專利名稱:高純度二氧化硅的制備方法
本發(fā)明是關(guān)于高純度二氧化硅的制備方法。具體地講，本發(fā)明是關(guān)于雜質(zhì)，例如堿金屬類、氯和放射性雜質(zhì)例如，堿性硅酸鹽水溶液中所含的鈾，含量極低的高純度二氧化硅的制備方法。
高純度二氧化硅可用作填料、放射劑及其類似物和作為透明玻璃狀二氧化硅、專用陶瓷以及其類似物的原料，也可用作密封電子元件的樹脂組份的填料。
作為密封電子元件用材料，可使用含無機填料(例如二氧化硅)的合成樹脂組分。從熱膨脹系數(shù)、熱導率、透濕率等物理性能以及機械性能和成本的觀點看問題，只要模塑性允許，盡可能多地摻入無機填料被認為是十分有利的，而二氧化硅其填料被認為是最佳填料。然而，隨著電子元件集成度的增加，會產(chǎn)生電子元件工作誤差的問題，這似乎是由于所使用的密封材料中，特別是二氧化硅類填料中含有的微量放射性元素(例如鈾、釷以及諸如此類，幾十到幾百ppb)放射出的α-射線所致。因此要求進一步降低二氧化硅中這類雜質(zhì)的含量。
本發(fā)明的目的在于滿足這種要求。
已知的高純度二氧化硅的制備方法有以下幾種1)一種方法為，使經(jīng)過蒸餾、吸收、液相抽取等步驟提純的四氯化硅在氧氫焰中反應;以及2)另一種方法，使用堿性硅酸鹽水溶液作為原料制備高純度二氧化硅。
隨著后一方法，又提出如下方法2-1)一種方法，采用離子交換樹脂處理堿性硅酸鹽水溶液純化二氧化硅(日本專利申請公開，未決)42217/85和42218/85，等等);以及
2-1)一種方法，采用酸處理堿性硅酸鹽水溶液純化二氧化硅(日本專利申請公開，未決)54632/84，191016/85和204612/85等等)。
細顆粒的高純度二氧化硅可通過這些方法制備，在方法(1)的情況下，得到的二氧化硅顆粒是細顆粒，平均粒徑為mμ級，具有很大的比表面積，很難用作密封電子元件的樹脂組份的填料。
由于提純處理步驟的實施總是在把堿性硅酸鹽水溶液中SiO2的濃度降低到10%(以重量計)或更低時進行，所以方法(2-1)的儀器效率是低的。同樣，由于從硅溶膠中沉淀析出二氧化硅以及從母液中分離并回收二氧化硅的操作條件復雜，所以方法(2-1)的產(chǎn)率也低。
雖然(2-2)方法簡單并經(jīng)過種種不同的試驗，但雜質(zhì)的抽提卻很困難，原因是甚至用一種濃酸處理堿性硅酸鹽水溶液時，也會出現(xiàn)局部的相分離現(xiàn)象。進一步講，甚至當為了表面產(chǎn)生局部相分離，而將堿性酸鹽水溶液擠入稀酸溶液時，擠入的堿性硅酸鹽會相互粘合，形成大塊，結(jié)果雜質(zhì)抽提率大大降低。
因此，上述方法不足以用于實際。
本發(fā)明者致力于研究，克服傳統(tǒng)方法中的不足，使用堿性硅酸鹽水溶液，高效經(jīng)濟地生產(chǎn)出雜質(zhì)含量極低的高純度二氧化硅，完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的一個目的是，提供使用廉價的堿金屬硅酸鹽水溶液作為原料，利用比較簡單的工藝，生產(chǎn)高純度二氧化硅的方法。
本發(fā)明的又一個目的是，提供生產(chǎn)出具有吸濕性低、松密度高以及比表面積小的高純度二氧化硅的方法。
本發(fā)明的方法是生產(chǎn)高純度二氧化硅的工藝，包括在促凝劑中，將堿性硅酸鹽水溶液制成細纖維狀凝膠;用含酸溶液處理制得的纖維凝膠;然后再用抽提出并除去其中的雜質(zhì)。
本發(fā)明包括四個方面即一種工藝，其中所述的促凝劑是一種水溶性有機介質(zhì)(以下稱之為工藝A-1);除了使用一種酸溶液作為促凝劑來代替水溶性有機介質(zhì)外，其它與工藝A-1相同的工藝(下文稱之為工藝B-1);以及另外的兩項工藝即在1000℃或者更高的溫度下加熱處理由工藝A-1或B-1所制得的二氧化硅和由此降低吸濕率，得到一種具有很小比表面的密實的二氧化硅(下文分別稱之為工藝A-2和工藝B-2)(工藝A-1和工藝A-2)統(tǒng)稱工藝A，工藝B-1和工藝B-2統(tǒng)稱工藝B)。
每一工藝的要點如下。
工藝A-1制備高純度二氧化硅的方法，包括，1)擠出步驟。通過一個紡絲噴頭(孔徑為1mm或更小)，將分子通式為M2O·n SiO2，其中M是一種堿金屬元素，n為SiO2的摩爾數(shù)(0.5～5)，粘度范圍為2～500泊的堿性硅酸鹽水溶液擠入水溶性有機介質(zhì)，使其凝結(jié)，從而使其成為纖維狀凝膠，以及2)處理步驟，即用一種含酸溶液處理制得的纖維狀凝膠，接著用水沖洗凝膠，抽提并除去其中的雜質(zhì)，由此得到二氧化硅。
