銨、瓜耳膠羥丙基三甲基氯化銨、溴化十二烷基三甲基銨、溴化十二烷基二甲基芐基銨中的一種或幾種。
[0034]本發明的優點是:
[0035]1.本發明所得復合型硅溶膠中含有加長鏈形硅溶膠顆粒，以其為核心，外面再包裹一層沉積的二氧化硅，使氣相二氧化硅的長鏈變短，但長鏈形依然存在。本發明的硅溶膠具有高穩定性，處理簡易特性與另一種新的形貌結合在一起，這種新的形貌可以提供與氣相二氧化硅相似的研磨功能，因此，所得復合型硅溶膠同時兼具復合型硅溶膠的性能優勢與氣相二氧化硅典型的研磨能力；
[0036]2.本發明的方法采用的都是高純原料，因此復合型硅溶膠的純度非常高，與直接采用硅醇水解法所得硅溶膠純度相當，所得復合型硅溶膠具有Ippm或更低的金屬雜質含量;
[0037]3.本發明所得的復合型硅溶膠采用穩定分散劑的組合，使氣相二氧化硅表面富含有親水性更強的S1廣層，不僅提升了氣相二氧化硅的分散性穩定性，而且使烷基硅烷水解物更容易與氣相二納入化硅表面作用，使水解物直接與其表面形成-S1-O-S1-鍵，結合更牢固，使最終所得復合型硅溶膠穩定性不僅與直接采用硅醇水解法所得硅溶膠相當而且研磨能力更佳；
[0038]4.本發明所得復合型硅溶膠采用新型穩定分散劑的組合，進一步提高了氣相二氧化硅溶膠的固體含量，可獲得固體含量在30%以上的高純復合型硅溶膠，達到更好的研磨效果從而提高工作效率。
【具體實施方式】
[0039]下面的實施例可以使本專業技術人員更全面的理解本發明，但不以任何方式限制本發明。
[0040]將市場上銷售的氣相二氧化硅(本實施例采用的氣相二氧化硅是廣州吉必盛科技實業有限公司生產，HL-150，平均初級粒度14nm，BET表面積約為150m2/g)在高速攪拌下加入到去離子水中充分攪勻，得2000克氣相二氧化硅固體含量3% (60克的氣相二氧化硅)的溶液，向其中添加乙醇胺20克(占氣相二氧化硅溶液的lwt% )，乳酸2克(占氣相二氧化硅溶液的0.1wt % )，攪拌加熱到80度，并保持3小時。
[0041]另將四甲氧基烷120克用去離子水稀釋成3%的烷氧基硅烷溶液，并向其中添加鹽酸至PH為3，攪拌并保持半小時形成透明的酸性水溶液，使烷氧基硅烷溶液預水解。
[0042]然后將氣相二氧化硅溶液升溫至95度，并向其中緩慢地滴加預水解后的酸性水溶液，在該條件下，預水解的酸性溶液將進一步地水解，同時包裹在氣相二氧化硅顆粒表面上。加料的速率以不產生新的小顆粒硅溶膠為目標，保證硅酸添加速率要小于硅酸聚合速率，酸性水溶液添加速率以每小時滴加烷氧基硅烷的酸性水溶液量為氣相二氧化硅水溶液總量的25%。所添加烷氧基硅烷總量為氣相二氧化硅總量的0.5-10倍。滴加完成后加熱至沸騰，繼續攪拌2小時，蒸出副產品醇，并向其中添加與加熱產生的蒸發量等體積的超純水以保持恒定的液面水平。通過從開始液面的情況來觀察，控制補加超純水的量，這個量加的標準為與開始液平面保持不變。去除副產品醇后，向所得的復合型硅溶膠中進一步添加0.0Olwt %的十二烷基磺酸鈉表面活性劑，提升穩定性，防止在濃縮過程中粘度升高而造成的顆粒團聚，蒸出部分水使最終復合型硅溶膠的含量達到30%。可以通過蒸發濃縮也可以通過超濾進一步濃縮達到所希望的含量，使得所述復合型硅溶膠具有30%或更高重量百分比的二氧化硅含量。
[0043]本發明所得復合型硅溶膠的各金屬離子含量在0.0001wt%以下，平均初級粒度為20nmo
[0044]比較例
[0045]將市場上銷售的氣相二氧化硅(廣州吉必盛科技實業有限公司，HL-150，平均初級粒度14nm，BET表面積約為150m2/g)在高速攪拌下加入到去離子水中，得2000克二氧化硅固體含量3%的溶液。
[0046]另將四甲氧基烷120克用去離子水稀釋成3%的烷氧基硅烷溶液，并向其中添加鹽酸至含量0.05%，pH為3，攪拌半小時。
[0047]然后將氣相二氧化硅溶液升溫至95度，并向其中緩慢地滴加預水解后的酸性水溶液，添加速率以每小時滴加烷氧基硅烷量為氣相二氧化硅總量的25%，加料完成后，將溫度升高到100度，繼續攪拌2小時，蒸出副產品醇，并向其中添加與加熱產生的蒸發量等體積的超純水以保持恒定的液面水平。去除副產品醇后，蒸出部分水使最終復合型硅溶膠的含量達到30 %，放置10小時后凝膠。
【主權項】
