮発性の低沸点物及び溶媒を
エバポレートして除き、残留物として透明で粘稠な液と
してポリテトラエトキシシラン(PTEOS)を得る。
上記の工程で得られたPTEOSポリシロキサンオリゴ
マーの性状はトリメチルシリルクロライドを用いてブロ
ッキングしたオリゴマーを利用してGPC(ゲルパーミ
ェーションクロマトグラフ)を用い測定した。表6に使
用した水の配合割合及びPTEOSオリゴマーの性状を
を示す。
The volatile low-boiling substances and the solvent in the polysiloxane oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step were removed by evaporation, and polytetraethoxysilane (PTEOS) was used as a transparent and viscous liquid as a residue. obtain.
The properties of the PTEOS polysiloxane oligomer obtained in the above step were measured by GPC (gel permeation chromatograph) using an oligomer blocked with trimethylsilyl chloride. Table 6 shows the proportion of water used and the properties of the PTEOS oligomer.

【0060】[0060]

【表6】 [Table 6]

【0061】(2)ポリシロキサンオリゴマーのリン酸
基ブロッキング反応 上記(1)の工程で得られたポリシロキサンオリゴマー
含有エタノール溶液(99.5%エタノール使用)に蒸
留水及び触媒量の1Nの塩酸を加え、こうして得られた
混合物を室温で攪拌しながら、45分間反応させる。こ
うして得られた部分的に加水分解せしめられたポリシロ
キサンオリゴマー含有反応混合物に、トリエチルリン酸
エステル(特級試薬)を加え、80℃で約3時間攪拌し
ながら反応させる。上記の工程で得られたブロックされ
たポリシロキサンオリゴマー含有反応混合物中の揮発性
の低沸点物及び溶媒を80℃のウォーターバス中で真空
ポンプで減圧しながらエバポレートして除き、残留物と
して無色透明で粘稠な液としてリン酸基でブロックされ
たポリテトラエトキシシラン(PTEOS)を得る。表
7に使用した試薬の配合割合を示す。
(2) Phosphoric Acid Group Blocking Reaction of Polysiloxane Oligomer Distilled water and a catalytic amount of 1N hydrochloric acid are added to the polysiloxane oligomer-containing ethanol solution (using 99.5% ethanol) obtained in the above step (1). In addition, the mixture thus obtained is allowed to react for 45 minutes with stirring at room temperature. To the partially hydrolyzed polysiloxane oligomer-containing reaction mixture thus obtained, triethyl phosphate (special grade reagent) is added and reacted at 80 ° C. for about 3 hours with stirring. Volatile low-boiling substances and solvents in the blocked polysiloxane oligomer-containing reaction mixture obtained in the above step were removed by evaporation under reduced pressure with a vacuum pump in a water bath at 80 ° C., and the residue was colorless and transparent. As a viscous liquid, phosphoric acid group-blocked polytetraethoxysilane (PTEOS) is obtained. Table 7 shows the mixing ratio of the reagents used.

【0062】[0062]

【表7】 [Table 7]

【0063】実施例5 無機フィラーとしてケイ藻土とケイ砂を用い、それぞれ
1gに対し四塩化ケイ素をケイ藻土に対して4g、ケイ
砂に対して1g用いた。ケイ砂は、豊浦標準砂、山形県
飯豊、山形県最上、愛知県瀬戸、岐阜県瑞浪をそれぞれ
用いた。反応混合物を含む容器に超音波照射を約30分
間を行い、つぎに未反応の四塩化ケイ素を真空減圧して
除去した。こうして得られた四塩化ケイ素処理ケイ藻土
とケイ砂にアンモニアガスを約30分間通じて反応を行
なった。つぎにこうして得られた反応性のケイ藻土及び
ケイ砂を、実施例1(2)で得られた実験例3のポリシ
ロキサンオリゴマーと反応させた。
Example 5 As an inorganic filler, diatomaceous earth and silica sand were used, and 4 g of silicon tetrachloride was used for 1 g of each and 4 g for diatomaceous earth and 1 g for silica sand. The silica sand used was Toyoura standard sand, Yamagata prefecture Iide, Yamagata prefecture Mogami, Aichi prefecture Seto, and Gifu prefecture Mizunami. The container containing the reaction mixture was irradiated with ultrasonic waves for about 30 minutes, and then unreacted silicon tetrachloride was removed under reduced pressure in a vacuum. Ammonia gas was passed through the thus obtained silicon tetrachloride-treated diatomaceous earth and silica sand for about 30 minutes to carry out a reaction. Next, the reactive diatomaceous earth and silica sand thus obtained were reacted with the polysiloxane oligomer of Experimental Example 3 obtained in Example 1 (2).