工藝A-2制備高純度二氧化硅的方法，包括(1)擠出步驟，通過一個紡絲噴頭(孔徑為1mm或小于1mm)將分子通式為M2O·n SiO2，其中M是一種堿金屬元素，n為SiO2的摩爾數(shù)(0.5～5)，粘度范圍為2～500泊的堿性硅酸鹽水溶液擠入水溶液性有機介質(zhì)中，使其凝結(jié)，由此將其制成一種纖維狀凝膠。
(2)處理步驟，用一種含酸溶液處理纖維凝膠，接著用水沖洗凝膠抽提并除去其中雜質(zhì)，由此得到二氧化硅，以及(3)熱處理步驟，在1000℃或更高溫度下，熱處理所得的二氧化硅。
工藝B-1一種制備高純度二氧化硅工藝，包括，(1)擠出步驟，通過一個紡絲噴頭(孔徑為1mm或小于1mm)，將分子通式為M2O·n SiO2，其中M是一種堿金屬元素，n為SiO2的摩爾數(shù)(0.5～5)，粘度范圍為2～500泊的堿性硅酸鹽水溶液擠入一種酸溶液(濃度為4N或低于4N)中，使其凝結(jié)，由此將其制成纖維狀凝膠，以及
(2)材料布置，用一種含酸溶液處理制得的纖維凝膠，接著用水沖洗凝膠，抽提并除去其中的雜質(zhì)，由此可得到二氧化硅。
工藝B-2一種制備高純二氧化硅的方法，包括，(1)擠出步驟，通過一個紡絲噴頭(孔徑為1mm或小于1mm)將分子通式為M2O·n SiO2，其中M是一種堿金屬元素，n為SiO2的摩爾數(shù)(0.5～5)，粘度范圍為2～500泊的堿性硅酸鹽水溶液擠入酸溶液中(濃度為4N或小于4N)，使其凝結(jié)，由此將其制成一種纖維狀凝膠。
(2)處理步驟，用含酸溶液對制得的纖維凝膠進行處理，接著用水沖洗凝膠，抽提并除去其中雜質(zhì)，由此得到二氧化硅，以及(3)熱處理步驟，在1000℃或更高溫度下，對制得二氧化硅進行熱處理。
本發(fā)明詳細說明如下。
工藝A-1或工藝B-1的具體實施例包括如下兩個步驟步驟1纖維化步驟從堿性硅酸鹽水溶液中，制備出一種具有纖維(拉絲)性的高粘度溶液(以下稱原料液)，然后，通過成纖設備使這種原料液在促凝劑中凝結(jié)，制成一種細纖維凝膠。
步驟2雜質(zhì)抽提步驟用含酸溶液(下文稱之為處理液)抽提并除去制成的纖維狀凝膠中的雜質(zhì)，然后用水處理。
本發(fā)明工藝A和工藝B的步驟的特征如下(1)采用帶有紡絲噴頭(孔徑為1mm或小于1mm，下文稱為噴頭)的成纖設備，在促凝劑中，將堿性硅酸鹽水溶液凝結(jié)成細纖維狀凝膠。
這樣制成的纖維狀凝膠直徑很細，表面積很大，結(jié)果雜質(zhì)的抽提效率得到提高。
(2)在把堿性硅酸鹽水溶液制成纖維狀凝膠的過程中，所使用的上述溶液的粘度范圍為2～500泊。
工藝A中，粘度范圍為2～5000泊的堿性硅酸鹽溶液在水溶性有機介質(zhì)中凝結(jié);以及工藝B中，粘度范圍為2～5000泊(最好為2～200泊)的堿性硅酸鹽溶液在酸溶液中(酸濃度變?yōu)?N或低于4N)凝結(jié)。
令人驚奇的是，即使使用普通的圓孔噴頭，結(jié)合上述步驟1中(1)和(2)的特征，也可以得到一種空心結(jié)構(gòu)的纖維狀凝膠。這樣的凝結(jié)產(chǎn)物保持一種均勻、高度溶脹狀態(tài)，并且有一種很容易用酸和水把其中的雜質(zhì)抽提出的結(jié)構(gòu)。因此結(jié)合如上所述的特征(1)的效果，上述并用方法可大大提高步驟2的二氧化硅中雜質(zhì)的抽提率。
在本發(fā)明的方法中，可以使用硅酸鈉鹽、硅酸鉀鹽、硅酸鋰鹽或同類硅酸鹽作為堿性硅酸鹽水溶液，即原料液。
以下，就以本發(fā)明中使用的硅酸鈉水溶液作為堿性硅酸鹽水溶液的情況為例，順序地對上述兩個步驟加以說明。
步驟1纖維化步驟配至硅酸鈉的水溶液，使其粘度范圍適合于將溶液纖維化的程度。這樣制得原料液。
適用于工藝A的原料液的粘度范圍為2～500泊，具體地講，10～200泊;適用于工藝B的原料液的粘度為2～500泊，適宜的粘度為2～200泊，尤其適宜的粘度為10～100泊。
當SiO2的濃度很高以及粘度極高的硅酸鈉的水溶液用作原料液時，只有經(jīng)過用水稀釋之后才能使用。
在普通狀態(tài)下，含大約30%SiO2的硅酸鈉水溶液的粘度低且纖維性差，因此只有在硅酸的聚合之后使溶液提高了纖維性，才能使用。
就硅酸鈉聚合反應的方法而論，已經(jīng)提出，使用一種酸性物部分中和反應方法;一種脫水濃縮方法;加入一種多價金屬鹽的方法等等。在這些方法中，脫水濃縮的方法最簡單，并且百分之幾的脫水就可使硅酸鈉聚合，從而提高了粘度。
成纖設備不是關(guān)鍵，通常情況下，只要使用帶紡絲噴頭的擠出機就行。
