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JP5712846B2 - Dicarboxylic anhydride-dispersed sol of silane-modified metal oxide, method for producing the same, epoxy curing agent containing the same, and cured epoxy resin - Google Patents
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JP5712846B2 - Dicarboxylic anhydride-dispersed sol of silane-modified metal oxide, method for producing the same, epoxy curing agent containing the same, and cured epoxy resin - Google Patents

Dicarboxylic anhydride-dispersed sol of silane-modified metal oxide, method for producing the same, epoxy curing agent containing the same, and cured epoxy resin Download PDF

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本発明は、変性高屈折率金属酸化物コロイド粒子がジカルボン酸無水物に分散されたゾル及びその製造方法、並びにそのゾルを含むエポキシ硬化剤及び該エポキシ硬化剤を用いたエポキシ樹脂硬化体に関する。   The present invention relates to a sol in which modified high refractive index metal oxide colloidal particles are dispersed in a dicarboxylic acid anhydride, a method for producing the sol, an epoxy curing agent containing the sol, and an epoxy resin cured product using the epoxy curing agent.

発光ダイオード(LED)等の光半導体素子を封止する際に用いられる封止用樹脂組成物としては、その硬化体が透明性を有することが要求されており、一般に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート等のエポキシ樹脂と硬化剤となる酸無水物とを用いて得られるエポキシ樹脂硬化用組成物が汎用されている。しかし、前記エポキシ樹脂硬化用組成物を封止用樹脂として用いると、エポキシ樹脂硬化用組成物の硬化による収縮又はエポキシ樹脂硬化体と光半導体素子との線膨張率の差に起因する歪みによって、内部応力が発生して、光半導体素子が劣化する。そこで内部応力を低減させる方法としてエポキシ樹脂硬化用組成物にシリカ粉末等の線膨張率の小さい、平均粒子径3〜60μmの無機粉末を添加することが提案され、更に無機粉末とエポキシ樹脂との屈折率を近似させることで、得られる硬化体の光透過性の低下を防ぐ方法が提案されている(特許文献1参照)。   As a sealing resin composition used when sealing an optical semiconductor element such as a light emitting diode (LED), the cured body is required to have transparency, and in general, a bisphenol A type epoxy resin, Epoxy resin curing compositions obtained by using an epoxy resin such as an alicyclic epoxy resin or triglycidyl isocyanurate and an acid anhydride as a curing agent are widely used. However, when the epoxy resin curing composition is used as a sealing resin, due to shrinkage due to curing of the epoxy resin curing composition or distortion caused by the difference in linear expansion coefficient between the epoxy resin cured body and the optical semiconductor element, Internal stress is generated and the optical semiconductor element is deteriorated. Therefore, as a method for reducing the internal stress, it has been proposed to add an inorganic powder having a small linear expansion coefficient such as silica powder and an average particle diameter of 3 to 60 μm to the epoxy resin curing composition. A method has been proposed in which the refractive index is approximated to prevent a decrease in light transmittance of the obtained cured body (see Patent Document 1).

また、無色透明のエポキシ樹脂硬化体を得る方法として、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び平均一次粒径が100nm以下の無機酸化物粒子を含むエポキシ樹脂硬化用組成物が提案されている(特許文献2参照)。   Further, as a method for obtaining a colorless and transparent epoxy resin cured product, an epoxy resin curing composition including an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and inorganic oxide particles having an average primary particle size of 100 nm or less has been proposed ( Patent Document 2).

一方、エポキシ樹脂硬化体の絶縁性を改良するための2液型エポキシ樹脂硬化用組成物の一方の液剤として、特定のエポキシ硬化剤に平均粒子径2μm以下の球状シリカを含む無機充填剤と硬化促進剤とを配合した液剤を用いることが提案されており、該液剤の粘度は25℃で25000〜33000mPa・sであることが開示されている(特許文献3参照)。
特開平11−74424号公報 特開2005−225964号公報 特開平11−71503号公報
On the other hand, as one liquid agent of the two-pack type epoxy resin curing composition for improving the insulating properties of the cured epoxy resin, an inorganic filler containing a specific epoxy curing agent and spherical silica having an average particle diameter of 2 μm or less and curing It has been proposed to use a liquid containing an accelerator, and it is disclosed that the viscosity of the liquid is 25,000 to 33000 mPa · s at 25 ° C. (see Patent Document 3).
JP-A-11-74424 JP 2005-225964 A JP-A-11-71503

発光ダイオード(LED)等の光半導体素子の封止用樹脂組成物としてシリカ粒子の配合されたエポキシ樹脂硬化用組成物を用いる場合、シリカ粒子の平均粒子径が3〜60μmでは、エポキシ樹脂とシリカ粒子の屈折率を近似させても、得られる硬化体の光透過性は十分ではない。また、平均一次粒子径が100nm以下の有機溶媒に分散した無機酸化物粒子をエポキシ樹脂硬化用組成物に配合し、硬化反応が進行しない条件で脱溶媒すると、脱溶媒が不完全となって硬化体に溶媒が残留する場合がある。また、無機充填剤において平均粒子径2μm以下の球状シリカが一定量以上であると液剤の粘度が上がり、注型作業性が低下する場合がある。   When an epoxy resin curing composition containing silica particles is used as a resin composition for sealing an optical semiconductor element such as a light emitting diode (LED), the epoxy resin and silica are used when the average particle diameter of the silica particles is 3 to 60 μm. Even if the refractive index of the particles is approximated, the light transmittance of the obtained cured product is not sufficient. In addition, when inorganic oxide particles dispersed in an organic solvent having an average primary particle size of 100 nm or less are blended in an epoxy resin curing composition and the solvent is removed under a condition in which the curing reaction does not proceed, the solvent removal becomes incomplete and curing occurs. Solvent may remain on the body. Further, when the amount of spherical silica having an average particle diameter of 2 μm or less in the inorganic filler is a certain amount or more, the viscosity of the liquid agent is increased and casting workability may be lowered.

本発明の目的は、光半導体素子の封止用樹脂組成物に用いることができるエポキシ樹脂硬化用組成物の硬化剤に好適であり、高屈折率、高透明性を有する変性高屈折率コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル及びこのゾルを含むエポキシ硬化剤、該硬化剤を用いたエポキシ樹脂硬化体を提供するものである。   An object of the present invention is a modified high refractive index colloidal particle having a high refractive index and a high transparency, which is suitable for a curing agent for an epoxy resin curing composition that can be used in a resin composition for sealing an optical semiconductor element. Provides a sol dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C., an epoxy curing agent containing the sol, and an epoxy resin cured product using the curing agent.

本発明は、その第1観点として、金属の酸化物コロイド粒子を核として、その外表面を複合酸化物コロイド粒子で被覆してなる変性金属酸化物コロイド粒子であって、5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)を核とし且つその外表面を、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合し1〜4nmの一次粒子径を有するところの二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)で被覆してなる変性金属酸化物コロイド粒子(C)であって、且つ金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する複合酸化物コロイド粒子(B)の質量比(B)/(A)が0.05〜0.50であり、そして該コロイド粒子(C)の粒子表面にその表面積1nm2あたり1〜4個のシリル基が結合してなることを特徴とするシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル、
第2観点として、前記シリル基が下記の一般式(I)
−Si(R1a(X)3-a (I)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表される第1観点に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル、
第3観点として、前記アミン化合物が第一アミン、第二アミン及び第三アミンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である第1観点に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル、
第4観点として、前記ジカルボン酸無水物が、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物及び水素化トリメリット酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか一項に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル、
第5観点として、前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子を5〜70質量%で含む第1観点〜第4観点のいずれか一つに記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル、
第6観点として、前記第1観点〜第5観点のいずれか一つに記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルを含むエポキシ硬化剤、
第7観点として、前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子100質量部に対し非アルコール性有機溶媒を0.01〜50質量部含む第6観点に記載のエポキシ硬化剤、
第8観点として、第6観点又は第7観点に記載のエポキシ硬化剤と、エポキシ樹脂とを含むことを特徴とするエポキシ樹脂硬化用組成物、
第9観点として、更に硬化促進剤を含有する第8観点に記載のエポキシ樹脂硬化用組成物、
第10観点として、エポキシ樹脂100質量部に対して、前記エポキシ硬化剤が50〜500質量部、前記硬化促進剤が0.1〜10質量部を含有する第9観点に記載のエポキシ樹脂硬化用組成物、
第11観点として、第6観点又は第7観点に記載のエポキシ樹脂硬化剤を用いたエポキシ樹脂硬化体、
第12観点として、下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)及び(h)工程を含む第1観点〜第5観点のいずれか一項に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルの製造方法:
(a)工程:スズ酸アルカリと珪酸アルカリとを二酸化珪素/酸化第二スズの質量比として0.1〜5の比率に含有する水溶液を調製し、次いでその水溶液中に存在する陽イオンを除去して1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子の水性ゾルを調製し、更に該水性ゾルにM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比が0.1〜1.0となる量のアミン化合物を添加することにより、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.1〜1.0のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比で存在するアミン化合物で安定化された1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾルを得る工程、
(b)工程:5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルと(a)工程で得られた水性ゾルとを、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の質量比(B’)/(A)が0.05〜0.50となる量で混合することにより、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)が前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)により被覆されてなる変性金属酸化物コロイド粒子(C’)の水性ゾルを得る工程、
(c)工程:(b)工程で得られた変性金属酸化物コロイド粒子(C’)の水性ゾルを陽イオン交換し、(a)工程で添加したアミン化合物を除去する工程、
(d)工程:(c)工程で得られた水性ゾルに、前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)に対するアミン化合物のモル比としてM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)が0.001〜0.08となる量のアミン化合物を添加することにより、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)を核とし且つその外表面を、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合した1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)で被覆してなるコロイド粒子(C)であって、且つ前記金属の酸化物のコロイド粒子(A)に対する前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)の質量比(B)/(A)が0.05〜0.50である変性金属酸化物コロイド粒子(C)の水性ゾルを得る工程、
(e)工程:(d)工程で得られた水性ゾルの分散媒をアルコール性有機溶媒に置換する工程、
(f)工程:(e)工程でで得られたアルコール性有機溶媒ゾルに下記の一般式(II)
Si(R1a(X)4-a (II)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表される有機シラン化合物及び/又はその加水分解物を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)に対する有機シラン化合物の質量比が0.01〜0.50となるように添加して、一般式(I)
−Si(R1a(X)3-a (I)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表されるシリル基を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の表面に結合させる工程、
(g)工程:(f)工程で得られたシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子のアルコール性有機溶媒ゾルの分散媒を非アルコール系有機溶媒に置換する工程、
(h)工程:(g)工程で得られたシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の非アルコール系有機溶媒分散ゾルの分散媒を30℃で液状のジカルボン酸無水物に置換する工程。
The first aspect of the present invention is a modified metal oxide colloidal particle having a metal oxide colloidal particle as a nucleus and an outer surface thereof coated with a composite oxide colloidal particle, which is a primary particle of 5 to 60 nm. The core is made of oxide colloidal particles (A) of at least one metal selected from the group consisting of Ti, Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi, and Sr. And the outer surface is M / (SnO 2 + SiO 2 ) where the mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.001 to 0.08 (where M is an amine compound) Modified metal oxide colloidal particles (C) coated with silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B) having a primary particle diameter of 1 to 4 nm by binding an amine compound at a molar ratio of ) And The mass ratio (B) / (A) of the composite oxide colloidal particles (B) to the oxide colloidal particles (A) of the genus is 0.05 to 0.50, and on the particle surface of the colloidal particles (C) A sol in which a silane-treated modified metal oxide colloidal particle having a surface area of 1 nm 2 bonded with 1 to 4 silyl groups is dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C .;
As a second aspect, the silyl group is represented by the following general formula (I):
-Si (R 1 ) a (X) 3-a (I)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3.) A sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to the first aspect represented by the formula (1) are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C.,
As a third aspect, the silane-treated modified metal oxide colloidal particle according to the first aspect is 30 ° C., wherein the amine compound is at least one compound selected from the group consisting of a primary amine, a secondary amine, and a tertiary amine. A sol dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride,
As a fourth aspect, the dicarboxylic anhydride is at least one selected from the group consisting of methylhexahydrophthalic anhydride, hydrogenated methylnadic acid anhydride, and hydrogenated trimellitic anhydride. A sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to any one of 3 are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C.,
As a fifth aspect, the silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to any one of the first to fourth aspects containing the silane-treated modified metal oxide colloidal particles at 5 to 70% by mass are liquid at 30 ° C. A sol dispersed in a dicarboxylic acid anhydride of
As a sixth aspect, an epoxy curing agent comprising a sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to any one of the first to fifth aspects are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C.,
As a seventh aspect, the epoxy curing agent according to the sixth aspect containing 0.01 to 50 parts by mass of a non-alcoholic organic solvent with respect to 100 parts by mass of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles,
As an eighth aspect, an epoxy resin curing composition comprising the epoxy curing agent according to the sixth aspect or the seventh aspect and an epoxy resin,
As a ninth aspect, the epoxy resin curing composition according to the eighth aspect, further comprising a curing accelerator,
As a tenth aspect, the epoxy resin curing agent according to the ninth aspect, wherein the epoxy curing agent contains 50 to 500 parts by mass and the curing accelerator contains 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. Composition,
As an eleventh aspect, an epoxy resin cured body using the epoxy resin curing agent according to the sixth aspect or the seventh aspect,
As a twelfth aspect, any of the first to fifth aspects including the following steps (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g), and (h) A method for producing a sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to claim 1 are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C .:
Step (a): An aqueous solution containing alkali stannate and alkali silicate in a mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide in a ratio of 0.1 to 5 is prepared, and then cations present in the aqueous solution are removed. An aqueous sol of silicon dioxide-stannic oxide composite colloidal particles having a primary particle size of 1 to 4 nm is prepared, and M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound). ) Is added in an amount such that the molar ratio of 0.1 to 1.0 is such that the mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.1 to 1 0.02 M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) a silicon dioxide-stannic oxide composite having a primary particle size of 1-4 nm stabilized with an amine compound present in a molar ratio Aqueous solution of oxide colloidal particles (B ') A process of obtaining
(B) Step: at least one metal selected from the group consisting of Ti, Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi and Sr having a primary particle size of 5 to 60 nm The aqueous sol of the oxide colloidal particles (A) and the aqueous sol obtained in the step (a) are used as the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles for the metal oxide colloidal particles (A) ( B ′) is mixed in such an amount that the mass ratio (B ′) / (A) is 0.05 to 0.50, whereby the metal oxide colloidal particles (A) are converted into the silicon dioxide-stannic oxide. Obtaining an aqueous sol of modified metal oxide colloidal particles (C ′) coated with the composite oxide colloidal particles (B ′);
(C) step: a step of cation-exchange the aqueous sol of the modified metal oxide colloidal particles (C ′) obtained in the step (b) and removing the amine compound added in the step (a),
Step (d): In the aqueous sol obtained in Step (c), M / (SnO 2 + SiO 2 ) (as the molar ratio of the amine compound to the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′)) Where M represents an amine compound) by adding an amount of an amine compound in an amount of 0.001 to 0.08, and the outer surface of the metal oxide colloidal particles (A) is made of silicon dioxide / The amine compound has a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) in which the mass ratio of stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.001 to 0.08. A colloidal particle (C) formed by coating with a bonded silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particle (B) having a primary particle diameter of 1 to 4 nm, and a colloidal particle of the metal oxide ( Said dioxide for A) Obtaining an aqueous sol of modified metal oxide colloidal particles (C) having a mass ratio (B) / (A) of the silicon-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B) of 0.05 to 0.50,
(E) Step: A step of replacing the dispersion medium of the aqueous sol obtained in the step (d) with an alcoholic organic solvent,
Step (f): The alcoholic organic solvent sol obtained in Step (e) is added to the following general formula (II):
Si (R 1 ) a (X) 4-a (II)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3), and the mass ratio of the organosilane compound and / or the hydrolyzate thereof to the modified metal oxide colloidal particles (C) is 0.01 to 0. .50 to give a general formula (I)
-Si (R 1 ) a (X) 3-a (I)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3), and a step of binding the silyl group represented by the surface of the modified metal oxide colloidal particles (C);
(G) Step: replacing the dispersion medium of the alcoholic organic solvent sol of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles obtained in the step (f) with a non-alcohol organic solvent;
(H) Step: A step of replacing the dispersion medium of the non-alcohol organic solvent dispersion sol of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles obtained in the step (g) with a liquid dicarboxylic anhydride at 30 ° C.