【0064】実施例6 無機フィラーとしてケイ藻土とケイ砂を用い、それぞれ
10gに対し35%塩酸を10ml加え、約100℃あ
るいは室温で約6時間反応させたのち、水洗し、ついで
真空乾燥した。ケイ砂は、豊浦標準砂、山形県飯豊、山
形県最上、愛知県瀬戸、岐阜県瑞浪をそれぞれ用いた。
つぎにこうして得られた反応性のケイ藻土及びケイ砂
を、実施例1(2)で得られた実験例3のポリシロキサ
ンオリゴマーと反応させた。
Example 6 Using diatomaceous earth and silica sand as inorganic fillers, 10 ml of 35% hydrochloric acid was added to 10 g of each, reacted at about 100 ° C. or room temperature for about 6 hours, washed with water, and then vacuum dried. . The silica sand used was Toyoura standard sand, Yamagata prefecture Iide, Yamagata prefecture Mogami, Aichi prefecture Seto, and Gifu prefecture Mizunami.
Next, the reactive diatomaceous earth and silica sand thus obtained were reacted with the polysiloxane oligomer of Experimental Example 3 obtained in Example 1 (2).

【0065】実施例7 無機フィラーとしてケイ藻土とケイ砂を用い、それぞれ
10gに対し水酸化ナトリウム水溶液を10ml加え、
室温で約20時間反応させたのち、水洗し、ついで35
%塩酸を加えて中和処理し、水洗し、ついで真空乾燥し
た。真空乾燥した。ケイ砂は、豊浦標準砂、山形県飯
豊、山形県最上、愛知県瀬戸、岐阜県瑞浪をそれぞれ用
いた。つぎにこうして得られた反応性のケイ藻土及びケ
イ砂を、実施例1(2)で得られた実験例3のポリシロ
キサンオリゴマーと反応させた。上記実施例5、6及び
7のポリシロキサンオリゴマーと表面活性処理したフィ
ラーの硬化反応結果をまとめて、表8に示す。
Example 7 Using diatomaceous earth and silica sand as inorganic fillers, 10 ml of an aqueous sodium hydroxide solution was added to 10 g of each,
After reacting for about 20 hours at room temperature, wash with water and then 35
% Hydrochloric acid was added for neutralization, washing with water, and then vacuum drying. Vacuum dried. The silica sand used was Toyoura standard sand, Yamagata prefecture Iide, Yamagata prefecture Mogami, Aichi prefecture Seto, and Gifu prefecture Mizunami. Next, the reactive diatomaceous earth and silica sand thus obtained were reacted with the polysiloxane oligomer of Experimental Example 3 obtained in Example 1 (2). Table 8 shows a summary of the curing reaction results of the polysiloxane oligomers of Examples 5, 6 and 7 and the surface-treated filler.

【0066】[0066]

【表8】 [Table 8]