在使用噴頭時最嚴重的問題是，經(jīng)過噴頭擠出的原料液與噴頭的出口表面粘合。
正如通常已知的，硅酸鈉水溶液是一種對金屬具有很強親合力的粘性溶液，并且稍微減少它的水含量，它就會快速凝結(jié)。這可以從事實加以理解，即這種溶液也可用作粘合劑，當含硅酸鈉水溶液的原料液用噴頭表面粘合而凝結(jié)時，在硅酸鈉和噴頭表面間形成強的粘合，并且要把它們相互剝離是很困難的。
當凝結(jié)產(chǎn)物同噴頭表面粘合時，通過附近噴孔擠出的原料液又會繼續(xù)粘合，最后纖維化操作不能繼續(xù)進行。當所使用的噴嘴孔徑很小而數(shù)量很多時，往往會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。解決這個問題的方法之一是盡可能地減小噴頭表面和原料液之間的粘合趨勢。
本發(fā)明者對噴頭所采用的材料已進行了許多的研究。最后發(fā)現(xiàn)，當使用由貴金屬合金制成的噴頭(例如，金鉑合金)，或四氟乙烯樹脂(下文稱為TFE)制成的噴頭，或因TFE涂覆噴頭表面時，凝膠化的堿性硅酸鹽同噴頭分離的可能性可明顯地提高。
本發(fā)明中的TFE指的是聚四氟乙烯以及這樣的共聚物如TFE和六氟丙烯的共聚物、TFE和全氟烴基乙烯基醚的共聚物、乙烯和TFE的共聚物、乙烯和乙烯基氟的共聚物、乙烯和1，1-二氟乙烯的共聚物、乙烯和三氟氯乙烯的共聚物等等。
將TFE樹脂涂覆在噴頭表面上是用普通的方法進行的，如果需要可先用底漆涂覆噴頭外表面。
對于纖維化作用，除了濕法工藝外，可使用其它各種工藝，例如，一經(jīng)從噴頭中擠出硅酸鹽水溶液后，緊接著就使用酸溶液處理，凝結(jié)擠出物的方法。雖然，從防止硅酸鹽水溶液與噴頭表面粘結(jié)的觀點看，濕法工藝比干法工藝更具有先進性。
在本發(fā)明中，原料液是通過浸在凝結(jié)浴中的噴頭擠出的。擠出的原料液以纖維形式凝結(jié)并形成凝膠。用一滾筒將纖維狀凝膠取出，放在輸送帶上，送到下一步驟2去。在這步驟中，所使用的噴頭的孔徑的適宜范圍為0.05～1.0mm，最佳范圍為0.1～0.3mm。
就噴頭而言，雖然可使用普通圓孔噴頭，但也可使用改進的孔截面的噴頭以及空心纖維紡絲噴頭。
按照本發(fā)明的方法，不使用空心纖維紡絲噴頭也可以制備出空心纖維凝膠，并在步驟2中可獲得令人滿意的雜質(zhì)抽提效果。
纖維凝膠中摻有微小的氣泡也能有效地增加雜質(zhì)抽提效率?？梢圆捎酶鞣N方法將微小氣泡摻入纖維狀凝膠，例如一種方法是采用由攪拌制成的原料液，以便使空氣吸入溶液;另一種方法包括，向原料液中加入一種化學發(fā)泡劑，這種環(huán)狀發(fā)泡劑遇熱分解，產(chǎn)生氣體或一種低沸點物，這種低沸點物在常溫下是液體，然后在加熱條件下將上述原料液纖維化;又一種方法是，利用一種把原料液輸入纖維化設備中所使用的泵所產(chǎn)生的氣窩現(xiàn)象。
工藝A中凝結(jié)浴中所使用的促凝劑為一種水溶性有機介質(zhì)。水溶性有機介質(zhì)對水具有很強的親合力，但對堿性硅酸鹽卻幾乎沒有親合力。堿性硅酸鹽的凝結(jié)似乎是由所謂的脫水作用引起的。例如，工藝A中所使用的水溶性有機介質(zhì)指的是，醇類，例如，甲醇、乙醇、正丙醇以及類似物;酯類，例如，乙酸甲酯、乙酸乙酯及其類似物;酮類和丙酮、甲基乙基酮;酰胺類，例如，N，N-二甲基乙酰胺(下文稱之為DMAC)，N，N-二甲基甲酰胺(下文稱之為DMF)及其類似物;以及二甲亞砜。
工藝B的凝結(jié)浴中所使用的促凝劑為一種酸的溶液。該酸指的是，無機酸，例如硫酸、硝酸、鹽酸及其類似物，最好使用硫酸或硝酸。就酸溶液而論，上述酸類的水溶液最適合實際應用。
作為促凝劑的酸溶液的濃度范圍最好是0.1N～4N。
當使用濃度大于4N的酸溶液作為促凝劑時，制得的二氧化硅的結(jié)構(gòu)十分致密，使得在下一步驟2中，很難把內(nèi)部所含的雜質(zhì)抽提出來。
當使用濃度低于0.1N的酸溶液作為促凝劑時，堿性硅酸鹽的凝結(jié)速率十分慢，結(jié)果制得的纖維狀凝膠往往相互粘結(jié)。因此，這樣的濃度是不實用的。
根據(jù)上述原因，適宜用作促凝劑的酸溶液的濃度范圍為0.1～4N，較好的為0.5～3N，最好的為1～2N。
當根據(jù)說明書中的條件，將原料溶液的粘度、噴頭的孔徑及凝結(jié)浴的促凝劑組合起來時，堿性硅酸鹽的凝結(jié)速率是適合的，并可獲得透明纖維狀凝膠，并出乎預料地具有空心結(jié)構(gòu)及呈現(xiàn)高溶脹狀態(tài)。這樣制得的凝膠在下一步驟2中仍然保持著溶脹狀態(tài)并在這種狀態(tài)下脫堿。
