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公開番号2024172198
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089754
出願日2023-05-31
発明の名称環状シロキサン化合物の製造方法、中空粒子及びその製造方法、並びにシリカ粒子の製造方法
出願人株式会社日本触媒,国立大学法人神戸大学
代理人弁理士法人アスフィ国際特許事務所
主分類C08F 20/36 20060101AFI20241205BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】耐熱性の良好な中空の粒子及びその製造方法を提供するとともに、中空粒子の原料となる化合物を簡便に得る方法を提供する
【解決手段】本発明は、環状シロキサン化合物に由来する構造を含む中空粒子であって、前記環状シロキサン化合物はシロキサン結合からなる環状骨格を有し、前記環状骨格を構成するケイ素原子のそれぞれには、重合性不飽和基、炭素数が1～10のアルキル基および炭素数が6～10のアリール基から選択される有機基が結合しており、前記環状骨格を構成するケイ素原子の少なくとも1つには、重合性不飽和基が結合している、中空粒子である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
環状シロキサン化合物に由来する構造を含む中空粒子であって、
前記環状シロキサン化合物はシロキサン結合からなる環状骨格を有し、
前記環状骨格を構成するケイ素原子のそれぞれには、重合性不飽和基、炭素数が１～１０のアルキル基および炭素数が６～１０のアリール基から選択される有機基が結合しており、
前記環状骨格を構成するケイ素原子の少なくとも１つには、重合性不飽和基が結合している、中空粒子。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
ケイ素比率が１０～４０質量％である請求項１に記載の中空粒子。
【請求項３】
中空率が１０～６０％である請求項１に記載の中空粒子。
【請求項４】
前記環状シロキサン化合物は、１分子内に２以上の重合性不飽和基を有する環状シロキサン化合物である請求項１に記載の中空粒子。
【請求項５】
平均粒子径が０．１～１００μｍである請求項１に記載の中空粒子。
【請求項６】
熱分解開始温度が２００℃以上である請求項１～５のいずれかに記載の中空粒子。
【請求項７】
シロキサン結合からなる環状骨格を有し、
前記環状骨格を構成するケイ素原子のそれぞれには、重合性不飽和基、炭素数が１～１０のアルキル基および炭素数が６～１０のアリール基から選択される有機基が結合しており、
前記環状骨格を構成するケイ素原子の少なくとも１つには、重合性不飽和基が結合している環状シロキサン化合物の製造方法であって、
シラン系単量体を、水を含む溶媒中で加水分解及び縮合して、前記環状シロキサン化合物を含む分散液を調製する工程と、
前記分散液から水を除去する工程とを含む、
環状シロキサン化合物の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法によって前記環状シロキサン化合物を製造し、得られた環状シロキサン化合物と炭化水素系溶媒とから、溶媒－環状シロキサン化合物混合物を得る工程、
前記溶媒－環状シロキサン化合物混合物を、水を含む溶媒中で撹拌し、前記環状シロキサン化合物をラジカル重合する工程とを含む中空粒子の製造方法。
【請求項９】
環状シロキサン化合物と炭化水素系溶媒とから溶媒－環状シロキサン化合物混合物を得る工程と、
前記溶媒－環状シロキサン化合物混合物を、水を含む溶媒中で撹拌し、前記環状シロキサン化合物をラジカル重合する工程とを含む中空粒子の製造方法であって、
前記環状シロキサン化合物は、シロキサン結合からなる環状骨格を有し、
前記環状骨格を構成するケイ素原子のそれぞれには、重合性不飽和基、炭素数が１～１０のアルキル基および炭素数が６～１０のアリール基から選択される有機基が結合しており、
前記環状骨格を構成するケイ素原子の少なくとも１つには、重合性不飽和基が結合している、中空粒子の製造方法。
【請求項１０】
前記ラジカル重合の工程前に、前記溶媒－環状シロキサン化合物混合物を乳化させる工程を更に実施する請求項８または９に記載の中空粒子の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状シロキサン化合物の製造方法、中空粒子及びその製造方法、並びにシリカ粒子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
