[发明专利]二氧化硅复合颗粒及其制造方法

说明书

本发明涉及二氧化硅复合颗粒及其制造方法。所述二氧化硅复合颗粒包含二氧化硅颗粒和下述化合物，在该化合物中选自由Ti、Al、Zr、V和Mg组成的组中的金属原子与有机基团通过氧结合，二氧化硅颗粒经所述化合物表面处理。二氧化硅复合颗粒的表面的金属原子的覆盖率为约0.01原子％～约30原子％。当金属原子的氧化物中O1s的结合能峰设为MO1s，SiO₂中O1s的结合能峰设为SO1s，并且二氧化硅复合颗粒中O1s的结合能峰设为MSO1s时(所述结合能峰通过X射线光电子能谱检测)，满足下式(1)，其中，X表示其他金属(Ti、Al、Zr、V和Mg)的覆盖率，该覆盖率通过经X射线光电子能谱检测的所述其他金属(Ti、Al、Zr、V和Mg)/Si的比例计算。0.000452×X²‑0.059117×X+SO1sMSO1s≤(SO1s‑MO1s)/100×X+SO1s(1)。

技术领域

本发明涉及二氧化硅复合颗粒和制造该二氧化硅复合颗粒的方法。

背景技术

二氧化硅颗粒用作色调剂、化妆品、橡胶和研磨剂等的添加剂成分或主要成分，其作用在于例如改善树脂的强度、改善粉末的流动性和抑制堆积。据认为二氧化硅颗粒的特性取决于二氧化硅颗粒的形状和表面性质。因此，已经提出了对二氧化硅颗粒的表面处理，以及二氧化硅与金属或金属化合物的组合。

例如，日文特开2003-277732号公报公开了平均粒径(D)为5～300nm且具有芯-壳结构的研磨颗粒，其壳部分的厚度(S_T)为1～50nm并且由复合氧化物形成。

日文特开2004-2723号公报公开了平均粒径(D)为5～300nm且具有芯-壳结构的研磨颗粒，其壳部分的厚度(S_T)为1～50nm并且由二氧化硅形成。

日文特开2011-37659号公报公开了芯-壳复合氧化物微粒的分散液，所述芯-壳复合氧化物微粒通过以作为壳并且包含硅和铝为主要成分的复合氧化物涂覆作为芯颗粒且不包含硅和/或铝为主要成分的氧化物微粒或复合氧化物微粒的表面获得。壳中硅和铝的重量比以氧化物计为SiO₂/Al₂O₃＝2.0～30.0。

发明内容

因此，本发明的目的是提供二氧化硅复合颗粒，与二氧化硅复合颗粒的表面的金属原子的覆盖率小于0.01原子％或大于约30原子％的情况相比，或与当所述金属原子的氧化物中O1s的结合能峰设为MO1s，SiO₂中O1s的结合能峰设为SO1s，并且二氧化硅复合颗粒中O1s的结合能峰设为MSO1s时(所述结合能峰通过X射线光电子能谱检测)，不满足下式(1)的情况相比，本发明的二氧化硅复合颗粒具有良好的表面硬度均一性。

根据本发明的一个方面，提供了一种二氧化硅复合颗粒，其包含：二氧化硅颗粒；和化合物，在该化合物中选自由Ti、Al、Zr、V和Mg组成的组中的金属原子与有机基团通过氧结合，所述二氧化硅颗粒经所述化合物表面处理。所述二氧化硅复合颗粒的表面的所述金属原子的覆盖率为约0.01原子％～约30原子％。当所述金属原子的氧化物中O1s的结合能峰设为MO1s，SiO₂中O1s的结合能峰设为SO1s，并且二氧化硅复合颗粒中O1s的结合能峰设为MSO1s时，满足下式(1)，所述结合能峰通过X射线光电子能谱检测，

0.000452×X²-0.059117×X+SO1sMSO1s≤(SO1s-MO1s)/100×X+SO1s (1)

其中，X表示其他金属(Ti、Al、Zr、V和Mg)的覆盖率，该覆盖率通过经X射线光电子能谱检测的所述其他金属(Ti、Al、Zr、V和Mg)/Si的比例计算。

根据本发明的第二方面，提供了如第一方面所述的二氧化硅复合颗粒，其中，所述金属原子的覆盖率为约0.05原子％～约20原子％。