本発明のゾルは、金属の酸化物コロイド粒子を核として、その外表面を複合酸化物コロイド粒子で被覆してなる変性金属酸化物コロイド粒子であって、5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)を核とし且つその外表面を、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合し1〜4nmの一次粒子径を有するところの二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)で被覆してなる変性金属酸化物コロイド粒子(C)であって、且つ金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する複合酸化物コロイド粒子(B)の質量比(B)/(A)が0.05〜0.50であり、そして該コロイド粒子(C)の粒子表面にその表面積1nm2あたり1〜4個のシリル基が結合してなることを特徴とするシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルである。 The sol of the present invention is a modified metal oxide colloidal particle having a metal oxide colloidal particle as a nucleus and an outer surface coated with a composite oxide colloidal particle, and having a primary particle diameter of 5 to 60 nm. Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi, and Sr. The outer surface of the oxide colloidal particle (A) of at least one metal selected from the group consisting of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) in which the mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.001 to 0.08. A modified metal oxide colloidal particle (C) formed by coating with a silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particle (B) having an amine compound bonded in a ratio and having a primary particle diameter of 1 to 4 nm, And metal oxide co Weight ratio of the composite oxide colloidal particles (B) for id particles (A) (B) / ( A) is 0.05 to 0.50, and its surface area 1 nm 2 on the particle surfaces of the colloidal particles (C) This is a sol in which silane-treated modified metal oxide colloidal particles, each having 1 to 4 silyl groups bonded to each other, are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C.

本発明のゾルをエポキシ硬化剤として用いることにより、前記ナノサイズの前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子をエポキシ樹脂硬化体中に効率的に導入することができる。そして、エポキシ樹脂が固体又は高粘稠液体であるために、金属酸化物コロイド粒子を直接エポキシ樹脂に分散させられない場合であっても、エポキシ硬化剤にシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が分散されているため、エポキシ樹脂硬化体中にシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子を容易に高い充填率で分散させることができる。   By using the sol of the present invention as an epoxy curing agent, the nano-sized silane-treated modified metal oxide colloidal particles can be efficiently introduced into the cured epoxy resin. Even if the metal oxide colloidal particles cannot be directly dispersed in the epoxy resin because the epoxy resin is a solid or highly viscous liquid, the silane-treated modified metal oxide colloidal particles are dispersed in the epoxy curing agent. Therefore, the silane-treated modified metal oxide colloidal particles can be easily dispersed at a high filling rate in the cured epoxy resin.

また、本発明のエポキシ硬化剤は透明性が極めて高いため、充填剤としての金属酸化物成分を高濃度で含有しても、得られるエポキシ樹脂硬化体の透明性を損なうことがない。そして本発明のエポキシ硬化剤は、シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の含有量を適宜調整することにより、任意に屈折率の調整が可能である。このため、LED等の光半導体素子の封止用樹脂組成物に用いるエポキシ樹脂硬化用組成物のエポキシ硬化剤として極めて有用である。   Moreover, since the epoxy curing agent of the present invention has extremely high transparency, even if the metal oxide component as a filler is contained at a high concentration, the transparency of the resulting cured epoxy resin is not impaired. The epoxy curing agent of the present invention can arbitrarily adjust the refractive index by appropriately adjusting the content of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles. For this reason, it is extremely useful as an epoxy curing agent for an epoxy resin curing composition used for a resin composition for sealing an optical semiconductor element such as an LED.

本発明のゾルは、金属の酸化物コロイド粒子を核として、その外表面を複合酸化物コロイド粒子で被覆してなる変性金属酸化物コロイド粒子であって、5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)を核とし且つその外表面を、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合し1〜4nmの一次粒子径を有するところの二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)で被覆してなる変性金属酸化物コロイド粒子(C)であって、且つ金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する複合酸化物コロイド粒子(B)の質量比(B)/(A)が0.05〜0.50であり、そして該コロイド粒子(C)の粒子表面にその表面積1nm2あたり1〜4個のシリル基が結合してなることを特徴とするシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルである。 The sol of the present invention is a modified metal oxide colloidal particle having a metal oxide colloidal particle as a nucleus and an outer surface coated with a composite oxide colloidal particle, and having a primary particle diameter of 5 to 60 nm. Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi, and Sr. The outer surface of the oxide colloidal particle (A) of at least one metal selected from the group consisting of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) in which the mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.001 to 0.08. A modified metal oxide colloidal particle (C) formed by coating with a silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particle (B) having an amine compound bonded in a ratio and having a primary particle diameter of 1 to 4 nm, And metal oxide co Weight ratio of the composite oxide colloidal particles (B) for id particles (A) (B) / ( A) is 0.05 to 0.50, and its surface area 1 nm 2 on the particle surfaces of the colloidal particles (C) This is a sol in which silane-treated modified metal oxide colloidal particles, each having 1 to 4 silyl groups bonded to each other, are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C.

本発明のゾルに含まれるシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の濃度は、5〜70質量%であり、好ましくは10〜60質量%である。   The concentration of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles contained in the sol of the present invention is 5 to 70% by mass, preferably 10 to 60% by mass.

本発明のゾルに含まれるシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の核となる5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)は、公知の方法、例えば、イオン交換法、解膠法、加水分解法、反応法により製造することができる。   Ti, Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, having a primary particle diameter of 5 to 60 nm, which is the core of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles contained in the sol of the present invention, The oxide colloidal particles (A) of at least one metal selected from the group consisting of Bi and Sr can be produced by a known method such as an ion exchange method, a peptization method, a hydrolysis method, or a reaction method. .

前記のイオン交換法の例としては、前記金属の酸性塩を水素型イオン交換樹脂で処理する方法又は前記金属の塩基性塩を水酸基型陰イオン交換樹脂で処理する方法が挙げられる。   Examples of the ion exchange method include a method of treating the acid salt of the metal with a hydrogen ion exchange resin or a method of treating the basic salt of the metal with a hydroxyl type anion exchange resin.

前記解膠法の例としては、前記金属の酸性塩を塩基で中和するか、又は前記金属の塩基性塩を酸で中和させて得られるゲルを洗浄した後、酸又は塩基で解膠する方法が挙げられる。   Examples of the peptization method include neutralizing the acidic salt of the metal with a base, or washing the gel obtained by neutralizing the basic salt of the metal with an acid, and then peptizing with an acid or a base. The method of doing is mentioned.

前記加水分解法の例としては、前記金属のアルコキシドを加水分解する方法、又は前記金属の塩基性塩を加熱加水分解した後、不要な酸を除去する方法が挙げられる。   Examples of the hydrolysis method include a method of hydrolyzing the alkoxide of the metal, or a method of removing an unnecessary acid after hydrolyzing the basic salt of the metal.

前記反応法の例としては、前記金属の粉末と酸とを反応させる方法が挙げられる。   An example of the reaction method is a method of reacting the metal powder with an acid.

前記酸化物コロイド粒子(A)は、原子価2〜6の金属の酸化物であり、それらの形態としては、例えばTiO2、Fe23、ZrO2、SnO2、Ta25、Nb25、Y23、MoO3、WO3、PbO、In23Bi23、SrO等を例示することができる。そしてこれらの金属の酸化物は単独で用いることも、組み合わせて用いることもできる。組み合わせとしては、前記金属酸化物を数種類混合する方法や、前記金属酸化物を複合化させる方法、又は金属酸化物を原子レベルで固溶体化する方法が挙げられる。 The oxide colloidal particles (A) is an oxide of a metal of valence 2-6, as they form, for example TiO 2, Fe 2 O 3, ZrO 2, SnO 2, Ta 2 O 5, Nb 2 O 5 , Y 2 O 3 , MoO 3 , WO 3 , PbO, In 2 O 3 Bi 2 O 3 , SrO and the like can be exemplified. These metal oxides can be used alone or in combination. Examples of the combination include a method of mixing several kinds of the metal oxides, a method of combining the metal oxides, and a method of solidifying the metal oxides at the atomic level.

例えばSnO2粒子とWO3粒子とがその界面で化学的な結合を生じて複合化されたSnO2−WO3複合コロイド粒子、SnO2粒子とZrO2粒子とがその界面で化学的結合を生じて複合化されたSnO2−ZrO2複合体コロイド粒子、TiO2とZrO2とSnO2とが原子レベルで固溶体を形成して得られたTiO2−ZrO2−SnO2複合コロイド粒子が挙げられる。 For example, SnO 2 —WO 3 composite colloidal particles in which SnO 2 particles and WO 3 particles are chemically combined at the interface to form a composite, and SnO 2 particles and ZrO 2 particles form a chemical bond at the interface. And composite SnO 2 —ZrO 2 composite colloidal particles, and TiO 2 —ZrO 2 —SnO 2 composite colloidal particles obtained by forming a solid solution of TiO 2 , ZrO 2 and SnO 2 at the atomic level. .

前記酸化物コロイド粒子(A)は、金属成分の組み合わせによる化合物として用いることもでき、例えばTiSrO3、TiBaO3が挙げられる。 The oxide colloidal particles (A) can also be used as a compound by a combination of metal components, and examples thereof include TiSrO 3 and TiBaO 3 .

本発明において核となる前記金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルは、pH5〜11.5、好ましくはpH7〜11.5のものを用いることができる。該水性ゾルのpHは必要に応じてアルカリ成分により調整することができ、用いられるアルカリ成分としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属水酸化物、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア、エチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、n−プロピルアミン等のアルキルアミン、ベンジルアミン等のアラルキルアミン、ピペリジン等の脂環式アミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン、第4級アンモニウム水酸化物等が挙げられる。   In the present invention, the aqueous sol of the metal oxide colloidal particles (A) serving as a nucleus in the present invention may have a pH of 5 to 11.5, preferably a pH of 7 to 11.5. The pH of the aqueous sol can be adjusted with an alkali component as necessary. Examples of the alkali component used include alkali metal hydroxides such as lithium, sodium and potassium, and alkaline earth metals such as calcium, magnesium and strontium. Hydroxide, ammonia, ethylamine, triethylamine, isopropylamine, alkylamines such as n-propylamine, aralkylamines such as benzylamine, alicyclic amines such as piperidine, alkanolamines such as monoethanolamine and triethanolamine, A quaternary ammonium hydroxide etc. are mentioned.