制得纖維狀凝膠的表面具有鱗片狀裂縫，這對于酸向凝膠中滲透擴散十分有利，結(jié)果由于表面裂縫的存在和空心結(jié)構(gòu)組纖維的巨大的表面積兩者協(xié)同作用，使得雜質(zhì)的抽提率明顯地提高。
再有，表面裂縫的存在能大大降低研磨階段調(diào)整二氧化硅粒徑的載荷。
說明書中，所謂凝膠的“高溶脹態(tài)”的意思是凝膠中液體含量高的一種狀態(tài)。溶脹度可以凝膠中的液體含量表示。凝膠的最佳液體含量為這樣一個含量;在這樣含量下，其中的雜質(zhì)很容易抽提出。當液體含量應用以下方程式計算時，液體含量(%)＝(W1-W2)×100/W2W1在室溫下用離心機處理(1000G×10min處理)，除去粘附的液體之后，所得到的10g樣品的剩余含量(g)，W2經(jīng)過上述處理，然后在150℃下干燥4小時，接著在干燥器中冷卻到室溫后的樣品重量(g)。
以使用No3硅酸鈉的水溶液作為原料液為例，纖維狀凝膠的液體含量的最佳范圍約為80～150%。當液體含量低于80%時，在下一步驟2中很難將凝膠內(nèi)部的雜質(zhì)抽提出去，這可能是因為形成的凝膠結(jié)構(gòu)十分致密的緣故。另外一方面，當液體含量超過150%時，得到的凝膠是透明的，但是步驟2中凝膠的體積收縮卻增加了，這可能是因為凝膠中的二氧化硅含量太低造成的，并且得到內(nèi)部仍然含有雜質(zhì)的反玻璃化二氧化硅。這樣狀態(tài)的二氧化硅既使經(jīng)過反復地抽提雜質(zhì)，按照本發(fā)明的目的除去雜質(zhì)還是很困難的。
既使纖維凝膠的液體含量處于上述范圍的情況下，如果凝膠的二氧化硅濃度不均勻，部分變白以及反玻璃化，那么要達到本發(fā)明除去雜質(zhì)的目的也是很困難的。
當使用與下一步驟2中所使用的相同酸溶液作為促凝劑時，工藝B是先進的，這因為可省去促凝劑的回收、廢液的處理等步驟，而這些步驟對于使用有機溶劑作為促凝劑的工藝A來說卻是必要的。
在本發(fā)明工藝A和工藝B中，堿性硅酸鹽的凝結(jié)速率也隨所使用的促凝劑種類而變化很大，因此盡管大約10℃～60℃的溫度通常是最佳凝結(jié)浴溫度，明確地確定凝結(jié)浴的溫度還是很困難的。
在纖維狀凝膠牽引操作中，滾筒式牽引單元的速度是約1～100密/分，輸送帶式牽引單元的速度是約0.1～50米/分。
步驟2雜質(zhì)抽提步驟在本步驟中，上述步驟1制得的纖維狀凝膠要用含酸溶液處理。該酸指的是無機酸，例如硫酸、鹽酸、硝酸及其類似物，以及有機酸，例如甲酸及其類似物。對于實際應用來說，最好是使用硫酸、硝酸或其類似物。
作為處理液，上述酸類的水溶液最適合實際應用。
就本步驟中的酸處理程序而言，雖然為了抽提并除去數(shù)量雜質(zhì)，可以使用一步法進行處理，但也可采用多步法處理，即處理方法可以分成至少兩個階段，并且每一階段要更新處理液。
作為抽提雜質(zhì)的方法，通常可采用濃酸處理方法，但在本發(fā)明的方法中，最好是降低酸處理液的濃度，為的是盡可能地保持步驟1中制得的凝膠結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得雜質(zhì)的抽提很容易。
工藝A中，處理步驟的第一階段使用的酸處理液的濃度最好配制成30%或低于30%體積濃度(這里是指，每100份體積單位的處理液中含酸量是30份體積單位或低于30份;下文相同)。
當酸處理液的濃度范圍在30%(以體積計)或更低時，纖維凝膠保持溶脹狀態(tài)，并在這個狀態(tài)下脫堿。此外，由于細空心纖維的溶脹狀態(tài)和表面積大兩個特點的協(xié)同作用，雜質(zhì)的抽提放率得到大大提高。
當處理步驟的第一階段使用的酸處理液為濃度高于30%(按體積計)時，這個處理步驟制成的二氧化硅結(jié)構(gòu)過于致密，結(jié)果，內(nèi)部雜質(zhì)的抽提變得很困難。
從酸處理效率的觀點看問題，濃度低于0.5%(以體積計)的酸處理液沒有實用價值。
基于上述原因，處理步驟第一階段使用的酸處理液的適宜濃度范圍為0.5～30%(以體積計)，較好為1～25%(以體積計)，最好為3～20%(以體積計)。
在多階段處理的情況下，雖然第一階段使用的酸處理液的濃度應配制成30%或更低(以重量計)，但在第二階段和以后各階段對酸處理液的濃度卻沒有這樣的限制，可按情況確定。
工藝B中，酸處理液的濃度為4N或更低，較好為0.5～3N，最好為1～2N。
雖然在工藝A和工藝B的本步驟中，處理溫度不是關(guān)鍵因素，但是最好是在50℃或更高的溫度下進行抽提處理。