1.一種二氧化硅溶膠的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)配置氣相二氧化硅水溶液，用去離子水和氣相二氧化硅配置，向其中添加分散劑，加熱攪拌至混合均勻，并保持2-4小時； (2)配置酸性水溶液，將烷氧基硅烷與去離子水混合攪拌形成透明的酸性水溶液，保持半小時以上，溶液的PH值為2-6 ； (3)將氣相二氧化硅水溶液加熱至80度以上，并向其中緩慢滴加酸性水溶液，滴加的速率以不產生新的小顆粒二氧化硅膠體為準； (4)滴加完成后，將溫度升高，蒸出副產品醇，并添加與加熱產生的蒸發量等體積的超純水； (5)在上述混合液中添加表面活性劑，添加量為0.001-0.005wt%。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氣相二氧化硅溶膠的BET表面積為90-150m2/g，平均初級粒徑為14_40nm。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)的氣相二氧化硅的重量百分含量為l_5wt%。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)的分散劑為一種或多種化合物組成，所述化合物從堿或酸中選取，重量百分含量為0.1 — 4wt%。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述堿為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、四甲基氫氧化銨、異丙醇胺、四乙基胺、二乙基三胺、三乙基四胺、羥乙基乙二胺、六亞甲基二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、無水哌嗪中的一種或幾種；酸為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸、碳酸、甲酸、乙酸、丙酸，丙烯中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述酸性水溶液中烷氧基硅烷為四甲氧基硅烷，四乙氧基硅烷，重量百分含量l_4wt%。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)用無機酸或有機酸調PH值，無機酸為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸、碳酸中的一種或多種；有機酸為甲酸、乙酸、丙酸，丙烯酸，乙二酸、丙二酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸中的一種或多種。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的滴加速率以每小時滴加酸性水溶液量為氣相二氧化硅水溶液總量的25%，所添加酸性水溶液中所含烷氧基硅烷總量為氣相二氧化硅總量的0.5-10倍。
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述非離子表面活性劑為聚二甲基硅氧烷、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物中的一種或幾種；陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉，α-烯烴磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種或幾種；陽離子表面活性劑為十四烷基二甲基芐基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、瓜耳膠羥丙基三甲基氯化銨、溴化十二烷基三甲基銨、溴化十二烷基二甲基芐基銨中的一種或幾種。
【專利摘要】本發明涉及一種二氧化硅溶膠的制備方法，屬于電子制造及SiO2膠體制備技術領域，該方法包括以下步驟：配置氣相二氧化硅水溶液，配置酸性水溶液，將酸性水溶液緩慢滴加到氣相二氧化硅水溶液中，滴加完成后，將溫度升高，蒸出副產品醇，并添加與加熱產生的蒸發量等體積的超純水，在上述混合液中添加表面活性劑；本發明制備的二氧化硅溶膠，主要雜質金屬離子含量在1ppm以內、粒徑均勻、高度分散、含量可達40％的納米SiO2膠體。采用本發明制備的復合型硅溶膠穩定性不僅與直接采用硅醇水解法所得硅溶膠相當而且研磨能力更佳。
【IPC分類】C09G1-02
【公開號】CN104592895
【申請號】CN201410505702
【發明人】顧忠華, 潘國順, 龔樺, 鄒春莉, 羅桂海, 王鑫, 陳高攀
【申請人】深圳市力合材料有限公司, 清華大學, 深圳清華大學研究院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年9月26日