本発明において核となる5乃至60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)を被覆する、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1乃至5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合した1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)は、その前駆体として二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.1〜1.0のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比で存在するアミン化合物で安定化された1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾルが作製され、この水性ゾルが前記金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルに添加され、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)の表面に前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)が被覆された後に、陽イオン交換により安定化のためのアミン化合物が除去され、続いて前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の安定化に適した量のアミン化合物をその表面に結合させることにより得られるものである。前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の安定化に適したアミン化合物の量は、M/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比として0.001〜0.08の量である。前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)に結合するアミン化合物の量が前記M/(SnO2+SiO2)のモル比として0.001未満の量では、本発明のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルを製造する途中工程で調製されるアルコール性有機溶媒分散ゾルの分散安定性が不十分であるため好ましくない。また、前記M/(SnO2+SiO2)のモル比として0.08を超える量の場合は、前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の粒子表面に結合させる前記一般式(I)で表されるシリル基の結合の妨げになるため好ましくない。 In the present invention, at least one selected from the group consisting of Ti, Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi, and Sr having a primary particle diameter of 5 to 60 nm serving as a nucleus in the present invention. M / (SnO 2 + SiO 2 ) covering the metal oxide colloidal particles (A) and having a mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide of 0.1 to 5.0 and 0.001 to 0.08 The silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B) having a primary particle diameter of 1 to 4 nm in which the amine compound is bonded at a molar ratio of M (wherein M represents an amine compound) are used as a precursor thereof. / Mass ratio of stannic oxide is 0.1 to 5.0 and exists in a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) of 0.1 to 1.0. 1 to 4 nm stabilized with an amine compound An aqueous sol of silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′) having a primary particle size is prepared, and the aqueous sol is added to the aqueous sol of the metal oxide colloidal particles (A), After the surface of the metal oxide colloidal particles (A) is coated with the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′), the amine compound for stabilization is removed by cation exchange, Subsequently, an amine compound in an amount suitable for stabilization of the modified metal oxide colloidal particles (C) is bonded to the surface thereof. The amount of the amine compound suitable for stabilizing the modified metal oxide colloidal particles (C) is 0.001 to 0.08 as a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound). Is the amount. When the amount of the amine compound bound to the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B) is less than 0.001 as the molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ), the silane treatment of the present invention is performed. This is not preferable because the dispersion stability of the alcoholic organic solvent-dispersed sol prepared in the course of producing a sol in which the modified metal oxide colloidal particles are dispersed in a liquid dicarboxylic anhydride at 30 ° C. is insufficient. Further, when the molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) exceeds 0.08, it is represented by the general formula (I) bonded to the particle surface of the modified metal oxide colloidal particles (C). This is not preferable because it prevents the bonding of silyl groups.

前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)は、下記に示す公知の方法(例えば特公昭50−40119号公報)を利用して得ることができる。即ち珪酸アルカリ水溶液又は珪酸ゾル液とスズ酸アルカリ水溶液とを混合した後、陽イオン交換樹脂により陽イオンを除去することにより1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子を生成させ、次いでアミン化合物を添加し混合することにより、アミン化合物により安定化された二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子の水性ゾルとして得ることができる。   The silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ') can be obtained by using the following known methods (for example, Japanese Patent Publication No. 50-40119). That is, a silicon dioxide-stannic oxide composite colloid having a primary particle size of 1 to 4 nm by mixing an alkali silicate aqueous solution or silicate sol solution and an alkali stannate aqueous solution and then removing the cation with a cation exchange resin. By producing particles and then adding and mixing the amine compound, an aqueous sol of colloidal particles of silicon dioxide-stannic oxide composite stabilized by the amine compound can be obtained.

前記アミン化合物で安定化された1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾル中のアミン化合物は、二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の表面に吸着しているものの他、水性ゾルの分散媒中に溶解して存在することにより、該コロイド粒子(B’)の分散安定性を保持させるものと推定される。   The amine compound in the aqueous sol of silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′) having a primary particle diameter of 1 to 4 nm stabilized with the amine compound is a silicon dioxide-stannic oxide composite. Presumed to maintain the dispersion stability of the colloidal particles (B ′) by being dissolved in the dispersion medium of the aqueous sol in addition to those adsorbed on the surface of the oxide colloidal particles (B ′). Is done.

前記珪酸アルカリ水溶液又は珪酸ゾル液とスズ酸アルカリ水溶液とを混合した後、陽イオン交換樹脂により陽イオンを除去して得られる1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子の水性ゾルは、アミン化合物を加えない又は前記0.1未満のM/(SnO2+SiO2)のモル比のアミン化合物の添加では、数時間の放置により安定性を失いゲル化してしまうため、使用することができない。前記0.1〜1.0のM/(SnO2+SiO2)のモル比(但しMはアミン化合物)のアミン化合物の添加は、前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾルの分散安定性の保持に十分な量である。M/(SnO2+SiO2)のモル比が1.0を超えてもアミン化合物が過剰に存在するだけで効率的ではない。 A silicon dioxide-stannic oxide composite having a primary particle diameter of 1 to 4 nm obtained by mixing the alkali silicate aqueous solution or the silicate sol solution and the alkali stannate aqueous solution and then removing the cation with a cation exchange resin. The aqueous sol of colloidal particles loses stability when left for several hours and gels when no amine compound is added or when an amine compound having a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) of less than 0.1 is added. Therefore, it cannot be used. The addition of an amine compound having a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) of 0.1 to 1.0 (where M is an amine compound) is performed by adding the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′ ) Is sufficient to maintain the dispersion stability of the aqueous sol. Even if the molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) exceeds 1.0, the amine compound is present in excess, which is not efficient.

珪酸アルカリ水溶液としては珪酸ナトリウム、珪酸カリウムを、また珪酸ゾル液としてはこれらの珪酸アルカリ水溶液を陽イオン交換して得られる活性珪酸を用いることができる。スズ酸アルカリ水溶液としては、好ましくはスズ酸ナトリウム水溶液を用いることができる。   As the alkali silicate aqueous solution, sodium silicate and potassium silicate can be used, and as the silicate sol liquid, active silicic acid obtained by cation exchange of these alkali silicate aqueous solutions can be used. As the alkali stannate aqueous solution, a sodium stannate aqueous solution can be preferably used.

本発明に用いられるアミン化合物は、第一アミン、第二アミン及び第三アミンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。第一アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、アミルアミン、アリルアミン、ヘキシルアミン、ヘピチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン及びシクロヘキシルアミンが挙げられる。第二アミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、ジアミルアミン及びジアリルアミンが挙げられる。第三アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリアミルアミン及びトリアリルアミンが挙げられる。   The amine compound used in the present invention is at least one selected from the group consisting of primary amines, secondary amines and tertiary amines. Primary amines include methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, butylamine, isobutylamine, amylamine, allylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, cyclopropylamine, cyclobutylamine, cyclopentylamine And cyclohexylamine. Secondary amines include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, diisobutylamine, N-ethyl-1,2-dimethylpropylamine, diamylamine and diallylamine. Tertiary amines include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, triamylamine and triallylamine.

前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)は、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)を核とし且つその外表面を、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合し1〜4nmの一次粒子径を有するところの二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)で被覆して形成されている。 The modified metal oxide colloidal particles (C) have the metal oxide colloidal particles (A) as nuclei and the outer surface thereof having a mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide of 0.1 to 5.0. Silicon dioxide in which the amine compound is bonded and has a primary particle size of 1 to 4 nm in a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (wherein M represents an amine compound) of 0.001 to 0.08 It is formed by coating with stannic oxide composite oxide colloidal particles (B).

前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)は、核として用いられる前記金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルと二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.1〜1.0のM/(SnO2+SiO2)のモル比(但しMはアミン化合物)のアミン化合物で安定化された1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾルとを、それらを金属酸化物に換算した質量比(B’)/(A)で0.05〜0.50に混合して前記変性金属酸化物コロイド粒子(C‘)の水性ゾルを得た後、該水性ゾルを陽イオン交換によりアミン化合物を除去して、更に前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)に対するアミン化合物のモル比としてM/(SnO2+SiO2)が0.001〜0.08となる量(但しMはアミン化合物)のアミン化合物を添加することにより得られたものである。 The modified metal oxide colloidal particles (C) have an aqueous sol of the metal oxide colloidal particles (A) used as nuclei and a mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide of 0.1 to 5.0. And a silicon dioxide-secondary oxide having a primary particle size of 1-4 nm stabilized with an amine compound having a molar ratio of 0.1 / 1.0 M / (SnO 2 + SiO 2 ), where M is an amine compound. An aqueous sol of tin composite oxide colloidal particles (B ′) is mixed to 0.05 to 0.50 in a mass ratio (B ′) / (A) converted to a metal oxide to modify the modified metal oxide. After obtaining an aqueous sol of the product colloidal particles (C ′), the amine compound is removed from the aqueous sol by cation exchange, and further the amine for the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′). M / (SnO 2 + Si as the molar ratio of the compound O 2 ) is obtained by adding an amount of an amine compound in which 0.001 to 0.08 (where M is an amine compound).

前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の水性ゾルは、本発明の目的が達成される限り、他の任意成分を含有することができる。特にオキシカルボン酸類を全金属酸化物の合計量に対し約10重量%以下に含有させると分散性等の性能が更に改良されたコロイド粒子が得られる。   The aqueous sol of the modified metal oxide colloidal particles (C) can contain other optional components as long as the object of the present invention is achieved. In particular, when oxycarboxylic acids are contained in an amount of about 10% by weight or less based on the total amount of all metal oxides, colloidal particles with further improved performance such as dispersibility can be obtained.

用いられるオキシカルボン酸の例としては、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸等が挙げられる。また、アルカリ成分を含有することができ、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニア等を含有することもできる。これらは前記オキシカルボン酸と併用することもできる。   Examples of the oxycarboxylic acid used include lactic acid, tartaric acid, malic acid, citric acid, gluconic acid and the like. Moreover, an alkali component can be contained, for example, hydroxides of alkali metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium, ammonia, and the like can also be contained. These can also be used in combination with the oxycarboxylic acid.

前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の水性ゾルは、例えば蒸発法、限外濾過法等により変性金属酸化物コロイド粒子(C)の全金属酸化物の合計量として約50質量%に濃縮することができる。   The aqueous sol of the modified metal oxide colloidal particles (C) is concentrated to about 50% by mass as the total amount of all metal oxides of the modified metal oxide colloidal particles (C) by, for example, evaporation method, ultrafiltration method or the like. be able to.

本発明のゾルに含まれるシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子は、前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の粒子表面に下記の一般式(I)
−Si(R1a(X)3-a (I)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表されるシリル基が、その表面積1nm2あたり0.1〜4個結合したものであることが好ましい。
The silane-treated modified metal oxide colloidal particles contained in the sol of the present invention have the following general formula (I) on the particle surface of the modified metal oxide colloidal particles (C).
-Si (R 1 ) a (X) 3-a (I)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3. ) It is preferable that 0.1 to 4 silyl groups each having a surface area of 1 nm 2 are bonded.

前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の表面積1nm2あたりのシリル基の個数は、ICP発光分光分析法、CHN元素分析法を用いて測定することができる。前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の比表面積は窒素吸着法により測定することができる。 The number of silyl groups per 1 nm 2 of surface area of the modified metal oxide colloidal particles (C) can be measured using ICP emission spectroscopic analysis or CHN elemental analysis. The specific surface area of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles can be measured by a nitrogen adsorption method.

前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の表面に結合する前記一般式(I)で表されるシリル基は、下記の一般式(II)で表される有機シラン化合物を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の表面と反応させること結合させることができる。   The silyl group represented by the general formula (I) bonded to the surface of the modified metal oxide colloidal particle (C) is an organosilane compound represented by the following general formula (II). It can be bonded by reacting with the surface of the particles (C).

(R1aSi(X)4-a (II)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ヘキシル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。
(R 1 ) a Si (X) 4-a (II)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3)
Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, hexyl, tert-butyl, sec-butyl, decyl, dodecyl, octadecyl and the like.

アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。好ましくはフェニル基である。   Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group. A phenyl group is preferred.

前記一般式(II)において、Xは水酸基または加水分解可能な基であり、炭素原子数1〜4のアルコキシ基である。アルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基が挙げられる。aは0〜3の整数を表す。R1又はXが複数存在するとき、複数のR1又はXはそれぞれ同じであっても異なってもよい。aとして好ましくは1又は2であり、特に好ましくは1である。 In the general formula (II), X is a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. a represents an integer of 0 to 3. When R 1 or X there are a plurality, the plurality of R 1 or X may be the same or different, respectively. a is preferably 1 or 2, particularly preferably 1.

1に含まれる置換基としては特に制限はないが、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、水酸基、メルカプト基、カルボキシル基、エポキシ基、アルキル基(メチル、エチル、イソプロピル、プロピル、t−ブチル等)、アリール基(フェニル、ナフチル等)、芳香族へテロ環基(フリル、ピラゾリル、ピリジル等)、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ等)、アリールオキシ(フェノキシ等)、アルケニル基(ビニル、1-プロペニル等)、アシルオキシ基(アセトキシ、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(フェノキシカルボニル等)、カルバモイル基(カルバモイル、N−メチルカルバモイル等)、アシルアミノ基(アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ、アクリルアミノ、メタクリルアミノ等)が挙げられ、これら置換基は更に置換されていてもよい。 The substituent contained in R 1 is not particularly limited, but is a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), hydroxyl group, mercapto group, carboxyl group, epoxy group, alkyl group (methyl, ethyl, isopropyl, propyl). , T-butyl etc.), aryl groups (phenyl, naphthyl etc.), aromatic heterocyclic groups (furyl, pyrazolyl, pyridyl etc.), alkoxy groups (methoxy, ethoxy, isopropoxy etc.), aryloxy (phenoxy etc.), Alkenyl groups (vinyl, 1-propenyl, etc.), acyloxy groups (acetoxy, acryloyloxy, methacryloyloxy, etc.), alkoxycarbonyl groups (methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, etc.), aryloxycarbonyl groups (phenoxycarbonyl, etc.), carbamoyl groups (carbamoyl) N-methylcal Moil, etc.), an acylamino group (an acetylamino, benzoylamino, acrylamino, methacrylamino etc.). These substituents may be further substituted.

1が複数ある場合は、少なくとも一つが置換アルキル基又は置換アリール基であることが好ましい。 When there are a plurality of R 1 s , at least one is preferably a substituted alkyl group or a substituted aryl group.