當在高于大氣壓下處理液的沸點溫度下進行處理時，可以縮短抽提雜質(zhì)所需的時間。雖然帶壓抽提的溫度最好是盡可能地高，但是當考慮到酸對設備的腐蝕和能量消耗的問題時，適用于實際應用的溫度范圍應是100℃～150℃，最好是110℃～140。
本步驟中的處理最好是在攪拌下進行。
在工藝A中，上述操作步驟可以長纖維方式連續(xù)地處理凝膠，但在分批進行處理的情況下，最好是把上述步驟中得到的長纖維切成短纖維。可以使用切玻纖的普通剪切機把纖維剪切成短纖維。通常情況下，剪切后的短纖維長度最好是5～50mm，尤其適宜的纖維長度約為10mm。
在工藝B中，通過攪拌處理液可很容易地把纖維狀凝膠制成2～5mm的短纖維。
當凝膠制成短纖維時，由于處理液的攪拌，它的可分散性非常好。短纖維狀的凝膠分散在處理液中形成漿液。因此雜質(zhì)抽提操作很容易，雜質(zhì)抽提效果的均勻度得到提高，這樣雜質(zhì)抽提結(jié)果的分散程度大大減小。進一步講，因為短纖維凝膠具有纖維材料高體容度的特點所以從凝膠中分離液體以及在雜質(zhì)抽提步驟之后的水洗和過濾步驟的液體分離都很容易。
然后，經(jīng)酸處理得到的二氧化硅纖維在任意溫度下用水洗除酸除水，如果需要的話，還可與過濾處理并用。
本發(fā)明使用的酸，最好使用稱之為精制級或電子級的;至于稀釋原料和酸或水洗滌二氧化硅的水，最好使用幾乎不含雜質(zhì)的純水。
在工藝A和工藝B中，借助本步驟的處理，二氧化硅中包括放射性元素在內(nèi)的上述雜質(zhì)含量大大降低。
經(jīng)酸處理的二氧化硅中的雜質(zhì)含量可減少大約含10ppm或更低的堿金屬，3ppm或更低的氯，大約3ppb或更低的鈾。
接著，工藝A-2和工藝B-2說明如下。
上述工藝A-1和工藝B-1是所謂的濕法工藝，由于二氧化硅表面帶有許多硅烷醇基，所以產(chǎn)物二氧化硅具有吸濕性，因此在這方面濕結(jié)工藝是不利的。
本發(fā)明者致力于研究的目的是，解決上述問題，并經(jīng)濟有效地利用堿性硅酸鹽水溶液作為原料，制備出雜質(zhì)含量極低的、吸濕率低、比表面積小的高純度二氧化硅，并完成了本發(fā)明。
工藝A-和工藝B-2是工藝A-1或工藝B-1分別增加第三步驟(步驟3)而構(gòu)成的工藝，目的是減小工藝A-1制得的二氧化硅的吸濕率。
工藝A-2或工藝B-2的具體實施由如下三個步驟構(gòu)成。
步驟1纖維化步驟步驟2雜質(zhì)抽提步驟步驟1和步驟2正如在工藝A-1和工藝B-1中所說明的一樣。
步驟3熱處理步驟在這個步驟中，制得的纖維二氧化硅在1000℃或更高的溫度下進行熱處理。
工藝A-2和工藝B-2除了分別具有與工藝A-1或工藝B-1相同特點外，還具有如下特點。
當在1000℃或更高的溫度下熱處理制得的二氧化硅時，二氧化硅脫去其顆粒表面帶有的硅烷醇基，因此二氧化硅的吸濕率可大大地降低;二氧化硅顆粒的微孔也減少了，結(jié)果可得到比表面小和松密度高的密二氧化硅顆粒。
工藝A-1分別結(jié)合上述步驟3而構(gòu)成的工藝A-2和工藝B-2可以提高雜質(zhì)抽提效率并使二氧化硅具有低吸濕率和高密度。
本發(fā)明的方法制備的高純度二氧化硅也適用于那些尤其是不希望其中有水存在的應用，例如透明玻璃質(zhì)二氧化硅用來作為密封電子元件用的樹脂組份的填料等。
步驟3熱處理步驟雖然纖維狀凝膠經(jīng)過步驟2的酸處理后，轉(zhuǎn)化成二氧化硅，但是二氧化硅中仍然含水。這種水可分成粘附水和結(jié)合水。在100℃或更高的溫度下加熱便可將粘附水很容易地蒸出，而結(jié)合水甚至在400℃或更高的溫度下也很難完全除去。
這是因為許多硅烷醇基(≡Si-OH)存在于二氧化硅，尤其是濕法制備的二氧化硅顆粒的表面，并與空氣中的水結(jié)合的緩故。例如，當濕法制得的二氧化硅在800℃下熱處理1小時，雖然相當于它的(干重量基)7%的水蒸出，但是硅烷醇基并沒有除去，它們吸收空氣中的水，引起再水化。因此，當熱處理的二氧化硅靜置在空氣中時，它吸收水，并且如果長時間靜置，它便恢復其原來的狀態(tài)。
為了解決這個問題，本發(fā)明者研究了各種處理條件。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，步驟2制得的二氧化硅在1，000℃或更高的溫度下熱處理，可出乎意料地使它的硅烷醇基消除，得到比表面小的致密二氧化硅。
在此發(fā)現(xiàn)的基礎上完成了本發(fā)明升高熱處理溫度可減弱再水化趨勢，當在1000℃或更高的溫度下進行熱處理時，幾乎看不到再水化趨勢。