中空の樹脂粒子は、中空の構造を生かして断熱材、低反射材、低屈折率化材、低誘電材、マイクロカプセルなどへの利用が期待される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、少なくとも一つ以上の層からなるシェルを有する中空粒子であり、前記中空粒子が、１０～２００ｎｍの平均粒子径を有し、前記少なくとも一つ以上の層が、ケイ素含有ビニル系樹脂からなることを特徴とする有機－無機ハイブリッド中空粒子が開示される。特許文献１では、ラジカル反応性官能基と非ラジカル反応性官能基とを有する反応性単量体を、両官能基のいずれか一方に基づいて重合させることにより重合体粒子を作製し、非反応性溶媒を予め前記反応性単量体と混合するか、重合体粒子作製後に吸収させることにより重合体粒子中に含有させ、次いで両官能基の残存する他方の官能基による重合により、重合体と非反応性溶媒とが相分離し、この後、非反応性溶媒を除去することで中空粒子を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－６１６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、上述の通り、２段階の重合を経て重合体と非反応性溶媒とを相分離させて中空粒子を作製しているが、より簡便な方法が望まれる。また、中空粒子については、用途によっては耐熱性が要求される場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、耐熱性の良好な中空の粒子及びその製造方法を提供するとともに、中空粒子の原料となる化合物を簡便に得る方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成した本発明は以下の通りである。
［１］環状シロキサン化合物に由来する構造を含む中空粒子であって、
前記環状シロキサン化合物はシロキサン結合からなる環状骨格を有し、
前記環状骨格を構成するケイ素原子のそれぞれには、重合性不飽和基、炭素数が１～１０のアルキル基および炭素数が６～１０のアリール基から選択される有機基が結合しており、
前記環状骨格を構成するケイ素原子の少なくとも１つには、重合性不飽和基が結合している、中空粒子。
［２］ケイ素比率が１０～４０質量％である［１］に記載の中空粒子。
［３］中空率が１０～６０％である［１］または［２］に記載の中空粒子。
［４］前記環状シロキサン化合物は、１分子内に２以上の重合性不飽和基を有する環状シロキサン化合物である［１］～［３］のいずれかに記載の中空粒子。
［５］平均粒子径が０．１～１００μｍである［１］～［４］のいずれかに記載の中空粒子。
［６］熱分解開始温度が２００℃以上である［１］～［５］のいずれかに記載の中空粒子。
［７］シロキサン結合からなる環状骨格を有し、
前記環状骨格を構成するケイ素原子のそれぞれには、重合性不飽和基、炭素数が１～１０のアルキル基および炭素数が６～１０のアリール基から選択される有機基が結合しており、
前記環状骨格を構成するケイ素原子の少なくとも１つには、重合性不飽和基が結合している環状シロキサン化合物の製造方法であって、
シラン系単量体を、水を含む溶媒中で加水分解及び縮合して、前記環状シロキサン化合物を含む分散液を調製する工程と、
前記分散液から水を除去する工程とを含む、
環状シロキサン化合物の製造方法。
［８］［７］に記載の製造方法によって前記環状シロキサン化合物を製造し、得られた環状シロキサン化合物と炭化水素系溶媒とから、溶媒－環状シロキサン化合物混合物を得る工程、
前記溶媒－環状シロキサン化合物混合物を、水を含む溶媒中で撹拌し、前記環状シロキサン化合物をラジカル重合する工程とを含む中空粒子の製造方法。
［９］環状シロキサン化合物と炭化水素系溶媒とから溶媒－環状シロキサン化合物混合物を得る工程と、
前記溶媒－環状シロキサン化合物混合物を、水を含む溶媒中で撹拌し、前記環状シロキサン化合物をラジカル重合する工程とを含む中空粒子の製造方法であって、
前記環状シロキサン化合物は、シロキサン結合からなる環状骨格を有し、
前記環状骨格を構成するケイ素原子のそれぞれには、重合性不飽和基、炭素数が１～１０のアルキル基および炭素数が６～１０のアリール基から選択される有機基が結合しており、
前記環状骨格を構成するケイ素原子の少なくとも１つには、重合性不飽和基が結合している、中空粒子の製造方法。
［１０］前記ラジカル重合の工程前に、前記溶媒－環状シロキサン化合物混合物を乳化させる工程を更に実施する［８］または［９］に記載の中空粒子の製造方法。
［１１］前記環状シロキサン化合物１００質量部に対する前記炭化水素系溶媒の量が１０～２００質量部である［８］～［１０］のいずれかに記載の中空粒子の製造方法。
［１２］前記環状シロキサン化合物中のケイ素比率が１０～４０質量％である［８］～［１１］のいずれかに記載の中空粒子の製造方法。
［１３］［８］または［９］のいずれかに記載の製造方法によって中空粒子を製造し、
前記中空粒子を焼成するシリカ粒子の製造方法。
［１４］［１０］～［１２］のいずれかに記載の製造方法によって中空粒子を製造し、
前記中空粒子を焼成するシリカ粒子の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡便な方法で耐熱性に優れた中空粒子を得ることができるとともに、このような中空粒子の原料となる化合物も簡便に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、中空粒子及びその製造方法を含む他、前記中空粒子の原料となる環状シロキサン化合物の製造方法、及び前記中空粒子を焼成するシリカ粒子の製造方法を含む。
【００１０】
１．環状シロキサン化合物
本発明の中空粒子の原料となる環状シロキサン化合物は、シロキサン結合からなる環状骨格を有し、前記環状骨格を構成するケイ素原子のそれぞれには、重合性不飽和基、炭素数が１～１０のアルキル基および炭素数が６～１０のアリール基から選択される有機基が結合しており、前記環状骨格を構成するケイ素原子の少なくとも１つには、重合性不飽和基が結合している。
（【００１１】以降は省略されています）

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