前記一般式(II)で示される有機珪素素化合物は、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリアミロキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリベンジルオキシシラン、メチルトリフェネチルオキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、αーグリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリフェノキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルエチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、3、3、3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン等が挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the organosilicon compound represented by the general formula (II) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-butoxysilane, tetraacetoxysilane, and methyltrimethoxysilane. , Methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriacetoxysilane, methyltributoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriamyloxysilane, methyltriphenoxysilane, methyltribenzyloxysilane, methyltriphenethyloxysilane, glycine Sidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, α-glycidoxyethyltrimethoxysilane, α-glycidoxyethyltriethoxysilane, β-glycidoxye Rutrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, α-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltriethoxysilane, β-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β-glycidoxypropyl Triethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltripropoxysilane, γ-glycidoxypropyltributoxysilane, γ-glycidoxypropyl Triphenoxysilane, α-glycidoxybutyltrimethoxysilane, α-glycidoxybutyltriethoxysilane, β-glycidoxybutyltriethoxysilane, γ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, γ-glycidoxybutyl Triethoxysilane, δ -Glycidoxybutyltrimethoxysilane, δ-glycidoxybutyltriethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltriethoxysilane, β- (3, 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltripropoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) Ethyltributoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriphenoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltriethoxysilane, δ- (3,4 Poxycyclohexyl) butyltrimethoxysilane, δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltriethoxysilane, glycidoxymethylmethyldimethoxysilane, glycidoxymethylmethyldiethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxyethylethyldimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane Silane, β-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ- Lysidoxypropylmethyldipropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldibutoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiphenoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldiethoxysilane Γ-glycidoxypropyl vinyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldiethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, phenyltrimethoxy Silane, phenyltriethoxysilane, phenyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltriacetoxysilane, 3, 3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, β-cyanoethyltriethoxysilane, chloromethyltrimethoxysilane, chloro Methyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (β- Aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyl Ethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxy Silane, (gamma) -mercaptomethyldiethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane, etc. are mentioned, These can be used individually or in combination of 2 or more types.

また、前記一般式(II)の有機シラン化合物の加水分解物は、式中のR1、Xの一部又は全部が水素原子に置換された化合物である。これら一般式(II)の有機シラン化合物の加水分解物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 In addition, the hydrolyzate of the organosilane compound of the general formula (II) is a compound in which a part or all of R 1 and X in the formula are replaced with hydrogen atoms. These hydrolysates of organosilane compounds of general formula (II) can be used alone or in combination of two or more.

前記有機シラン化合物の加水分解は、この有機シラン化合物に水又は所望により塩酸水溶液、硫酸水溶液若しくは酢酸水溶液の酸性水溶液を添加し、攪拌することにより行われる。   Hydrolysis of the organic silane compound is carried out by adding water or an acidic aqueous solution of a hydrochloric acid aqueous solution, a sulfuric acid aqueous solution or an acetic acid aqueous solution to the organic silane compound and stirring them.

本発明において、有機シラン化合物は一般式(II)で表される化合物及びその加水分解物からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。特にメチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン及び/又はそれら加水分解物が好ましい。   In this invention, it is preferable to use at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a compound represented with general formula (II), and its hydrolyzate as an organosilane compound. In particular, methyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane and / or a hydrolyzate thereof are preferable.

本発明のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルにおいて、30℃で液状とは、30℃の大気圧下で液体状態であることを意味する。   In a sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles of the present invention are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C., the liquid state at 30 ° C. means a liquid state at an atmospheric pressure of 30 ° C. .

用いられる30℃で液状のジカルボン酸無水物としては、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、水素化トリメリット酸無水物、トリアルキルヒドロフタル酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物等が挙げられる。これらの中では、耐熱性、耐光性、無色透明性の観点からメチルヘキサヒドロフタル酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物又は水素化トリメリット酸無水物が好ましい。   The liquid dicarboxylic acid anhydride used at 30 ° C is methyltetrahydrophthalic acid anhydride, methylhexahydrophthalic acid anhydride, methyl nadic acid anhydride, hydrogenated methyl nadic acid anhydride, hydrogenated trimellitic acid anhydride. , Trialkylhydrophthalic anhydride, dodecenyl succinic anhydride and the like. Among these, methylhexahydrophthalic anhydride, hydrogenated methylnadic acid anhydride, or hydrogenated trimellitic anhydride is preferable from the viewpoint of heat resistance, light resistance, and colorless transparency.

本発明のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルにおいて、前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の濃度は、5〜70質量%であり、好ましくは10〜60質量%である。   In the sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles of the present invention are dispersed in a liquid dicarboxylic anhydride at 30 ° C., the concentration of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles is preferably 5 to 70% by mass. Is 10-60 mass%.

また、当該ゾルの30℃におけるB型粘度は、30〜200000mPa・sであり、好ましくは30〜50000mPa・sであり、更に好ましくは30〜5000mPa・sである。   Further, the B-type viscosity of the sol at 30 ° C. is 30 to 200000 mPa · s, preferably 30 to 50000 mPa · s, and more preferably 30 to 5000 mPa · s.

また、当該ゾルは透明性に優れており、当該ゾルにおけるシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子(D)の濃度を10質量%に調整したときの波長500nmにおける光路長10mmの光線透過率は、30%以上であり、好ましくは40%である。   The sol is excellent in transparency, and the light transmittance with an optical path length of 10 mm at a wavelength of 500 nm when the concentration of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles (D) in the sol is adjusted to 10% by mass is 30. % Or more, preferably 40%.

本発明は、前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルをエポキシ硬化剤として用いることを特徴とする。   The present invention is characterized in that a sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C. is used as an epoxy curing agent.

本発明のエポキシ硬化剤に含まれる前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子は、5〜70質量%である。   The silane-treated modified metal oxide colloidal particles contained in the epoxy curing agent of the present invention is 5 to 70% by mass.

本発明のエポキシ硬化剤は透明性が高く、且つ高い屈折率を有している。当該エポキシ硬化剤の屈折率は、1.48〜1.65である。   The epoxy curing agent of the present invention is highly transparent and has a high refractive index. The refractive index of the epoxy curing agent is 1.48 to 1.65.

また本発明のエポキシ硬化剤は、粘度調整等を目的として少量の非アルコール性有機溶媒を含有していてもよく、許容される含有量の範囲は本発明のエポキシ硬化剤に含まれるシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子100質量部に対して非アルコール性有機溶媒として0.01〜50質量部であり、好ましくは0.01〜10質量部である。   Further, the epoxy curing agent of the present invention may contain a small amount of a non-alcoholic organic solvent for the purpose of viscosity adjustment, etc., and the allowable content range is the silane treatment modification contained in the epoxy curing agent of the present invention. It is 0.01-50 mass parts as a non-alcoholic organic solvent with respect to 100 mass parts of metal oxide colloidal particles, Preferably it is 0.01-10 mass parts.

本発明のエポキシ硬化剤は、エポキシ樹脂と配合されてエポキシ樹脂硬化用組成物とすることができる。   The epoxy curing agent of the present invention can be blended with an epoxy resin to form an epoxy resin curing composition.

本発明のエポキシ樹脂硬用組成物に用いられるエポキシ樹脂は特に限定されるものではないが、具体例としては、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,2−エポキシ−4−(エポキシエチル)シクロヘキサン、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、2,6−ジグリシジルフェニルグリシジルエーテル、1,1,3−トリス[p−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]プロパン、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリグリシジル−p−アミノフェノール、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテル、ビスフェノール−S−ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテルレゾルシノールジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノール−A−ジグリシジルエーテル、ビスフェノールヘキサフルオロアセトンジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテル、トリス−(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、1−{2,3−ジ(プロピオニルオキシ)}−3,5−ビス(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6・(1H,3H,5H)−トリオン、1,3−ビス{2,3−ジ(プロピオニルオキシ)}−5−(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6・(1H,3H,5H)−トリオン、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、ジグリセロールポリジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、1,4−ビス(2,3−エポキシプロポキシパーフルオロイソプロピル)シクロヘキサン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、1,6−へキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、p−ターシャリーブチルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエーテル、o−フタル酸ジグリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、1,2,7,8−ジエポキシオクタン、1,6−ジメチロールパーフルオロヘキサンジグリシジルエーテル、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシパーフルオロイソプロピル)ジフェニルエーテル、2,2−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)プロパン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキシルオキシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−3’,4’−エポキシ−1,3−ジオキサン−5−スピロシクロヘキサン、1,2−エチレンジオキシ−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメタン)、4’,5’−エポキシ−2’−メチルシクロヘキシルメチル−4,5−エポキシ−2−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、エチレングリコール−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル等を挙げることができる。なかでも、3,4−エポキシシクロへキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、水素化ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテル、トリス−(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、1−(2,3−ジ(プロピオニルオキシ))−3,5−ビス(2,3−エポキシプロピル)1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン、1,3−ビス(2,3−ジ(プロピオニルオキシ))−5−(2,3−エポキシプロピル)1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン、およびこれらの混合物等が好ましく用いられる。   The epoxy resin used in the epoxy resin hardened composition of the present invention is not particularly limited, but specific examples include 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,2-epoxy-4- (epoxyethyl). ) Cyclohexane, glycerol triglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, 2,6-diglycidylphenyl glycidyl ether, 1,1,3-tris [p- (2,3-epoxypropoxy) phenyl] propane, 1,2-cyclohexane Dicarboxylic acid diglycidyl ester, 4,4′-methylenebis (N, N-diglycidylaniline), 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, trimethylolethane triglycidyl ether, triglycidyl-p -A Nophenol, tetraglycidylmetaxylenediamine, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, bisphenol-A-diglycidyl ether, bisphenol-S-diglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether resorcinol diglycidyl Ether, diglycidyl phthalate, neopentyl glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, tetrabromobisphenol-A-diglycidyl ether, bisphenol hexafluoroacetone diglycidyl ether, pentaerythritol diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol-A -Diglycidyl ether, tris- (2,3-epoxy (Lopyl) isocyanurate, 1- {2,3-di (propionyloxy)}-3,5-bis (2,3-epoxypropyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 · (1H, 3H, 5H) -trione, 1,3-bis {2,3-di (propionyloxy)}-5- (2,3-epoxypropyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 · ( 1H, 3H, 5H) -trione, monoallyl diglycidyl isocyanurate, diglycerol polydiglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, 1,4-bis (2,3-epoxypropoxyperfluoroisopropyl) cyclohexane, sorbitol polyglycidyl ether , Trimethylolpropane polyglycidyl ether, resorcin diglycidyl ether, 1,6-hexane Diol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, phenyl glycidyl ether, p-tertiary butyl phenyl glycidyl ether, adipic acid diglycidyl ether, o-phthalic acid diglycidyl ether, dibromophenyl glycidyl ether, 1,2,7,8 -Diepoxyoctane, 1,6-dimethylol perfluorohexane diglycidyl ether, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxyperfluoroisopropyl) diphenyl ether, 2,2-bis (4-glycidyloxyphenyl) propane 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxycyclohexyloxirane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl)- ', 4'-epoxy-1,3-dioxane-5-spirocyclohexane, 1,2-ethylenedioxy-bis (3,4-epoxycyclohexylmethane), 4', 5'-epoxy-2'-methylcyclohexyl Methyl-4,5-epoxy-2-methylcyclohexanecarboxylate, ethylene glycol-bis (3,4-epoxycyclohexanecarboxylate), bis- (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, bis (2,3-epoxy And cyclopentyl) ether. Among them, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, hydrogenated bisphenol-A-diglycidyl ether, tris- (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, 1- (2,3 -Di (propionyloxy))-3,5-bis (2,3-epoxypropyl) 1,3,5-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) -trione, 1,3-bis (2,3-di (propionyloxy))-5- (2,3-epoxypropyl) 1,3,5-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) -trione, and mixtures thereof Etc. are preferably used.

本発明のエポキシ樹脂硬化用組成物は、エポキシ樹脂100質量部に対して、本発明のエポキシ硬化剤が50〜500質量部であることが好ましい。   In the epoxy resin curing composition of the present invention, the epoxy curing agent of the present invention is preferably 50 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin.

また、本発明のエポキシ樹脂硬化用組成物には適宣、硬化促進剤が含有されても良い。硬化促進剤としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、等のイミダゾール類;2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ベンジルジメチルアミン等のアミン類;トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の有機リン化合物;トリフェニルエチルホスフォニウムブロミド等のハロゲン化トリフェニルモノアルキルホスフォニウム;テトラブチルホスホニウムO,O’−ジエチルジチオホスフェート等の第4級ホスフォニウム塩;等が挙げられる。中でも、トリフェニルエチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムO,O’−ジエチルジチオホスフェート、2−エチル−4−メチルイミダゾール等が、好ましい硬化促進剤として挙げられる。   Further, the epoxy resin curing composition of the present invention may appropriately contain a curing accelerator. Examples of curing accelerators include imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole; amines such as 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol and benzyldimethylamine; triphenylphosphine Organic phosphorus compounds such as tributylphosphine; triphenylmonoalkylphosphonium halides such as triphenylethylphosphonium bromide; quaternary phosphonium salts such as tetrabutylphosphonium O, O′-diethyldithiophosphate; It is done. Among them, triphenylethylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium O, O′-diethyldithiophosphate, 2-ethyl-4-methylimidazole and the like are preferable as a curing accelerator.

本発明のエポキシ樹脂硬化用組成物には、硬化促進剤が0.1〜10質量部含有されていることが好ましい。   The epoxy resin curing composition of the present invention preferably contains 0.1 to 10 parts by mass of a curing accelerator.

本発明のエポキシ硬化剤は、前記エポキシ樹脂に配合されてエポキシ樹脂硬化用組成物として調製され、得られたエポキシ樹脂硬化用組成物は加熱されることにより本発明のエポキシ樹脂硬化体となる。   The epoxy curing agent of the present invention is blended with the epoxy resin and prepared as an epoxy resin curing composition, and the resulting epoxy resin curing composition is heated to become the cured epoxy resin of the present invention.