【0067】無処理のケイ藻土とケイ砂がオリゴマーと
反応せず、硬化しなかったのに対して、実施例5の方法
による処理後、いずれも速やかに反応して硬化した。本
方法が無機フィラーの表面活性を高めるのに有効である
ことが確認できた。また推定反応機構は図1に示す通り
である。実施例6及び7のポリシロキサンオリゴマーと
表面活性処理したフィラーの硬化反応結果については、
ケイ砂表面のOH基の定量は、IR分光法で行った。K
Br中の水の影響を避けるためケイ砂だけを用いて測定
した。また内部標準としてポリフェニレンアセシチレン
を用いた。図2に処理前後のケイ砂(豊浦標準砂)のI
Rスペクトルの測定結果を示した。3000cm-1付近
のシャープな吸収はポリフェニレンアセシチレンのベン
ゼン環のCH伸縮振動の吸収で、3300cm-1の幅広
い吸収はSiOHの伸縮振動の吸収である。この2つの
吸収の面積比から、SiOHの量の変化を算出すること
ができ、この結果を表9に示した。
While the untreated diatomaceous earth and silica sand did not react with the oligomer and did not harden, after the treatment by the method of Example 5, all reacted and hardened promptly. It was confirmed that this method is effective in increasing the surface activity of the inorganic filler. The estimated reaction mechanism is as shown in FIG. Regarding the curing reaction results of the polysiloxane oligomers of Examples 6 and 7 and the surface-actively treated filler,
Quantification of OH groups on the surface of silica sand was performed by IR spectroscopy. K
It was measured using only silica sand to avoid the influence of water in Br. Polyphenylene acetylene was used as an internal standard. Fig. 2 shows I of silica sand (Toyoura standard sand) before and after treatment.
The measurement results of the R spectrum are shown. The sharp absorption around 3000 cm -1 is the absorption of CH stretching vibration of the benzene ring of polyphenylene acetylene, and the wide absorption of 3300 cm -1 is the absorption of stretching vibration of SiOH. The change in the amount of SiOH can be calculated from the area ratio of these two absorptions, and the results are shown in Table 9.

【0068】[0068]

【表9】 [Table 9]

【0069】この結果、HClとNaOH処理によっ
て、ケイ砂表面のOH基が増加することが分かる。HC
lの場合はOH基の量が処理温度に依存し、100℃の
時にOH基が多いことが判明した。NaOH処理の場合
は、NaOHの濃度に左右され、10Mの時のOH基が
一番多く、高い濃度で処理するにつれOH基の増加量は
減少する傾向を示した。
As a result, it can be seen that the treatment with HCl and NaOH increases the OH groups on the silica sand surface. HC
In the case of 1, the amount of OH groups depends on the treatment temperature, and it was found that the amount of OH groups was large at 100 ° C. In the case of NaOH treatment, the number of OH groups was the largest at 10 M, depending on the concentration of NaOH, and the increase in OH groups tended to decrease as the concentration was increased.

【0070】図3に各産地のケイ砂のIRスペクトルを
示した。3300cm-1付近のブロードのOH基の吸収
以外、シャープな吸収も観測された。これはSiOH以
外の金属のMOHの吸収によるもので、オリゴマーとの
縮合反応に影響を及ぼす因子として把握しておく必要が
あると考えられた。即ち、図3のIRスペクトルからO
H基の存在量のほかOH基の存在状態に関する情報も得
られた。以上のことから、HClとNaOH処理によっ
て、ケイ砂表面のOH基の量を未処理のものに対して、
HClでは1.30倍まで、またNaOHでは1.45
倍まで増加させることが出来た。
FIG. 3 shows the IR spectrum of silica sand in each production area. Sharp absorption was also observed in addition to the absorption of broad OH groups near 3300 cm -1 . This is due to the absorption of MOH by metals other than SiOH, and it was considered necessary to understand this as a factor affecting the condensation reaction with the oligomer. That is, from the IR spectrum of FIG.
Information on the presence of OH groups as well as the amount of H groups present was also obtained. From the above, by treatment with HCl and NaOH, the amount of OH groups on the silica sand surface was
Up to 1.30 times with HCl and 1.45 with NaOH
I was able to double it.