例如，當高純度二氧化硅用于透明玻璃質(zhì)二氧化硅或作為密封電子元件用樹脂組分的填料時，特別不希望其中有水存在，于是在1000℃或更高溫度下的熱處理成為不可缺少的步驟。
當在1，000℃或更高溫度下進行熱處理時，步驟2制得的二氧化硅從纖維中存在的許多微裂紋處開裂，變成細粒狀二氧化硅，與此同時，失去微孔，得到致密的結(jié)構(gòu)。
這樣，可以得到比表面約為10m/g或更低的二氧化硅顆粒。
因此，經(jīng)過熱處理的二氧化硅可以二氧化硅的顆粒形式使用，但是如果需要的話，可以進一步加以粉碎調(diào)整它的粒徑。
為了得到低的吸濕率、高的松密度以及小的比表面的二氧化硅顆粒，熱處理的溫度最好為1000℃或更高，實際上為1，100℃～1，400℃。處理時間可根據(jù)預先決定的溫度適當確定。
可以在氧氣和二氧化碳氣中進行熱處理，如果需要的話，可使用例如氮、氬之類的惰性氣體。實際應用時，應優(yōu)先選用空氣。
只要能保持二氧化硅處于1000℃或更高的溫度，任何設備都可用作進行熱處理的設備，它們可以是管式爐，箱式爐、隧道式爐、硫化煅燒爐、等等。至于加熱方法，可使用電熱、燃燒氣及其它。
根據(jù)本發(fā)明工藝A-1或工藝B-1，通過使用堿性硅酸鹽水溶液作為原料可制得高純度二氧化硅顆粒，其雜質(zhì)包括放射性元素如鈾在內(nèi)，含量非常低。
按這些方法制得的二氧化硅顆粒，比按先有技術(shù)制得的那些具有更高的純度，因此，它不僅可作為填料、分散劑等，還用作透明玻璃二氧化硅、專用陶瓷等的原料，并且，預計它們可用作密封電子元件的樹脂組份的填料。另外，按照本發(fā)明的工藝A-2或工藝B-2，粒徑為1～100μm的二氧化硅顆粒純度非常高，其雜質(zhì)含量(包括鈾元素)是很低的，且吸濕性很低，比表面積很小。這種二氧化硅顆?？墒褂脡A性硅酸鹽水溶液作為原料液制得。
按這些方法制得的二氧硅顆粒，比按先有技術(shù)制得的二氧化硅具有更高的純度和更低的吸濕率及更致密的結(jié)構(gòu)，因此可用作透明石英，特殊陶瓷等使用，尤其作為樹脂組分的填料用于密封高集成電路。
此外，這些方法的優(yōu)點還在于，與常用方法比較，它們降低了生產(chǎn)費用。
參考以下實例和比較例，說明本發(fā)明的方法和作用。
實例A1將3000克硅酸鈉水溶液＃3(相當于JISK1408硅酸鈉3號以下同類)(SiO2∶28%，Na2O∶9%，U∶36ppb)于50℃減壓脫水濃縮，由此得到含有32%SiO2的纖維化的原料。原料液于30℃的粘度為100泊，且纖維性良好。過濾此原料液，此后，使用擠出機將濾出物以3米/分的速度通過一個涂有聚四氟乙烯樹脂，孔徑為0.1mm，孔數(shù)為200的噴頭，擠入控制在30℃的凝結(jié)浴(促凝劑DMAC)。
擠出的原料液用DMAC脫水后，凝結(jié)成透明的纖維狀凝膠。纖維狀凝膠用剪切機切成1厘米長的短纖維。
在500立方厘米處理液［5%(按體積計)硫酸水溶液］中浸入10克已切成短纖維狀的凝膠，且于100℃攪拌處理1小時。隨后，此處理液以500立方厘米的10%(按體積計)硫酸水溶液代替，按與上述同樣方式進行第二階段處理。
由此制得的短纖維狀二氧化硅用沸水洗滌并過濾，以便脫酸，脫水。剩余物于150℃預先干燥，然后在1200℃加熱處理1小時。
通過熱處理，將短纖維狀二氧化硅開裂成細顆粒二氧化硅。為使粒徑分布均勻，細顆粒二氧化硅用瑪瑙制的研磨機研磨，從而得到最終的二氧化硅顆粒。
實施A2將5000克硅酸鈉水溶液＃3(與例A1同批)維持在30℃，然后將細粉狀硫酸氫鈉在攪拌下以小部分分批地慢慢加入。硅酸鈉水溶液的粘度隨著硫酸氫鈉加入量的增加而提高，從而得到粘度為30泊的原料液。
原料液吸入空氣，并由此充滿氣泡。含有氣泡的原料液，通過孔徑為0.1mm、孔數(shù)為200的金鉑合金制的噴頭被擠入使用DMAC作為促凝劑的凝結(jié)浴，得到纖維狀凝膠。纖維狀凝膠含有許多小泡。含氣泡的纖維狀凝膠剪切成短纖維，然后經(jīng)過與實例A1相同的處理，得到二氧化硅顆粒。
表A1表明了熱處理前由上述實例A1和A2得到的二氧化硅雜質(zhì)含量，以及熱處理后的二氧化硅顆粒的物理性質(zhì)。
用放射分析方法，對Cl、U和Th進行分析。
在所有的例子中，以Nakarai化學有限公司生產(chǎn)的保證化學試劑用作酸，以電導率為1.0μs/cm或更低(25℃)的去離子水用作水。