前記本発明のエポキシ硬化剤と前記エポキシ樹脂とを混合する際、混合の方法は特に限定されないが、エポキシ硬化剤とエポキシ樹脂とが均一に混合されるよう攪拌下に行うことが好ましい。前記本発明のエポキシ硬化剤と前記エポキシ樹脂とを含むエポキシ樹脂硬化用組成物の粘度が高いために均一な混合が困難な場合は、該硬化用組成物の硬化反応が進まない程度の加熱を行うことにより該硬化用組成物の粘度を低下させて、作業性を改善することができる。   When the epoxy curing agent of the present invention and the epoxy resin are mixed, the mixing method is not particularly limited, but it is preferably performed with stirring so that the epoxy curing agent and the epoxy resin are uniformly mixed. When uniform mixing is difficult due to the high viscosity of the epoxy resin curing composition containing the epoxy curing agent of the present invention and the epoxy resin, heating is performed so that the curing reaction of the curing composition does not proceed. By doing so, the viscosity of the curable composition can be reduced and workability can be improved.

また、前記本発明のエポキシ硬化剤中に非アルコール性有機溶媒が含まれる場合、得られるエポキシ樹脂硬化用組成物にも前記非アルコール性有機溶媒が含まれるが、この硬化用組成物を減圧又は加熱処理等の方法によって前記非アルコール性有機溶媒を除去することが好ましい。   Moreover, when the non-alcoholic organic solvent is contained in the epoxy curing agent of the present invention, the obtained epoxy resin curing composition also contains the non-alcoholic organic solvent. It is preferable to remove the non-alcoholic organic solvent by a method such as heat treatment.

前記エポキシ樹脂硬化用組成物の硬化処理は、オーブン等の装置が用いられ、100〜200℃、好ましくは120〜180℃の温度で、2〜8時間、好ましくは3〜6時間で行われる。   The curing treatment of the epoxy resin curing composition is performed using an apparatus such as an oven at a temperature of 100 to 200 ° C., preferably 120 to 180 ° C., for 2 to 8 hours, preferably 3 to 6 hours.

本発明のエポキシ樹脂硬化体は、用いられるエポキシ硬化剤にシラン処理表面変性金属酸化物コロイド粒子が含まれており、且つ高い透明性を有し、更に高屈折率であることから、該硬化体の屈折率、透明性も高いものである。   The cured epoxy resin of the present invention contains a silane-treated surface-modified metal oxide colloidal particle in the epoxy curing agent used, has high transparency, and has a high refractive index. Have a high refractive index and transparency.

また本発明のエポキシ樹脂硬化体は、線膨張率が抑制され、高い曲げ強度と曲げ弾性率を有するものである。   In addition, the cured epoxy resin of the present invention has a low coefficient of linear expansion and high bending strength and bending elastic modulus.

本発明のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルは、下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)及び(h)工程を含む方法により製造することができる。
下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)及び(h)工程を含む請求項1〜5のいずれか一項に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルの製造方法:
(a)工程:スズ酸アルカリと珪酸アルカリとを二酸化珪素/酸化第二スズの質量比として0.1〜5の比率に含有する水溶液を調製し、次いでその水溶液中に存在する陽イオンを除去して1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子の水性ゾルを調製し、更に該水性ゾルにM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比が0.1〜1.0となる量のアミン化合物を添加することにより、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.1〜1.0のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比で存在するアミン化合物で安定化された1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾルを得る工程、
(b)工程:5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルと(a)工程で得られた水性ゾルとを、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の質量比(B’)/(A)が0.05〜0.50となる量で混合することにより、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)が前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)により被覆されてなる変性金属酸化物コロイド粒子(C’)の水性ゾルを得る工程、
(c)工程:(b)工程で得られた変性金属酸化物コロイド粒子(C’)の水性ゾルを陽イオン交換し、(a)工程で添加したアミン化合物を除去する工程、
(d)工程:(c)工程で得られた水性ゾルに、前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)に対するアミン化合物のモル比としてM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)が0.001〜0.08となる量のアミン化合物を添加することにより、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)を核とし且つその外表面を、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合した1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)で被覆してなるコロイド粒子(C)であって、且つ前記金属の酸化物のコロイド粒子(A)に対する前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)の質量比(B)/(A)が0.05〜0.50である変性金属酸化物コロイド粒子(C)の水性ゾルを得る工程、
(e)工程:(d)工程で得られた水性ゾルの分散媒をアルコール性有機溶媒に置換する工程、
(f)工程:(e)工程でで得られたアルコール性有機溶媒ゾルに下記の一般式(II)
Si(R1a(X)4-a (II)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表される有機シラン化合物及び/又はその加水分解物を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)に対する有機シラン化合物の質量比が0.01〜0.50となるように添加して、一般式(I)
−Si(R1a(X)3-a (I)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表されるシリル基を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の表面に結合させる工程、
(g)工程:(f)工程で得られたシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子のアルコール性有機溶媒ゾルの分散媒を非アルコール系有機溶媒に置換する工程、
(h)工程:(g)工程で得られたシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の非アルコール系有機溶媒分散ゾルの分散媒を30℃で液状のジカルボン酸無水物に置換する工程。
The sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles of the present invention are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C. has the following (a), (b), (c), (d), (e), (F), (g), and (h) It can manufacture by the method containing process.
The silane according to any one of claims 1 to 5, comprising the following steps (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g) and (h). Method for producing sol in which treated modified metal oxide colloidal particles are dispersed in liquid dicarboxylic anhydride at 30 ° C .:
Step (a): An aqueous solution containing alkali stannate and alkali silicate in a mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide in a ratio of 0.1 to 5 is prepared, and then cations present in the aqueous solution are removed. An aqueous sol of silicon dioxide-stannic oxide composite colloidal particles having a primary particle size of 1 to 4 nm is prepared, and M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound). ) Is added in an amount such that the molar ratio of 0.1 to 1.0 is such that the mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.1 to 1 0.02 M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) a silicon dioxide-stannic oxide composite having a primary particle size of 1-4 nm stabilized with an amine compound present in a molar ratio Aqueous solution of oxide colloidal particles (B ') A process of obtaining
(B) Step: at least one metal selected from the group consisting of Ti, Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi and Sr having a primary particle size of 5 to 60 nm The aqueous sol of the oxide colloidal particles (A) and the aqueous sol obtained in the step (a) are used as the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles for the metal oxide colloidal particles (A) ( B ′) is mixed in such an amount that the mass ratio (B ′) / (A) is 0.05 to 0.50, whereby the metal oxide colloidal particles (A) are converted into the silicon dioxide-stannic oxide. Obtaining an aqueous sol of modified metal oxide colloidal particles (C ′) coated with the composite oxide colloidal particles (B ′);
(C) step: a step of cation-exchange the aqueous sol of the modified metal oxide colloidal particles (C ′) obtained in the step (b) and removing the amine compound added in the step (a),
Step (d): In the aqueous sol obtained in Step (c), M / (SnO 2 + SiO 2 ) (as the molar ratio of the amine compound to the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′)) Where M represents an amine compound) by adding an amount of an amine compound in an amount of 0.001 to 0.08, and the outer surface of the metal oxide colloidal particles (A) is made of silicon dioxide / The amine compound has a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) in which the mass ratio of stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.001 to 0.08. A colloidal particle (C) formed by coating with a bonded silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particle (B) having a primary particle diameter of 1 to 4 nm, and a colloidal particle of the metal oxide ( Said dioxide for A) Obtaining an aqueous sol of modified metal oxide colloidal particles (C) having a mass ratio (B) / (A) of the silicon-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B) of 0.05 to 0.50,
(E) Step: A step of replacing the dispersion medium of the aqueous sol obtained in the step (d) with an alcoholic organic solvent,
Step (f): The alcoholic organic solvent sol obtained in Step (e) is added to the following general formula (II):
Si (R 1 ) a (X) 4-a (II)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3), and the mass ratio of the organosilane compound and / or the hydrolyzate thereof to the modified metal oxide colloidal particles (C) is 0.01 to 0. .50 to give a general formula (I)
-Si (R 1 ) a (X) 3-a (I)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3), and a step of binding the silyl group represented by the surface of the modified metal oxide colloidal particles (C);
(G) Step: replacing the dispersion medium of the alcoholic organic solvent sol of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles obtained in the step (f) with a non-alcohol organic solvent;
(H) Step: A step of replacing the dispersion medium of the non-alcohol organic solvent dispersion sol of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles obtained in the step (g) with a liquid dicarboxylic anhydride at 30 ° C.

(a)工程においてスズ酸アルカリとしては、スズ酸ナトリウム又はスズ酸カリウムを用いることができ、好ましくはスズ酸ナトリウムである。   In step (a), sodium stannate or potassium stannate can be used as the alkali stannate, and sodium stannate is preferred.

珪酸アルカリとしては珪酸ナトリウム、珪酸カリウムを用いることができる。   As the silicate alkali, sodium silicate and potassium silicate can be used.

スズ酸アルカリと珪酸アルカリとは、二酸化珪素/酸化第二スズを質量比として0.1〜5の比率で含有する水溶液として調製され、次いでその水溶液中に存在する陽イオンを陽イオン交換樹脂により除去する。   Alkali stannate and alkali silicate are prepared as an aqueous solution containing silicon dioxide / stannic oxide at a mass ratio of 0.1 to 5, and then the cation present in the aqueous solution is converted to a cation exchange resin. Remove.

スズ酸アルカリと珪酸アルカリとは、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0の比率となるよう計量されて水に溶解され調製される。好ましい水溶液の固形分濃度は(SnO2+SiO2)として1〜12質量%である。 The alkali stannate and the alkali silicate are prepared by being measured so that the mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide is 0.1 to 5.0 and dissolved in water. A preferable solid content concentration of the aqueous solution is 1 to 12% by mass as (SnO 2 + SiO 2 ).

調製された水溶液は陽イオン交換樹脂を用いて陽イオンが除去される。陽イオン交換樹脂としては水素型の強酸性陽イオン交換樹脂が好ましく、例えばアンバーライト(登録商標)120B等をカラムに充填して用いることができる。この陽イオン交換を行うことにより、珪酸成分とスズ酸成分とが重合し、1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子が生成する。   Cations are removed from the prepared aqueous solution using a cation exchange resin. The cation exchange resin is preferably a hydrogen-type strongly acidic cation exchange resin. For example, Amberlite (registered trademark) 120B can be packed in a column and used. By performing this cation exchange, the silicic acid component and the stannic acid component are polymerized to produce silicon dioxide-stannic oxide composite colloidal particles having a primary particle diameter of 1 to 4 nm.

この二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子は安定性に乏しく、放置すると数時間でゲル化するため、陽イオン交換後は速やかにアミン化合物を添加して安定化させて、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.1〜1.0のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比で存在するアミン化合物で安定化された1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾルとすることが必要である。得られる水性ゾルは(SnO2+SiO2)として0.1〜10質量%である。 This colloidal particle of silicon dioxide-stannic oxide composite is poor in stability and gels within a few hours if left to stand. Therefore, after cation exchange, an amine compound is quickly added to stabilize the silicon dioxide / oxidized An amine compound having a stannic mass ratio of 0.1 to 5.0 and a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (wherein M represents an amine compound) of 0.1 to 1.0 It is necessary to prepare an aqueous sol of silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′) having a primary particle diameter of 1 to 4 nm stabilized by 1). The obtained aqueous sol is 0.1 to 10% by mass as (SnO 2 + SiO 2 ).

前記陽イオン交換により生成する二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子の安定化には、M/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比として0.1〜1.0となる量のアミン化合物の添加が適切である。M/(SnO2+SiO2)のモル比が0.1〜1.0未満のアミン化合物の添加では、数時間の放置により安定性を失いゲル化するため好ましくない。 For stabilizing the silicon dioxide-stannic oxide composite colloidal particles produced by the cation exchange, a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) is 0.1 to 1. Addition of an amine compound in an amount of 0.0 is appropriate. Addition of an amine compound having a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) of less than 0.1 to 1.0 is not preferable because it loses stability and is gelated after standing for several hours.

次いで(b)工程において、5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルと(a)工程で得られた二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.1〜1.0のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比のアミン化合物で安定化された1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾルとを、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の質量比(B’)/(A)として0.05〜0.50の比で混合することにより、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)が前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)により被覆された変性金属酸化物コロイド粒子(C’)の水性ゾルを得ることができる。 Next, in step (b), at least one selected from the group consisting of Ti, Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi and Sr having a primary particle size of 5 to 60 nm. The mass ratio of the aqueous sol of the metal oxide colloidal particles (A) and the silicon dioxide / stannic oxide obtained in the step (a) is 0.1 to 5.0 and 0.1 to 1.0. Silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles having a primary particle size of 1 to 4 nm stabilized with an amine compound having a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) The aqueous sol of (B ′) is used as the mass ratio (B ′) / (A) of the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′) to the metal oxide colloidal particles (A). By mixing at a ratio of 0.05 to 0.50 An aqueous sol of modified metal oxide colloidal particles (C ′) in which the metal oxide colloidal particles (A) are coated with the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′) can be obtained. .

前記金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルの固形分濃度は0.5〜50質量%であり、5〜30質量%であることが好ましい。   The solid content concentration of the aqueous sol of the metal oxide colloidal particles (A) is 0.5 to 50% by mass, and preferably 5 to 30% by mass.