【0071】(3)リン酸基でブロックされたPTEO
Sオリゴマーの加水分解処理 上記実施例4(2)の工程で得られたリン酸基でブロッ
クされたPTEOSオリゴマーに1Nの塩酸を加え、透
明になるまで攪拌混合する。1Nの塩酸は重量比で0.
32、0.34、0.36及び0.40用いた。生成物
は実施例5、6及び7で得られた反応性無機フィラーと
反応し固化させることができる。比較的分子量分布が広
いポリテトラエトキシシラン(PTEOS)オリゴマー
を使用した場合、圧縮強度の大きいものが得られる。ま
た、平均分子量の大きいPTEOSオリゴマーを使用し
た場合、圧縮強度の大きいものが得られる。リン酸エス
テルによるブロックキングの程度が比較的低いもののほ
うが、圧縮強度の大きいものが得られる。
(3) PTEO blocked with a phosphate group
Hydrolysis treatment of S oligomer 1N hydrochloric acid was added to the PTEOS oligomer blocked with a phosphate group obtained in the step of Example 4 (2) above, and the mixture was stirred and mixed until it became transparent. 1N hydrochloric acid has a weight ratio of 0.
32, 0.34, 0.36 and 0.40 were used. The product can be reacted and solidified with the reactive inorganic fillers obtained in Examples 5, 6 and 7. When a polytetraethoxysilane (PTEOS) oligomer having a relatively wide molecular weight distribution is used, one having a large compressive strength is obtained. Further, when a PTEOS oligomer having a large average molecular weight is used, one having a large compressive strength can be obtained. When the degree of blocking by the phosphoric acid ester is relatively low, the one having higher compressive strength can be obtained.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明によれば、無機フィラー表面の反
応性を高めることができ、簡単な方法、例えば四塩化
ケイ素 アンモニア 酸・塩基から選んだ1種又は
1種以上の処理剤で処理することによって、フィラー表
面の活性基を増量することが出来る。これらの無機フィ
ラーを用いることによって、構造物の高度強化と靭性付
与に有効となる。本発明によれば、より線状に近いポリ
シロキサンオリゴマーを材質自体に強度のある、一旦成
型体となってからは安定である無機フィラーと反応さ
せ、無機ケイ酸重合体成型物を合成できるので、柔軟な
構造体である無機材料が得られる。本発明の無機ケイ酸
重合体の製造法は、簡単な制御操作により品質の管理が
できる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the reactivity of the surface of the inorganic filler can be enhanced, and the treatment is carried out by a simple method, for example, one or more treating agents selected from silicon tetrachloride, ammonium acid and base. As a result, the amount of active groups on the filler surface can be increased. By using these inorganic fillers, it is effective for highly strengthening the structure and imparting toughness. According to the present invention, it is possible to synthesize an inorganic silicic acid polymer molded product by reacting a more linear polysiloxane oligomer with an inorganic filler that has strength in the material itself and is stable once it is a molded product. Thus, an inorganic material having a flexible structure can be obtained. In the method for producing an inorganic silicic acid polymer of the present invention, the quality can be controlled by a simple control operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従った処理での反応性無機フィラーの
形成スキーム及びポリシロキサンオリゴマーとの反応ス
キームを推定して示す。
FIG. 1 presumably shows a formation scheme of a reactive inorganic filler and a reaction scheme with a polysiloxane oligomer in the treatment according to the present invention.

【図2】本発明に従って塩酸又は水酸化ナトリウム処理
された豊浦標準砂ケイ砂のIRスペクトルの変化を示
す。
FIG. 2 shows a change in IR spectrum of Toyoura standard sand silica sand treated with hydrochloric acid or sodium hydroxide according to the present invention.

【図3】各種ケイ砂のIRスペクトルを示す。FIG. 3 shows IR spectra of various silica sands.

