[發(fā)明專利]二氧化硅多孔膜形成用液體組合物及由該液體組合物形成的二氧化硅多孔膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580006551.1
• 申請(qǐng)日: 2015-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN105939966B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 增山弘太郎;日向野憐子;山崎和彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱綜合材料株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C01B33/12
• 分類號(hào): C01B33/12;B01D71/02;C01B33/14
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11018
• 代理人: 樸圣潔,王珍仙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于形成具有可簡便地控制為所希望的孔徑的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的二氧化硅多孔膜的液體組合物及由該液體組合物形成的二氧化硅多孔膜。更詳細(xì)而言，涉及一種用于形成適合于催化劑載體、氣體過濾器、過濾體等的二氧化硅多孔膜的液體組合物及由該液體組合物形成的二氧化硅多孔膜。

本申請(qǐng)主張基于2014年3月11日于日本申請(qǐng)的專利申請(qǐng)2014-047439號(hào)及2014年12月22日于日本申請(qǐng)的專利申請(qǐng)2014-258617號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。

背景技術(shù)

以往、作為利用于催化劑載體、氣體過濾器、過濾體等的開放氣孔型多孔體的制造方法，公開有在以細(xì)孔徑朝向表面逐漸變小的方式傾斜化的開放氣孔型多孔層疊體的表面具有微細(xì)孔膜或自表面至一點(diǎn)點(diǎn)的深度具有微細(xì)孔層的開放氣孔型多孔體的制造方法(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。該方法的特征在于，通過氣相化學(xué)反應(yīng)法、真空蒸鍍法、離子鍍法及濺射法中的任一種方法在該開放氣孔型多孔層疊體的表面形成薄膜或表層。根據(jù)該方法，能夠由粒子單元改變?yōu)橛稍訂卧纬晌⒓?xì)孔層，因此能夠輕松實(shí)現(xiàn)粒子配置的最佳化，且能夠提高其透過性能和分離性能。

并且，公開有將由硅醇鹽、水及硝酸構(gòu)成的反應(yīng)原料進(jìn)行水解來作為二氧化硅溶膠，將該二氧化硅溶膠涂布于支撐體上進(jìn)行燒成而得到的多孔質(zhì)二氧化硅膜(例如，參考專利文獻(xiàn)2)。該多孔質(zhì)二氧化硅膜中，在二氧化硅膜中形成有多個(gè)孔，該孔的平均直徑為1nm以上，優(yōu)選為1nm以上且5nm以下，能夠進(jìn)行納米粒子、例如水或有機(jī)溶劑等的液狀物質(zhì)的分離、過濾。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平9-40478號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1、[0001]段、[0011]段)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2004-168615號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1、權(quán)利要求5、[0015]段、摘要)

然而，如專利文獻(xiàn)1所示，通過氣相化學(xué)反應(yīng)法、真空蒸鍍法、離子鍍法、濺射法等的氣相法制造上述微細(xì)孔膜和微細(xì)孔層時(shí)，由于裝置等的價(jià)格昂貴，因此制造成本方面存在問題。因此，最近，從制造成本等方面考慮，通過溶膠-凝膠法等的涂布法制造多孔膜的方法受到關(guān)注。溶膠-凝膠法中，通常，制備溶膠-凝膠液，并將其涂布于專利文獻(xiàn)1所示的開放氣孔型多孔層疊體、玻璃基板、塑料薄膜等的基材之后，通過進(jìn)行干燥和燒成等來形成膜。然而，通過溶膠-凝膠法形成的膜與通過真空蒸鍍法等的氣相法形成的膜相比，存在無法控制為所希望的孔徑或與基材的粘附性不良和容易引起裂紋的產(chǎn)生的問題。

并且，專利文獻(xiàn)2所示的多孔質(zhì)二氧化硅膜以從水和有機(jī)溶劑等的液狀物質(zhì)分離、過濾納米粒子為目的，存在不適合分離平均粒徑在10～200nm范圍的粒子的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種用于形成能夠簡便地控制為所希望的孔徑且與基材的粘附性良好，不易引起裂紋的產(chǎn)生的二氧化硅多孔膜的液體組合物及由該液體組合物形成的二氧化硅多孔膜。

本發(fā)明的另一目的在于，提供一種適合分離平均粒徑在10～200nm的范圍的粒子的二氧化硅多孔膜。

本發(fā)明的第1觀點(diǎn)的二氧化硅多孔膜形成用液體組合物通過混合作為硅醇鹽的四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷的水解物及二氧化硅溶膠而制備，所述二氧化硅溶膠在液體介質(zhì)中分散具有平均粒徑為40nm以下的一次粒子和平均粒徑大于所述一次粒子的20～400nm的二次粒子的氣相二氧化硅粒子來形成，所述水解物中的SiO₂量(A)相對(duì)于所述二氧化硅溶膠的SiO₂量(B)的質(zhì)量比(A/B)在1/99～60/40的范圍。

本發(fā)明的第2觀點(diǎn)的二氧化硅多孔膜形成方法利用第1觀點(diǎn)的液體組合物形成二氧化硅多孔膜。

本發(fā)明的第3觀點(diǎn)的二氧化硅多孔膜由氣相二氧化硅粒子及存在于氣相二氧化硅粒子之間或涂布膜與基板之間的不規(guī)則形狀的SiO₂成分而構(gòu)成，所述氣相二氧化硅粒子具有平均粒徑為40nm以下的一次粒子和平均粒徑大于所述一次粒子的20～400nm的二次粒子，膜的平均孔徑在10～200nm的范圍。

本發(fā)明的第4觀點(diǎn)的二氧化硅多孔膜形成方法是基于第2觀點(diǎn)的發(fā)明，且包括：將所述液體組合物涂布于基板上的工序；及對(duì)涂布有所述液體組合物的基板進(jìn)行燒成而將涂布于所述基板的所述液體組合物進(jìn)行固化的工序。