前記金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルは、pH5〜11.5、好ましくはpH7〜11.5のものを用いることができる。該水性ゾルのpHは必要に応じてアルカリ成分により調整することができ、用いられるアルカリ成分としてはリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属水酸化物、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア、エチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、n−プロピルアミン等のアルキルアミン、ベンジルアミン等のアラルキルアミン、ピペリジン等の脂環式アミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン、第4級アンモニウム水酸化物等が挙げられる。   As the aqueous sol of the metal oxide colloidal particles (A), one having a pH of 5 to 11.5, preferably 7 to 11.5 can be used. The pH of the aqueous sol can be adjusted with an alkali component as required. Examples of the alkali component used include alkali metal hydroxides such as lithium, sodium and potassium, and alkaline earth metals such as calcium, magnesium and strontium. Hydroxide, ammonia, ethylamine, triethylamine, isopropylamine, alkylamines such as n-propylamine, aralkylamines such as benzylamine, alicyclic amines such as piperidine, alkanolamines such as monoethanolamine, triethanolamine, etc. A quaternary ammonium hydroxide etc. are mentioned.

前記金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルと前記(a)工程で得られた水性ゾルとの混合は、攪拌下で行うことが好ましい。   The mixing of the aqueous sol of the metal oxide colloidal particles (A) and the aqueous sol obtained in the step (a) is preferably performed with stirring.

前記金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の混合比は、質量比(B’)/(A)として0.05〜0.50が好ましく、0.05未満では二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)による核となる前記金属の酸化物コロイド粒子(A)の被覆を十分に行うことができない。また、前記質量比は0.50で十分であり、0.50を超えても効率的ではない。   The mixing ratio of the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′) to the metal oxide colloidal particles (A) is 0.05 to 0.00 as a mass ratio (B ′) / (A). 50 is preferable, and if it is less than 0.05, the metal oxide colloidal particles (A) serving as nuclei cannot be sufficiently coated with the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′). Further, 0.50 is sufficient as the mass ratio, and even if it exceeds 0.50, it is not efficient.

次いで(c)工程において(b)工程で得られた変性金属酸化物コロイド粒子(C‘)の水性ゾルの陽イオン交換を行う。陽イオン交換は水素型の強酸性陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。
次いで(d)工程では、(c)工程で得られた水性ゾルに、前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)に対するアミン化合物のモル比としてM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)が0.001〜0.08となる量のアミン化合物を添加する。添加するアミン化合物の量が前記M/(SnO2+SiO2)のモル比として0.001未満では、本発明のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルを製造する途中工程で調製されるアルコール性有機溶媒分散ゾルの分散安定性が不十分となるため好ましくない。また、前記M/(SnO2+SiO2)のモル比として0.08を超える場合は、前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の粒子表面に結合させる前記一般式(I)で表されるシリル基の結合の妨げになるため好ましくない。
Next, in step (c), cation exchange of the aqueous sol of the modified metal oxide colloidal particles (C ′) obtained in step (b) is performed. It is preferable to use a hydrogen type strongly acidic cation exchange resin for the cation exchange.
Next, in step (d), M / (SnO 2 + SiO 2 ) is used as the molar ratio of the amine compound to the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′) in the aqueous sol obtained in step (c). ) (Wherein M represents an amine compound) is added in an amount of 0.001 to 0.08 of the amine compound. When the amount of the amine compound to be added is less than 0.001 as the molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ), the silane-treated modified metal oxide colloidal particles of the present invention are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C. Further, the dispersion stability of the alcoholic organic solvent-dispersed sol prepared in the middle step of producing the sol is not preferable. Further, when the molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) exceeds 0.08, the silyl represented by the general formula (I) bonded to the particle surface of the modified metal oxide colloidal particles (C). This is not preferable because it hinders bonding of groups.

次いで(e)工程では、(d)工程で得られた水性ゾルの分散媒をアルコール性有機溶媒に置換する。分散媒を水からアルコール性有機溶媒に置換する方法は公知の方法を用いることができ、例えば常圧下又は減圧下における蒸発置換法、限外濾過膜法、溶媒抽出法等を用いることができる。   Next, in step (e), the dispersion medium of the aqueous sol obtained in step (d) is replaced with an alcoholic organic solvent. As a method of replacing the dispersion medium from water with an alcoholic organic solvent, a known method can be used. For example, an evaporation replacement method, an ultrafiltration membrane method, a solvent extraction method, or the like under normal pressure or reduced pressure can be used.

溶媒置換を効率よく行うため、(d)工程で得られた水性ゾルは、含まれる変性金属酸化物コロイド粒子(C)の濃度を1〜70質量%、又は10〜50質量%の範囲で予め濃縮しておくことが好ましい。ゾルの濃縮は、加熱蒸発法、限外濾過法等の公知の方法を用いることができる。溶媒置換の際のゾルの温度は室温からアルコール性有機溶媒の沸点の範囲で行われる。溶媒置換はゾル中の水分が5質量%未満となるまで行われる。   In order to perform solvent substitution efficiently, the aqueous sol obtained in step (d) is prepared in advance so that the concentration of the modified metal oxide colloidal particles (C) contained is in the range of 1 to 70% by mass, or 10 to 50% by mass. It is preferable to concentrate. The sol can be concentrated by a known method such as a heat evaporation method or an ultrafiltration method. The temperature of the sol at the time of solvent replacement is in the range of room temperature to the boiling point of the alcoholic organic solvent. The solvent replacement is performed until the water content in the sol becomes less than 5% by mass.

(e)工程で得られるゾルの固形分濃度は、前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の全金属酸化物濃度として20〜70質量%である。   The solid content concentration of the sol obtained in the step (e) is 20 to 70% by mass as the total metal oxide concentration of the modified metal oxide colloidal particles (C).

用いられるアルコール性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール,iso−プロパノール、n−ブタノール、t−ブチルアルコール、アミルアルコール等が挙げられる。   Examples of the alcoholic organic solvent used include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, t-butyl alcohol, and amyl alcohol.

次いで(f)工程では、(e)工程で得られたアルコール性有機溶媒分散ゾルの分散媒を非アルコール性有機溶媒に置換する。分散媒をアルコール性有機溶媒から非アルコール性有機溶媒に置換する方法は公知の方法を用いることができ、例えば常圧下又は減圧下における蒸発置換法、限外濾過膜法、溶媒抽出法等を用いることができる。   Next, in the step (f), the dispersion medium of the alcoholic organic solvent dispersion sol obtained in the step (e) is replaced with a non-alcoholic organic solvent. A known method can be used to replace the dispersion medium from the alcoholic organic solvent to the non-alcoholic organic solvent. For example, an evaporation replacement method, an ultrafiltration membrane method, a solvent extraction method, or the like under normal pressure or reduced pressure is used. be able to.

用いられる非アルコール性有機溶媒としては、ジカルボン酸無水物と相溶性が良好なものが好ましく、更に本発明のエポキシ硬化剤の製造工程において容易に脱溶媒を行えるように、その沸点が100℃以下であるものが好ましい。具体的にはジエチルエーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、アセトニトリル等が好ましい。   As the non-alcoholic organic solvent to be used, those having good compatibility with the dicarboxylic acid anhydride are preferable, and the boiling point is 100 ° C. or lower so that the solvent can be easily removed in the production process of the epoxy curing agent of the present invention. Are preferred. Specifically, diethyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, n-hexane, cyclohexane, dichloromethane, acetonitrile and the like are preferable.

次いで(g)工程では、(f)工程で得られた非アルコール性有機溶媒分散ゾルに下記の一般式(II)
Si(R1a(X)4-a (II)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表される有機シラン化合物及び/又はその加水分解物を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)に対する有機シラン化合物の質量比が0.01〜0.50となるように添加して、一般式(I)
−Si(R1a(X)3-a (I)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表されるシリル基を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の表面に結合させる。
Next, in step (g), the non-alcoholic organic solvent-dispersed sol obtained in step (f) is added to the following general formula (II):
Si (R 1 ) a (X) 4-a (II)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3), and the mass ratio of the organosilane compound and / or the hydrolyzate thereof to the modified metal oxide colloidal particles (C) is 0.01 to 0. .50 to give a general formula (I)
-Si (R 1 ) a (X) 3-a (I)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. (A represents an integer of 0 to 3)) is bonded to the surface of the modified metal oxide colloidal particles (C).

(f)工程に用いられる一般式(II)の有機シラン化合物の例示は上述の通りであり、(e)工程で得られた変性金属酸化物コロイド粒子(C)のアルコール性有機溶媒分散ゾルに前記一般式(II)で表される有機シラン化合物を添加して熟成することにより、前記式(II)で表されるシリル基が前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の表面に結合される。   Examples of the organosilane compound of the general formula (II) used in the step (f) are as described above, and the alcoholic organic solvent dispersion sol of the modified metal oxide colloidal particles (C) obtained in the step (e) is used. By adding and aging the organosilane compound represented by the general formula (II), the silyl group represented by the formula (II) is bonded to the surface of the modified metal oxide colloidal particles (C). .

前記一般式(II)で表される有機シラン化合物から前記式(I)で表されるシリル基が生成するためには、前記有機シラン化合物1モルに対して1〜4モルの水が必要である。この必要な水は、予め前記アルコール性有機溶媒分散ゾルに含有させてもよく、また該ゾルに有機シラン化合物の添加した後に加えてもよい。   In order to produce the silyl group represented by the formula (I) from the organosilane compound represented by the general formula (II), 1 to 4 mol of water is required per 1 mol of the organosilane compound. is there. This necessary water may be previously contained in the alcoholic organic solvent-dispersed sol, or may be added after the organosilane compound is added to the sol.

前記アルコール性有機溶媒分散ゾルに前記有機シラン化合物が添加された後は熟成が行われる。熟成温度は常温から用いられるアルコール性有機溶媒の沸点の範囲で行うことができ、前記アルコール性有機溶媒の沸点付近で行う方がシリル基の反応効率がよく、好ましい。   After the organosilane compound is added to the alcoholic organic solvent dispersion sol, aging is performed. The aging temperature can be carried out in the range of the boiling point of the alcoholic organic solvent used from room temperature, and it is preferable that the aging is performed near the boiling point of the alcoholic organic solvent because the reaction efficiency of the silyl group is good.

前記の熟成は、大気圧下で行うことができ、還流下で行うことが好ましい。   The aging can be performed under atmospheric pressure, and is preferably performed under reflux.

前記一般式(II)の有機シラン化合物は予め加水分解を行ったものを添加してもよい。前記有機シラン化合物の加水分解物は、この有機シラン化合物に水又は所望により塩酸水溶液、硫酸水溶液若しくは酢酸水溶液の酸性水溶液を添加し、攪拌することにより得ることができる。   The organic silane compound of the general formula (II) may be added after hydrolysis. The hydrolyzate of the organic silane compound can be obtained by adding water or an acidic aqueous solution of a hydrochloric acid aqueous solution, a sulfuric acid aqueous solution, or an acetic acid aqueous solution to the organic silane compound and stirring them, as desired.

用いられる有機シラン化合物は、特にメチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン及び/又はそれら加水分解物が好ましい。   The organic silane compound used is particularly preferably methyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane and / or a hydrolyzate thereof.

(f)工程を行うことにより、前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の粒子表面にその表面積1nm2あたり0.1〜4個のシリル基が結合してなるシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子のアルコール性有機溶媒が得られる。得られる非アルコール性有機溶媒分散ゾルの固形分濃度は、前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の全金属酸化物濃度として5〜70質量%である。 (F) By performing the step, silane-treated modified metal oxide colloidal particles in which 0.1 to 4 silyl groups are bonded to the particle surface of the modified metal oxide colloidal particles (C) per 1 nm 2 of the surface area. An alcoholic organic solvent is obtained. The solid content concentration of the obtained non-alcoholic organic solvent dispersion sol is 5 to 70% by mass as the total metal oxide concentration of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles.

次いで(h)工程では、(g)工程で得られた非アルコール性有機溶媒分散ゾルの分散媒を30℃で液状のジカルボン酸無水物に置換する。分散媒をアルコール性有機溶媒から非アルコール性有機溶媒に置換する方法は公知の方法を用いることができ、例えば常圧下又は減圧下における蒸発置換法、限外濾過膜法、溶媒抽出法等を用いることができる。   Next, in step (h), the dispersion medium of the non-alcoholic organic solvent dispersion sol obtained in step (g) is replaced with a liquid dicarboxylic anhydride at 30 ° C. A known method can be used to replace the dispersion medium from the alcoholic organic solvent to the non-alcoholic organic solvent. For example, an evaporation replacement method, an ultrafiltration membrane method, a solvent extraction method, or the like under normal pressure or reduced pressure is used. be able to.

用いられる30℃で液状のジカルボン酸無水物としては、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、水素化トリメリット酸無水物、トリアルキルヒドロフタル酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物等が挙げられる。これらの中では、耐熱性、耐光性、無色透明性の観点からメチルヘキサヒドロフタル酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物又は水素化トリメリット酸無水物が好ましい。   The liquid dicarboxylic acid anhydride used at 30 ° C is methyltetrahydrophthalic acid anhydride, methylhexahydrophthalic acid anhydride, methyl nadic acid anhydride, hydrogenated methyl nadic acid anhydride, hydrogenated trimellitic acid anhydride. , Trialkylhydrophthalic anhydride, dodecenyl succinic anhydride and the like. Among these, methylhexahydrophthalic anhydride, hydrogenated methylnadic acid anhydride, or hydrogenated trimellitic anhydride is preferable from the viewpoint of heat resistance, light resistance, and colorless transparency.

以下本発明の実施例によりさらに詳細に説明するが、これらに限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not construed as being limited thereto.

各コロイド粒子及び各エポキシ硬化剤の物性測定方法を以下に示す。
〔水分〕
カールフィッシャー滴定法にて求めた。
〔コロイド粒子の動的光散乱法粒子径〕
各ゾルをその分散媒と同じ溶媒で希釈し、その溶媒のパラメーターを用いてコールターN5(商品名:米国コールター社製)で測定した。
〔総金属酸化物濃度〕
試料を坩堝に計り取り、坩堝中で800℃にて焼成した残分によって算出した。
〔有機溶媒含有量〕
ガスクロマトグラフィーにて求めた。
The physical property measuring method of each colloid particle and each epoxy curing agent is shown below.
〔moisture〕
It was determined by Karl Fischer titration.
[Particle diameter of colloidal particles by dynamic light scattering method]
Each sol was diluted with the same solvent as the dispersion medium, and measured with a Coulter N5 (trade name: manufactured by Coulter, USA) using the parameters of the solvent.
[Total metal oxide concentration]
The sample was weighed in a crucible and calculated from the residue baked at 800 ° C. in the crucible.
[Organic solvent content]
It was determined by gas chromatography.