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケイ酸含有無機フィラーを活性化付与剤
で処理した後、アンモニア又はアミン化合物と反応させ
るか、あるいは酸又は塩基で処理して得られたものであ
ることを特徴とする反応性無機フィラー。
1. Reactivity characterized by being obtained by treating a silicic acid-containing inorganic filler with an activation-imparting agent and then reacting it with ammonia or an amine compound, or by treating it with an acid or a base. Inorganic filler.
【請求項2】 ケイ酸含有無機フィラーが、珪藻土、ケ
イ砂、ケイ酸含有火山灰、フライアシュ、ケイ岩、及び
石英からなる群から選ばれたものである請求項1記載の
反応性無機フィラー。
2. The reactive inorganic filler according to claim 1, wherein the silicic acid-containing inorganic filler is selected from the group consisting of diatomaceous earth, silica sand, silicic acid-containing volcanic ash, fly ash, silica rock, and quartz.
【請求項3】 ケイ酸含有無機フィラーが、珪藻土又は
ケイ砂である請求項1又は2記載の反応性無機フィラ
ー。
3. The reactive inorganic filler according to claim 1, wherein the silicic acid-containing inorganic filler is diatomaceous earth or silica sand.
【請求項4】 活性化付与剤が、ハロゲン化ケイ素であ
る請求項1〜3のいずれかに記載の反応性無機フィラ
ー。
4. The reactive inorganic filler according to claim 1, wherein the activation imparting agent is a silicon halide.
【請求項5】 活性化付与剤が、四塩化ケイ素である請
求項1〜4のいずれかに記載の反応性無機フィラー。
5. The reactive inorganic filler according to claim 1, wherein the activation imparting agent is silicon tetrachloride.
【請求項6】 活性化付与剤で処理したケイ酸含有無機
フィラーをアンモニアと反応させるものである請求項1
〜4のいずれかに記載の反応性無機フィラー。
6. A method of reacting a silicic acid-containing inorganic filler treated with an activator with ammonia.
The reactive inorganic filler according to any one of 1 to 4.
【請求項7】 ケイ酸含有無機フィラーを、塩酸、臭素
酸、硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸、ペルオキソ硫酸、
クロム酸、過マンガン酸及びトリフロロ酢酸からなる群
から選ばれたものと反応させるものである請求項1記載
の反応性無機フィラー。
7. An inorganic filler containing silicic acid is added to hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, peroxosulfuric acid,
The reactive inorganic filler according to claim 1, which is to be reacted with a material selected from the group consisting of chromic acid, permanganic acid and trifluoroacetic acid.
【請求項8】 ケイ酸含有無機フィラーを、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カル
シウム及び水酸化バリウムからなる群から選ばれたもの
と反応させ、次に塩酸、臭素酸、硫酸、硝酸、リン酸、
過塩素酸、ペルオキソ硫酸、クロム酸、過マンガン酸及
びトリフロロ酢酸からなる群から選ばれたもので中和処
理するものである請求項1記載の反応性無機フィラー。
8. A silicic acid-containing inorganic filler is reacted with one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide and barium hydroxide, and then hydrochloric acid, bromic acid, Sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid,
The reactive inorganic filler according to claim 1, which is neutralized with a material selected from the group consisting of perchloric acid, peroxosulfuric acid, chromic acid, permanganic acid and trifluoroacetic acid.
【請求項9】 ケイ酸含有無機フィラーを活性化付与剤
で処理した後、アンモニア又はアミン化合物と反応させ
るか、あるいは酸又は塩基で処理することを特徴とする
反応性無機フィラーの製造方法。
9. A method for producing a reactive inorganic filler, which comprises treating a silicic acid-containing inorganic filler with an activation-imparting agent and then reacting it with an ammonia or an amine compound, or by treating it with an acid or a base.
【請求項10】 請求項1〜8のいずれかに記載の反応
性無機フィラーと、トリアルキルシリル基あるいはリン
酸又はリン酸エステル基でブロックされたポリシロキサ
ンオリゴマーとを反応させて得られることを特徴とする
無機ケイ酸重合体成型物。
10. A product obtained by reacting the reactive inorganic filler according to claim 1 with a polysiloxane oligomer blocked with a trialkylsilyl group or phosphoric acid or a phosphoric acid ester group. Characteristic molded inorganic silicate polymer.
【請求項11】 トリアルキルシリル基でブロックされ
たポリシロキサンオリゴマーが、ケイ素アルコキシドを
重縮合条件下加水分解反応せしめ、次に得られたケイ酸
重縮合体を少なくとも1回トリアルキルシリルハライド
からなるブロッキング試薬で処理することにより得られ
たものである請求項10記載の無機ケイ酸重合体成型
物。