表 A1(1)熱處理前二氧化硅的雜質(zhì)含量雜質(zhì)含量［ppm］ [ppm]實例Na K Cl U ThA1 0.9 0.4 1.2 ＜1 4A2 0.5 0.4 1.4 ＜1 ＜1(2)熱處理后二氧化硅顆粒的物理性質(zhì)測試項目 實例A1 A2粒徑分布＊(μm) 1～100(15) 1～100(15)松密度(g/cm3) 0.55 0.55吸水率＊＊(%) 0.0 0.0＊括號中的數(shù)字為重均粒徑＊＊熱處理后的每種二氧化硅放置在控制在20℃和80%相對濕度的熱一恒溫箱中，測量其重變化。重量變化表示為吸水率。
吸水率(%)＝(W1-W0)×100/W。
W1∶20℃和80%相對濕度的條件下放置72小時后，每個樣品的重量(9)。
W0∶熱處理后，在干燥器中冷卻到室溫的每個樣品的重量(9)。
實例A35000克硅酸的水溶液＃3(與實例A1同批)利用真空泵，減壓脫水濃縮;在50℃下用捏合機捏合，以使SiO2含量為31.8%。這樣，得到了透明的原料液。此液體于30℃的粘度為50泊。原料液通過涂有聚四氟乙烯樹脂，孔徑為0.1mm，孔數(shù)為50的噴頭，從擠出機擠入到不同的促凝劑中，得到透明纖維狀凝膠。因此獲得的纖維凝膠按實例A1同樣方式進行處理，得到的結(jié)果示于表A2中。
表 A2(1)熱處理前二氧化硅的雜質(zhì)含量項目 促凝劑 雜質(zhì)含量編號 Na U(ppm) (ppb)A3-1 DMF 1.5 ＜1A3-2 甲醇 1.2 ＜1A3-3 乙醇 2.3 2(2)熱處理后二氧化硅物理特性重均粒徑A3-1～3均為15μm松密度A3-1～3均為0.55g/cm吸水率A3-1～3均為0.0%實例A4和比較例A1(1)為進行比較，將10克按實例A1同樣步驟得到的短纖維狀凝膠置于500立方厘米的第一階段的每種處理液中，即酸濃度為0.5%、10%、20%或30%(按體積計)和酸濃度為40%或70%(按體積計)的硫酸水溶液。此后，按實例A1時雜質(zhì)進行抽提處理(實例A4-1～4和比較例A1-1～2)。
(2)在酸處理中，除了只改變處理液的酸濃度外，按比較例A1同樣處理(實例A4-5～6)。
由此得到的2氧化硅雜質(zhì)含量與實例A1的結(jié)果一同示于表A3中。
表A3處理液的硫酸濃度影響項目 酸濃度＊ 雜質(zhì)含量編號 第一 第二 Na U階段 階段 (ppm) (ppb)A4-1 0.5 10 9.5 3.0實 A1 5 10 0.9 ＜1A4-2 10 10 2.3 1.5例 A4-3 20 10 8.2 2.5A4-4 3 10 9.0 2.8比較A1-1 40 10 40 50例 A1-2 70 10 339 110實 A4-5 10 40 2.5 1.7例 A4-6 10 70 3.4 1.8＊酸濃度體積百分率(立方厘米的濃硫酸/100立方厘米處理液)酸處理的一般條件溫度100℃
處理時間1小時實例A5和比較例A2除了使用實例A3制備的原料液以外，按實例A1同樣步驟得到短纖維狀凝膠。為了比較，10克短纖維狀的凝膠置于500立方厘米的第一階段的每種處理液中，即酸濃度為5%，10%或20%(按體積計)和酸濃度為40%或60%(按體積計)的硝酸水溶液，且于100℃攪拌處理1小時。隨后，每種處理液用500立方厘米的10%(按體積計)的硝酸水溶液替換，按上述同樣方式進行第二階段處理。以后按實例A1的方法進行處理，以得到二氧化硅顆粒。
熱處理前二氧化硅雜質(zhì)含量和熱處理后二氧化硅顆粒的物理性能示于表A4中。
表A4處理液的硝酸濃度的影響(1)熱處理前二氧化硅雜質(zhì)含量項目 酸濃度＊ 雜質(zhì)含量編號 第一 第二 Na U階段 階段 (ppm) (ppb)A5-1 5 10 2.8 ＜1實A5-2 10 10 5.2 ″例A5-3 20 10 9.3 ″比較A2-1 40 10 50 7例A2-2 60 10 235 20
＊酸濃度體積百分率(立方厘米濃硫酸/100立方厘米處理液)(2)熱處理后二氧化硅物理性能重均粒徑15μm(A5-1～3所有編號)松密度0.55g/cm吸水率0.0%實例6和比較例A36，000克的硅酸鈉水溶液＃3(與實例A1同批)利用真空泵減壓脫水濃縮，于控制在70℃的捏合機中捏合，因而得到不同粘度的原料液。
這些原料液按照實例A1的工序逐一纖維化。每個纖維化的狀態(tài)表示于表A5。
按照實例A1的方法處理由此獲得的纖維狀凝膠。以熱處理前每種二氧化硅的Na含量表示的雜質(zhì)的抽提結(jié)果示于表A5。