ガスクロマトグラフィー条件は以下の通りとした。   The gas chromatography conditions were as follows.

カラム:3mm×1mガラスカラム
充填剤:ポーラパックQ
カラム温度:130〜230℃(昇温8℃/min)
キャリアー:N2 40mL/min
検出器:FID
注入量:1μL
内部標準:メチルエチルケトン
〔粘度〕
エポキシ硬化剤の30℃における粘度を東機産業社製のB型回転粘度計を用いて測定した。
〔光線透過率〕
エポキシ硬化剤中のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の濃度を10質量%に調整したときの波長500nmにおける光路長10mmの光線透過率をカラーメーター(東京電色社製 TC−1800MK2を用いて測定した。ブランクには純水を使用した。液温は23℃とした。
Column: 3 mm x 1 m glass column Filler: Polar pack Q
Column temperature: 130-230 ° C. (temperature increase 8 ° C./min)
Carrier: N 2 40 mL / min
Detector: FID
Injection volume: 1 μL
Internal standard: methyl ethyl ketone [viscosity]
The viscosity of the epoxy curing agent at 30 ° C. was measured using a B-type rotational viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
(Light transmittance)
When the concentration of the silane-treated modified metal oxide colloid particles in the epoxy curing agent is adjusted to 10% by mass, the light transmittance at an optical path length of 10 mm at a wavelength of 500 nm is measured using a color meter (TC-1800MK2 manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.). Pure water was used for the blank, and the liquid temperature was 23 ° C.

実施例1
JIS3号珪酸ナトリウム(SiO2として29.8質量%含有、富士化学(株)製)36gを純水400gに溶解し、次いでスズ酸ナトリウムNaSnO3・H2O(SnO2として55.1質量%含有、昭和化工(株)製)9.8gを溶解した。得られた水溶液を水素型陽イオン交換樹脂(アンバーライト(登録商標)IR−120B)を充填したカラムに通すことにより、酸性の酸化第二スズ−シリカ複合コロイド粒子の水性ゾル(pH2.4、SnO2として0.44質量%、SiO2として0.87質量%を含有、SiO2/SnO2質量比2.0)1240gを得た。次いで得られた水性ゾルにジイソプロピルアミンを3.2g添加した。得られたゾルはアルカリ性の酸化第二スズ−シリカ複合コロイド粒子の水性ゾルであり、pH8.0であった。該水性ゾルは、透過型電子顕微鏡により5nm以下の1次粒子径のコロイド粒子が観察された。また、ジイソプロピルアミン/(SnO2+SiO2)のモル比は、0.15であった。
Example 1
36 g of JIS 3 sodium silicate (containing 29.8 mass% as SiO 2 , manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 400 g of pure water, and then sodium stannate NaSnO 3 .H 2 O (55.1 mass% as SnO 2) 9.8 g (contained, Showa Kako Co., Ltd.) was dissolved. By passing the obtained aqueous solution through a column filled with a hydrogen cation exchange resin (Amberlite (registered trademark) IR-120B), an aqueous sol of acidic stannic oxide-silica composite colloidal particles (pH 2.4, SnO 2 containing 0.44% by mass, SiO 2 containing 0.87% by mass, SiO 2 / SnO 2 mass ratio 2.0) 1240 g was obtained. Next, 3.2 g of diisopropylamine was added to the obtained aqueous sol. The obtained sol was an aqueous sol of alkaline stannic oxide-silica composite colloidal particles and had a pH of 8.0. In the aqueous sol, colloidal particles having a primary particle diameter of 5 nm or less were observed with a transmission electron microscope. The molar ratio of diisopropylamine / (SnO 2 + SiO 2 ) was 0.15.

別途、1m3の反応容器に炭酸水素テトラメチルアンモニウム水溶液(多摩化学工業(株)製、水酸化テトラメチルアンモニウムに換算して42.4質量%を含有する。)251.85kgと純水95.6kgとを投入し希釈水溶液とした。この水溶液を攪拌しながら、オキシ炭酸ジルコニウム粉末(ZrOCO3、AMR社製、ZrO2として40.11質量%を含有する。)を該水溶液中に徐々に添加し、合計で491.85kg投入した。添加終了後、85℃に加熱した後、メタスズ酸(昭和化工(株)製、SnO2として7.08kg含有する。)8.23kgを徐々に添加し、105℃にて5時間加熱熟成を行った。この加熱熟成終了時点では混合液はゾル状であった。更に145℃で5時間の水熱処理を行った。水熱処理後に得られたものは、酸化ジルコニウム−酸化第二スズ複合体のコロイド粒子を含有するゾルであり、(ZrO2+SnO2)濃度として12.86質量%、比重1.180、pH10.62であった。次いでこのゾルを限外ろ過装置にて純水を添加しながら、ゾルを洗浄、濃縮したところ、濃度6.03質量%の比重1.052、pH9.43の酸化ジルコニウム−酸化スズ複合体コロイド粒子を含むゾル1040kgが得られた。得られた酸化ジルコニウム−酸化第二スズ複合体コロイドは、電子顕微鏡観察による粒子径が5〜15nmであった。 Separately, 251.85 kg of tetramethylammonium hydrogen carbonate aqueous solution (manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd., containing 42.4% by mass in terms of tetramethylammonium hydroxide) and 95. pure water in a 1 m 3 reaction vessel. 6 kg was added to obtain a diluted aqueous solution. While stirring this aqueous solution, zirconium oxycarbonate powder (ZrOCO 3 , manufactured by AMR, containing 40.11% by mass as ZrO 2 ) was gradually added to the aqueous solution, and a total of 491.85 kg was added. After completion of the addition, after heating to 85 ° C., 8.23 kg of metastannic acid (produced by Showa Kako Co., Ltd., containing 7.08 kg as SnO 2 ) is gradually added, followed by aging at 105 ° C. for 5 hours. It was. At the end of this heat aging, the mixed solution was sol. Further, hydrothermal treatment was performed at 145 ° C. for 5 hours. What was obtained after the hydrothermal treatment was a sol containing colloidal particles of a zirconium oxide-stannic oxide complex, having a (ZrO 2 + SnO 2 ) concentration of 12.86% by mass, a specific gravity of 1.180, and a pH of 10.62. Met. Next, the sol was washed and concentrated while adding pure water using an ultrafiltration device. As a result, the zirconium oxide-tin oxide composite colloidal particles having a density of 6.03 mass% and a specific gravity of 1.052 and a pH of 9.43 were obtained. 1040 kg of sol containing was obtained. The obtained zirconium oxide-stannic oxide composite colloid had a particle diameter of 5 to 15 nm as observed with an electron microscope.

上記で得られた酸化ジルコニウム−酸化第二スズ複合コロイド粒子の水性ゾル830g(ZrO2+SnO2として50gを含有する)に、予め製造したアルカリ性の二酸化珪素−酸化第二スズ複合コロイド粒子の水性ゾル769gを添加し、十分に攪拌した。次いで95℃で2時間加熱熟成して、二酸化珪素−酸化第二スズ複合コロイド粒子で被覆された変性酸化ジルコニウム−酸化第二スズ複合コロイド粒子の水性ゾル1599gを得た。得られたゾルのpHは8.3、全金属酸化物濃度は3.7質量%であった。得られた変性酸化ジルコニウム−酸化第二スズ複合コロイド粒子の水性ゾルを水素型陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR−120B)500gを充填したカラムに通し、酸性の変性酸化ジルコニウム−酸化第二スズ複合コロイド粒子の水性ゾル1980gを得た。得られたゾルはpH2.7、全金属酸化物濃度は3.0質量%であった。得られた酸性ゾルにジイソブチルアミンを0.5g添加し、変性酸化ジルコニウム−酸化第二スズコロイド粒子の表面にジイソブチルアミンを結合させた。このときのゾルのpHは4.3であった。次いで得られたゾルを限外濾過装置を用いて全金属酸化物濃度が20質量%となるまで濃縮した。全金属酸化物濃度20質量%に濃縮された水性ゾルの比重は1.211、pHは3.7であった。この濃縮された水性ゾルをナス型フラスコ付きエバポレータに投入し、該ゾルにメタノールを添加しながら600Torrで水を留去することにより、ジイソブチルアミンが結合した変性酸化ジルコニウム−酸化第二スズコロイド粒子のメタノールゾルを得た。得られたメタノールゾルは、比重0.961、粘度1.0mPa・s、pH4.9(ゾルと同質量の水で希釈して測定した。)、全金属酸化物濃度21質量%、水分2.3%であった。得られたメタノールゾルにフェニルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製:商品名KBM−103)を7.6g添加し、約70℃で還留加熱を5時間行うことによりシリル化を行い、フェニルジメトキシシリル基を変性酸化ジルコニウム−酸化第二スズコロイド粒子の表面に結合させた。得られたメタノールゾルをエバポレータを用いて80Torrでアセトニトリルを添加しながらメタノールを留去することにより、分散媒であるメタノールをアセトニトリルに置換して、ジイソブチルアミン及びフェニルジメトキシシリル基が表面に結合したシラン処理変性酸化ジルコニウム−酸化第二スズコロイド粒子のアセトニトリルゾルが得られた。得られたゾルは、粘度1.2mPa・s、全金属酸化物濃度26.6質量%、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径は5〜10nm、動的光散乱法粒子径は18nmであった。また、ジイソブチルアミン/(SnO2+SiO2)のモル比は、0.029であり、シラン処理変性酸化ジルコニウム−酸化第二スズコロイド粒子の表面に結合されたシリル基の個数は、該コロイド粒子の表面積1nm2当たり1.4個であった。また得られたアセトニトリルゾルの物性値は、アセトニトリル濃度73.0質量%、メタノール濃度0.1%、水分0.1質量%、ジイソブチルアミン0.2質量%、当該ゾルを等質量の水で希釈した場合のpHは5.3であった。このアセトニトリルゾル218gにメチルヘキサヒドロフタル酸無水物(東京化成工業社製)を136g添加し、エバポレーターにて340〜20Torr、浴温70〜90℃でアセトニトリルを蒸発留去することによって、シラン処理変性ルコニウム−酸化第二スズコロイド粒子のメチルヘキサヒドロフタル酸無水物分散ゾルを得た。得られたゾルの物性値は、全金属酸化物濃度30.0質量%、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物濃度69.9質量%、アセトニトリル濃度0.1質量%、30℃におけるB型粘度80mPa・s、光線透過率49%であった。また、得られたシラン処理変性ルコニウム−酸化第二スズコロイド粒子のメチルヘキサヒドロフタル酸無水物分散ゾルをアッベ屈折計で屈折率を測定したところ、1.504であった。メチルヘキサヒドロフタル酸無水物のみでは屈折率は1.475であった。得られたシラン処理変性ルコニウム−酸化第二スズコロイド粒子のメチルヘキサヒドロフタル酸無水物分散ゾルをガラス容器に密封し、25℃で1ヶ月保存したところ、外観は無色透明、保存時も安定であった。 The aqueous sol of alkaline silicon dioxide-stannic oxide composite colloidal particles produced in advance to 830 g of the aqueous sol of zirconium oxide-stannic oxide composite colloidal particles obtained above (containing 50 g as ZrO 2 + SnO 2 ). 769 g was added and stirred thoroughly. Next, the mixture was aged by heating at 95 ° C. for 2 hours to obtain 1599 g of an aqueous sol of modified zirconium oxide-stannic oxide composite colloidal particles coated with silicon dioxide-stannic oxide composite colloidal particles. The obtained sol had a pH of 8.3 and a total metal oxide concentration of 3.7% by mass. The obtained aqueous sol of modified zirconium oxide-stannic oxide composite colloidal particles is passed through a column packed with 500 g of a hydrogen type cation exchange resin (Amberlite IR-120B), and an acidic modified zirconium oxide-stannic oxide composite is passed. 1980 g of an aqueous sol of colloidal particles was obtained. The obtained sol had a pH of 2.7 and a total metal oxide concentration of 3.0% by mass. 0.5 g of diisobutylamine was added to the obtained acidic sol, and diisobutylamine was bound to the surface of the modified zirconium oxide-stannic oxide colloidal particles. The pH of the sol at this time was 4.3. Subsequently, the obtained sol was concentrated using an ultrafiltration device until the total metal oxide concentration became 20% by mass. The specific gravity of the aqueous sol concentrated to a total metal oxide concentration of 20% by mass was 1.211, and the pH was 3.7. This concentrated aqueous sol is put into an evaporator with an eggplant-shaped flask, and water is distilled off at 600 Torr while adding methanol to the sol, whereby methanol of modified zirconium oxide-stannic oxide colloidal particles bound with diisobutylamine is added. A sol was obtained. The obtained methanol sol had a specific gravity of 0.961, a viscosity of 1.0 mPa · s, a pH of 4.9 (measured by diluting with water of the same mass as the sol), a total metal oxide concentration of 21% by mass, and a water content of 2. 3%. To the obtained methanol sol, 7.6 g of phenyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., trade name: KBM-103) was added, and silylation was carried out by reflux heating at about 70 ° C. for 5 hours. Groups were attached to the surface of the modified zirconium oxide-stannic oxide colloidal particles. Silane with diisobutylamine and phenyldimethoxysilyl groups bonded to the surface by replacing methanol with acetonitrile by distilling off methanol while adding acetonitrile to the obtained methanol sol at 80 Torr using an evaporator. An acetonitrile sol of treated modified zirconium oxide-stannic oxide colloidal particles was obtained. The obtained sol had a viscosity of 1.2 mPa · s, a total metal oxide concentration of 26.6% by mass, a primary particle size of 5 to 10 nm and a dynamic light scattering method particle size of 18 nm as observed with a transmission electron microscope. . The molar ratio of diisobutylamine / (SnO 2 + SiO 2 ) is 0.029, and the number of silyl groups bonded to the surface of the silane-treated modified zirconium oxide-stannic oxide colloidal particle is determined by the surface area of the colloidal particle. The number was 1.4 per 1 nm 2 . The physical properties of the obtained acetonitrile sol were as follows: acetonitrile concentration 73.0% by mass, methanol concentration 0.1%, water 0.1% by mass, diisobutylamine 0.2% by mass, and the sol was diluted with an equal mass of water. In this case, the pH was 5.3. 136 g of methylhexahydrophthalic anhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added to 218 g of this acetonitrile sol, and the silane treatment was modified by evaporating and evaporating acetonitrile at 340 to 20 Torr and a bath temperature of 70 to 90 ° C. with an evaporator. A methylhexahydrophthalic anhydride-dispersed sol of ruthenium-stannic oxide colloidal particles was obtained. The physical properties of the obtained sol were as follows: the total metal oxide concentration was 30.0% by mass, the methylhexahydrophthalic anhydride concentration was 69.9% by mass, the acetonitrile concentration was 0.1% by mass, and the B-type viscosity at 30 ° C. was 80 mPa · s, light transmittance was 49%. The refractive index of the resulting silane-treated modified ruthenium-stannic oxide colloidal particle methylhexahydrophthalic anhydride dispersion sol was measured with an Abbe refractometer and found to be 1.504. The refractive index of methylhexahydrophthalic anhydride alone was 1.475. The obtained silane-treated modified ruconium-stannic oxide colloidal particles of methylhexahydrophthalic anhydride dispersion sol were sealed in a glass container and stored at 25 ° C. for 1 month. The appearance was colorless and transparent, and stable during storage. It was.