11. A polysiloxane oligomer blocked with a trialkylsilyl group is hydrolyzed with a silicon alkoxide under polycondensation conditions, and the resulting silicic acid polycondensate is composed of a trialkylsilyl halide at least once. The molded inorganic silicate polymer according to claim 10, which is obtained by treating with a blocking reagent.
【請求項12】 使用トリアルキルシリル基でブロック
されたポリシロキサンオリゴマーが、事前に部分的に加
水分解処理することにより得られたものである請求項1
1記載の無機ケイ酸重合体成型物。
12. The polysiloxane oligomer blocked with a trialkylsilyl group used is obtained by partially preliminarily carrying out a hydrolysis treatment.
The inorganic silicic acid polymer molded article according to 1.
【請求項13】 リン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたポリシロキサンオリゴマーが、一般式 【化1】 (式中、iは1〜20で、mは0〜20で、Rは、同一
又は異なってよく、水素原子、炭素数1〜6のアルキル
基、炭素数1〜10のアラルキル基、−Si(OR)3
又は−PO(OR12 で、そのRのうち少なくとも一
つは−PO(OR12 で、R1 は、同一又は異なって
よく、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1
〜10のアラルキル基、−PO(OR12 又は−Si
(OR)3である)で表されるケイ酸エステルである請
求項10記載の無機ケイ酸重合体成型物。
13. A polysiloxane oligomer blocked with phosphoric acid or phosphoric acid ester groups is represented by the general formula: (In the formula, i is 1 to 20, m is 0 to 20, R may be the same or different, and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or -Si. (OR) 3
Or —PO (OR 1 ) 2 and at least one of R is —PO (OR 1 ) 2 and R 1 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a carbon atom. Number 1
10 to 10 aralkyl groups, —PO (OR 1 ) 2 or —Si
The molded inorganic silicate polymer according to claim 10, which is a silicic acid ester represented by (OR) 3 .
【請求項14】 リン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたポリシロキサンオリゴマーが、ケイ素アルコキ
シドを重縮合反応条件下加水分解反応せしめてケイ酸重
縮合オリゴマー体を形成せしめ、次に得られたケイ酸重
縮合オリゴマー生成物を部分的に加水分解反応せしめ得
られた部分加水分解状ケイ酸重縮合オリゴマー生成物を
少なくとも1回リン酸又はリン酸エステルでブロッキン
グ処理して得られたものである請求項10記載の無機ケ
イ酸重合体成型物。
14. A polysiloxane oligomer blocked with a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group is hydrolyzed with a silicon alkoxide under polycondensation reaction conditions to form a silicic acid polycondensed oligomer, and then the obtained silicic acid is obtained. A partially hydrolyzed silicic acid polycondensation oligomer product obtained by partially hydrolyzing an acid polycondensation oligomer product is obtained by blocking treatment with phosphoric acid or phosphoric acid ester at least once. Item 10. An inorganic silicic acid polymer molded article according to item 10.
【請求項15】 リン酸又はリン酸エステル基でブロッ
クされたケイ酸オリゴマーが、数平均分子量の範囲が1
000以上でかつ重量平均分子量/数平均分子量の比の
範囲が1.2以上であるオリゴマーである請求項14記
載の無機ケイ酸重合体成型物。
15. The silicic acid oligomer blocked with a phosphoric acid or phosphoric acid ester group has a number average molecular weight of 1 or less.
The molded product of inorganic silicic acid polymer according to claim 14, which is an oligomer having a weight average molecular weight / number average molecular weight ratio of 1.2 or more.
【請求項16】 リン酸エステルが、モノアルキルリン
酸エステル、ジアルキルリン酸エステル、又はトリアル
キルリン酸エステルである請求項13〜15のいずれか
に記載の無機ケイ酸重合体成型物。
16. The molded inorganic silicic acid polymer according to claim 13, wherein the phosphoric acid ester is a monoalkyl phosphoric acid ester, a dialkyl phosphoric acid ester, or a trialkyl phosphoric acid ester.
【請求項17】 トリアルキルリン酸エステルが、トリ
メチルリン酸エステル、トリエチルリン酸エステル、ト
リ−n−プロピルリン酸エステル、トリイソプロピルリ
ン酸エステル、トリ−n−ブチルリン酸エステル、又は
トリ−t−ブチルリン酸エステルからなる群から選ばれ
たトリアルキルリン酸エステルのうちの一つである請求
項16記載の無機ケイ酸重合体成型物。
17. The trialkyl phosphate ester is trimethyl phosphate ester, triethyl phosphate ester, tri-n-propyl phosphate ester, triisopropyl phosphate ester, tri-n-butyl phosphate ester, or tri-t-ester. The inorganic silicic acid polymer molded article according to claim 16, which is one of trialkyl phosphates selected from the group consisting of butyl phosphates.
【請求項18】 テトラエトキシシランを水、強酸及び