本発明のエポキシ硬化剤を用いたエポキシ樹脂硬化体は、高屈折率かつ透明性に優れ、LED等の光半導体素子の封止用として産業上利用可能である。   The cured epoxy resin using the epoxy curing agent of the present invention has a high refractive index and excellent transparency, and can be industrially used for sealing optical semiconductor elements such as LEDs.

Claims (12)

金属の酸化物コロイド粒子を核として、その外表面を複合酸化物コロイド粒子で被覆してなる変性金属酸化物コロイド粒子であって、5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)を核とし且つその外表面を、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合し1〜4nmの一次粒子径を有するところの二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)で被覆してなる変性金属酸化物コロイド粒子(C)であって、且つ金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する複合酸化物コロイド粒子(B)の質量比(B)/(A)が0.05〜0.50であり、そして該コロイド粒子(C)の粒子表面にその表面積1nm2あたり0.1〜4個のシリル基が結合してなることを特徴とするシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル。 Ti, Fe, Zr, Sn having a primary particle diameter of 5 to 60 nm, which is a modified metal oxide colloidal particle having a metal oxide colloidal particle as a core and an outer surface coated with a composite oxide colloidal particle. , Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi, and Sr. The oxide colloidal particles (A) of at least one metal selected from the group consisting of nuclei and the outer surface of which are silicon dioxide / oxidized The amine compound is bonded at a molar ratio of stannic mass ratio of 0.1 to 5.0 and M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) of 0.001 to 0.08. A modified metal oxide colloidal particle (C) coated with silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B) having a primary particle diameter of 1 to 4 nm, and a metal oxide Colloidal particles (A) Composite oxide weight ratio of colloidal particles (B) (B) / ( A) is 0.05 to 0.50, and 0.1 the surface area per 1 nm 2 on the particle surfaces of the colloidal particles (C) against A sol in which silane-treated modified metal oxide colloidal particles, which are formed by bonding four silyl groups, are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C. 前記シリル基が下記の一般式(I)
−Si(R1a(X)3-a (I)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表される請求項1に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル。
The silyl group is represented by the following general formula (I)
-Si (R 1 ) a (X) 3-a (I)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to claim 1 are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C.
前記アミン化合物が第一アミン、第二アミン及び第三アミンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル。   2. The dicarboxylic acid in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles are liquid at 30 ° C. according to claim 1, wherein the amine compound is at least one compound selected from the group consisting of primary amines, secondary amines and tertiary amines. A sol dispersed in an anhydride. 前記ジカルボン酸無水物が、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物及び水素化トリメリット酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか一項に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル。   The dicarboxylic acid anhydride is at least one selected from the group consisting of methylhexahydrophthalic anhydride, hydrogenated methylnadic acid anhydride, and hydrogenated trimellitic acid anhydride. A sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to the item are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C. 前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子を5〜70質量%で含む請求項1〜4のいずれか一項に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾル。   The silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to any one of claims 1 to 4 containing 5 to 70% by mass of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C. Sol. 前記請求項1〜5のいずれか一項に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルを含むエポキシ硬化剤。   An epoxy curing agent comprising a sol in which the silane-treated modified metal oxide colloidal particles according to any one of claims 1 to 5 are dispersed in a liquid dicarboxylic acid anhydride at 30 ° C. 前記シラン処理変性金属酸化物コロイド粒子100質量部に対し非アルコール性有機溶媒を0.01〜50質量部含む請求項6に記載のエポキシ硬化剤。   The epoxy curing agent according to claim 6, comprising 0.01 to 50 parts by mass of a non-alcoholic organic solvent with respect to 100 parts by mass of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles. 請求項6又は7に記載のエポキシ硬化剤と、エポキシ樹脂とを含むことを特徴とするエポキシ樹脂硬化用組成物。   An epoxy resin curing composition comprising the epoxy curing agent according to claim 6 or 7 and an epoxy resin. 更に硬化促進剤を含有する請求項8に記載のエポキシ樹脂硬化用組成物。   Furthermore, the composition for epoxy resin hardening of Claim 8 containing a hardening accelerator. エポキシ樹脂100質量部に対して、前記エポキシ硬化剤が50〜500質量部、前記硬化促進剤が0.1〜10質量部を含有する請求項9に記載のエポキシ樹脂硬化用組成物。   The composition for epoxy resin curing according to claim 9, wherein the epoxy curing agent contains 50 to 500 parts by mass and the curing accelerator contains 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. 請求項6又は7に記載のエポキシ樹脂硬化剤を用いたエポキシ樹脂硬化体。   An epoxy resin cured body using the epoxy resin curing agent according to claim 6. 下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)及び(h)工程を含む請求項1〜5のいずれか一項に記載のシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子が30℃で液状のジカルボン酸無水物に分散されたゾルの製造方法:
(a)工程:スズ酸アルカリと珪酸アルカリとを二酸化珪素/酸化第二スズの質量比として0.1〜5の比率に含有する水溶液を調製し、次いでその水溶液中に存在する陽イオンを除去して1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合体コロイド粒子の水性ゾルを調製し、更に該水性ゾルにM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比が0.1〜1.0となる量のアミン化合物を添加することにより、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.1〜1.0のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比で存在するアミン化合物で安定化された1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の水性ゾルを得る工程、
(b)工程:5〜60nmの一次粒子径を有するTi、Fe、Zr、Sn、Ta、Nb、Y、Mo、W、Pb、In、Bi及びSrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物コロイド粒子(A)の水性ゾルと(a)工程で得られた水性ゾルとを、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)に対する前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)の質量比(B’)/(A)が0.05〜0.50となる量で混合することにより、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)が前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)により被覆されてなる変性金属酸化物コロイド粒子(C’)の水性ゾルを得る工程、
(c)工程:(b)工程で得られた変性金属酸化物コロイド粒子(C’)の水性ゾルを陽イオン交換し、(a)工程で添加したアミン化合物を除去する工程、
(d)工程:(c)工程で得られた水性ゾルに、前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B’)に対するアミン化合物のモル比としてM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)が0.001〜0.08となる量のアミン化合物を添加することにより、前記金属の酸化物コロイド粒子(A)を核とし且つその外表面を、二酸化珪素/酸化第二スズの質量比が0.1〜5.0であり且つ0.001〜0.08のM/(SnO2+SiO2)(但しMはアミン化合物を表す)のモル比でアミン化合物が結合した1〜4nmの一次粒子径を有する二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)で被覆してなるコロイド粒子(C)であって、且つ前記金属の酸化物のコロイド粒子(A)に対する前記二酸化珪素−酸化第二スズ複合酸化物コロイド粒子(B)の質量比(B)/(A)が0.05〜0.50である変性金属酸化物コロイド粒子(C)の水性ゾルを得る工程、
(e)工程:(d)工程で得られた水性ゾルの分散媒をアルコール性有機溶媒に置換する工程、
(f)工程:(e)工程でで得られたアルコール性有機溶媒ゾルに下記の一般式(II)
Si(R1a(X)4-a (II)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表される有機シラン化合物及び/又はその加水分解物を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)に対する有機シラン化合物の質量比が0.01〜0.50となるように添加して、一般式(I)
−Si(R1a(X)3-a (I)
(但し、R1は炭素原子数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素原子数6〜12の置換若しくは無置換のアリール基若しくはハロゲン化アリール基を表すか、又はエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メルカプト基、アミノ基若しくはシアノ基を表し、Xは水酸基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基を表す。aは0〜3の整数を表す。)で表されるシリル基を前記変性金属酸化物コロイド粒子(C)の表面に結合させる工程、
(g)工程:(f)工程で得られたシラン含有変性金属酸化物コロイド粒子のアルコール性有機溶媒ゾルの分散媒を非アルコール系有機溶媒に置換する工程、
(h)工程:(g)工程で得られたシラン処理変性金属酸化物コロイド粒子の非アルコール系有機溶媒分散ゾルの分散媒を30℃で液状のジカルボン酸無水物に置換する工程。
The silane according to any one of claims 1 to 5, comprising the following steps (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g) and (h). Method for producing sol in which treated modified metal oxide colloidal particles are dispersed in liquid dicarboxylic anhydride at 30 ° C .:
Step (a): An aqueous solution containing alkali stannate and alkali silicate in a mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide in a ratio of 0.1 to 5 is prepared, and then cations present in the aqueous solution are removed. An aqueous sol of silicon dioxide-stannic oxide composite colloidal particles having a primary particle size of 1 to 4 nm is prepared, and M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound). ) Is added in an amount such that the molar ratio of 0.1 to 1.0 is such that the mass ratio of silicon dioxide / stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.1 to 1 0.02 M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) a silicon dioxide-stannic oxide composite having a primary particle size of 1-4 nm stabilized with an amine compound present in a molar ratio Aqueous solution of oxide colloidal particles (B ') A process of obtaining
(B) Step: at least one metal selected from the group consisting of Ti, Fe, Zr, Sn, Ta, Nb, Y, Mo, W, Pb, In, Bi and Sr having a primary particle size of 5 to 60 nm The aqueous sol of the oxide colloidal particles (A) and the aqueous sol obtained in the step (a) are used as the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles for the metal oxide colloidal particles (A) ( B ′) is mixed in such an amount that the mass ratio (B ′) / (A) is 0.05 to 0.50, whereby the metal oxide colloidal particles (A) are converted into the silicon dioxide-stannic oxide. Obtaining an aqueous sol of modified metal oxide colloidal particles (C ′) coated with the composite oxide colloidal particles (B ′);
(C) step: a step of cation-exchange the aqueous sol of the modified metal oxide colloidal particles (C ′) obtained in the step (b) and removing the amine compound added in the step (a),
Step (d): In the aqueous sol obtained in Step (c), M / (SnO 2 + SiO 2 ) (as the molar ratio of the amine compound to the silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B ′)) Where M represents an amine compound) by adding an amount of an amine compound in an amount of 0.001 to 0.08, and the outer surface of the metal oxide colloidal particles (A) is made of silicon dioxide / The amine compound has a molar ratio of M / (SnO 2 + SiO 2 ) (where M represents an amine compound) in which the mass ratio of stannic oxide is 0.1 to 5.0 and 0.001 to 0.08. A colloidal particle (C) formed by coating with a bonded silicon dioxide-stannic oxide composite oxide colloidal particle (B) having a primary particle diameter of 1 to 4 nm, and a colloidal particle of the metal oxide ( Said dioxide for A) Obtaining an aqueous sol of modified metal oxide colloidal particles (C) having a mass ratio (B) / (A) of the silicon-stannic oxide composite oxide colloidal particles (B) of 0.05 to 0.50,
(E) Step: A step of replacing the dispersion medium of the aqueous sol obtained in the step (d) with an alcoholic organic solvent,
Step (f): The alcoholic organic solvent sol obtained in Step (e) is added to the following general formula (II):
Si (R 1 ) a (X) 4-a (II)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3), and the mass ratio of the organosilane compound and / or the hydrolyzate thereof to the modified metal oxide colloidal particles (C) is 0.01 to 0. .50 to give a general formula (I)
-Si (R 1 ) a (X) 3-a (I)
(However, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or Represents an unsubstituted aryl group or a halogenated aryl group, or represents an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a mercapto group, an amino group or a cyano group, and X represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. A represents an integer of 0 to 3), and a step of binding the silyl group represented by the surface of the modified metal oxide colloidal particles (C);
(G) Step: A step of replacing the dispersion medium of the alcoholic organic solvent sol of the silane-containing modified metal oxide colloidal particles obtained in the step (f) with a non-alcohol organic solvent,
(H) Step: A step of replacing the dispersion medium of the non-alcohol organic solvent dispersion sol of the silane-treated modified metal oxide colloidal particles obtained in the step (g) with a liquid dicarboxylic anhydride at 30 ° C.
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