低級アルコール存在下約20〜40℃で約15〜30時
間重縮合反応させ、得られたケイ酸重縮合体を加水分解
条件下部分加水分解反応した後、得られた部分加水分解
ケイ酸重縮合体をトリ低級アルキル置換リン酸エステル
と反応させ、次に得られたリン酸基でブロックされたケ
イ酸オリゴマーを酸存在下加水分解し得られた生成物
を、請求項1〜8のいずれかに記載の反応性無機フィラ
ーと反応せしめ、固化せしめることを特徴とする請求項
10記載の無機ケイ酸重合体成型物。
18. Tetraethoxysilane is subjected to a polycondensation reaction in the presence of water, a strong acid and a lower alcohol at about 20 to 40 ° C. for about 15 to 30 hours, and the resulting silicic acid polycondensate is partially hydrolyzed under hydrolysis conditions. After that, the resulting partially hydrolyzed silicic acid polycondensate is reacted with a tri-lower-alkyl-substituted phosphoric acid ester, and then the resulting phosphoric acid group-blocked silicic acid oligomer is hydrolyzed in the presence of an acid. The molded product of an inorganic silicic acid polymer according to claim 10, wherein the obtained product is reacted with the reactive inorganic filler according to any one of claims 1 to 8 and solidified.
【請求項19】 テトラエトキシシランを約1.0モル
のテトラエトキシシラン当たり約1.2〜1.8モルの
水、約0.005〜0.02モルの濃塩酸及び約1.2
〜1.8モルの低級アルコール存在下約20〜40℃で
約15〜30時間重縮合反応させ、得られたケイ酸重縮
合体を加水分解条件下部分反応した後、得られた部分加
水分解ケイ酸重縮合体約1.0モルを約0.4〜3.0
モルのトリ低級アルキル置換リン酸エステルと反応せし
め、次に得られたリン酸基でブロックされたケイ酸オリ
ゴマーを塩酸水溶液で処理し得られた生成物を、請求項
1〜8のいずれかに記載の反応性無機フィラーと反応せ
しめ、固化せしめることを特徴とする請求項10記載の
無機ケイ酸重合体成型物。
19. Tetraethoxysilane in an amount of about 1.2 to 1.8 moles water per about 1.0 mole tetraethoxysilane, about 0.005 to 0.02 moles concentrated hydrochloric acid and about 1.2 moles.
After the polycondensation reaction is performed at about 20 to 40 ° C. for about 15 to 30 hours in the presence of ˜1.8 mol of a lower alcohol, the obtained silicic acid polycondensate is partially reacted under hydrolysis conditions, and then the partial hydrolysis is obtained. About 1.0 mol of silicic acid polycondensate to about 0.4 to 3.0
The product obtained by reacting with a molar amount of a tri-lower alkyl-substituted phosphoric acid ester, and then treating the obtained phosphoric acid group-blocked silicic acid oligomer with an aqueous hydrochloric acid solution. 11. The inorganic silicic acid polymer molded article according to claim 10, which is made to react with the reactive inorganic filler as described above and solidify.
【請求項20】 請求項1〜8のいずれかに記載の反応
性無機フィラーと、トリアルキルシリル基あるいはリン
酸又はリン酸エステル基でブロックされたポリシロキサ
ンオリゴマーとを反応させことを特徴とする無機ケイ酸
重合体成型物の製造法。
20. The reactive inorganic filler according to claim 1 is reacted with a polysiloxane oligomer blocked with a trialkylsilyl group or a phosphoric acid or a phosphoric acid ester group. Method for producing molded inorganic silicic acid polymer.
【請求項21】 ケイ酸含有無機フィラーの表面−Si
−OH基を増加せしめる処理の加えられているものであ
ることを特徴とする反応性無機フィラー。
21. Surface-Si of a silicic acid-containing inorganic filler
A reactive inorganic filler characterized by being subjected to a treatment for increasing —OH groups.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7658794B2 (en) * 2000-03-14 2010-02-09 James Hardie Technology Limited Fiber cement building materials with low density additives
US7691350B2 (en) * 2005-09-02 2010-04-06 Boral Material Technologies Inc. Method of removing ammonia from fly ash and fly ash composition produced thereby
US8993462B2 (en) 2006-04-12 2015-03-31 James Hardie Technology Limited Surface sealed reinforced building element

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7658794B2 (en) * 2000-03-14 2010-02-09 James Hardie Technology Limited Fiber cement building materials with low density additives
US7691350B2 (en) * 2005-09-02 2010-04-06 Boral Material Technologies Inc. Method of removing ammonia from fly ash and fly ash composition produced thereby
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