表 A5熱處理前二氧化硅的雜質(zhì)含量項目 原料液的 雜質(zhì)含量編號 粘度(泊)＊ 纖維化狀態(tài) Na(ppm)A6-1 2 沒有相互粘著的纖維 4.0實 A6-2 10 可穩(wěn)定纖維化 1.5A6-3 50 1.2例A6-4 100 0.9A6-5 200 1.1A6-6 500 3.0比較A3-1 1.0 許多粘著的纖維 120例A3-2 1000 不穩(wěn)定纖維化＊30℃的值實例B16，000克硅酸鈉水溶液＃3(相當于JISK1408硅酸鈉3號以下類同)(SiO2∶28%，Na2O∶0.9%，U∶36ppb)于50℃減壓加熱脫水并提濃，由此得到含32%SiO2的用于纖維化的原料液。在30℃下，原料液的粘度約為100泊且纖維性良好。
過濾原料液，然后用擠出機，以6米/分的速度使濾出物通過金鉑合金制的、孔徑為0.1mm和孔數(shù)為200的噴頭，擠入20升控制在30℃的凝固浴(1N硫酸水溶液)中。
經(jīng)擠出的原料液由于Na2O的中和而凝固，以便轉(zhuǎn)變成透明的纖維狀凝膠。纖維狀凝膠具有空心結(jié)構(gòu)和厚薄部分交替的彎曲形狀，且纖維狀凝膠表面部分有許多鱗片狀裂縫。
利用輸送帶將纖維狀凝結(jié)浴中取出。輸送帶的速度為1米/分，纖維狀凝膠在凝固浴中浸漬時間約為1分鐘。
在500立方厘米的處理液(1N硫酸水溶液)中浸漬40克制得的纖維狀凝膠，并且于100℃攪拌處理3小時。按這樣處理，纖維狀凝膠細分裂成長度為2～5mm的短纖維。
此后，由此得到的短纖維二氧化硅放置于500立方厘米水中，在攪拌10分鐘后，用平底漏斗將二氧化硅脫水。用水沖洗五遍后，二氧化硅中硫酸根(SO)的濃度為1ppm或更小。
由此得到的二氧化硅于150℃干燥過夜，然后于1200℃熱處理1小時。
通過熱處理，短纖維狀二氧化硅分裂成細顆粒二氧化硅。為使粒徑分布均勻，利用瑪瑙制的研磨機研磨細顆粒二氧化硅，這樣就得到了最后的二氧化顆粒。
獲得的二氧化硅雜質(zhì)含量和二氧化硅顆粒的物理性能示于表B1。
表B1(1)二氧化硅的雜質(zhì)含量雜質(zhì)含量［ppm] ［ppb]項目 Na K Cl U Th熱處理前二氧化硅 0.6 0.3 1.2 ＜1 ＜1熱處理后二氧化硅 0.7 0.3 0.4 ＜1 ＜1(2)熱處理后二氧化硅顆粒物理性能粒徑分布＊［μm] 密度［g/cm] 吸水率＊＊［%)1～100(15) 0.55 0.02＊括號中的數(shù)為重均粒徑。
＊＊按照實例A1。
實例B2和比較例B15000克硅酸鈉水溶液＃3(與實例B1同批)在使用真空減壓下脫水濃縮且去在控制在50℃的捏合機中捏合，以得到31.8%的SiO2含量，借此，得到透明的原料液。原料液的粘度于30℃為50泊。
原料液通過涂有四氟乙烯樹脂R，以SUS-316為材料的噴頭，從擠出機劑入20升的每種不同濃度的硫酸溶液，該噴頭孔徑為0.2mm，孔數(shù)為50，這樣就得到了纖維狀凝膠。所有纖維狀凝膠都是透明的。
(R＝Du Pont聚四氟乙烯樹脂的注冊商標)。
這些纖維狀凝膠按實例B1同樣方式逐一處理，以得到示于表B2的結(jié)果。
當使用SUS-316制的未涂有聚四氟乙烯樹脂(DU Pont聚四氟乙烯樹脂的商標)的噴頭時，原料液易于粘在噴頭上，只能得到團狀的凝膠，很難得到纖維狀凝膠。
表 B2(1)熱處理前二氧化硅的雜質(zhì)含量項目 作凝固浴的 雜質(zhì)含量編號 硫酸水溶液 Na U濃度 (ppm) (ppb)B2-1 0.1 9.5 2.8實B2-2 0.5 4.0 2.0B2-3 1.0 0.6 ＜1例B2-4 2.0 0.8 ＜1B2-5 4.0 3.0 2.0比較例B1-1 8.0 60 80″B1-2 16.0 120 100(2)熱處理后二氧化硅的物理性能重均粒徑實例B2-1～5均為15μm松密度0.55g/cm
吸水率0.02%實例B2和比較例B2按實例B2制備的原料液通過每種涂有四氟乙烯樹脂，由SUS-316制造的噴頭，從擠出機擠入20升2N硫酸水溶液。為便于比較，噴頭孔徑為0.2、0.5或1.0mm，孔數(shù)為50，以及孔徑為3.0mm，孔數(shù)為50，這樣便得到纖維狀凝膠。
由此得到纖維狀凝膠按實例B1同樣的方式處理。以熱處理前每種二氧化硅的Na含量表示的雜質(zhì)抽提結(jié)果示于表B3。
表 B3熱處理前二氧化硅雜質(zhì)含量項目 噴頭的孔徑 雜質(zhì)含量編號 ［mmψ] Na[ppm]實例 B3-1 0.2 0.8″ B3-2 0.5 8.0″ B3-3 1.0 8.0比較例B2-1 3.0 100在纖維狀凝膠中，所有示于表B3的凝膠均都是透明的，但是由比較例B2-1得到的凝膠卻失色呈白色，其二氧化硅含量在不同部分是不同并不均勻的。
實例B4和比較例B36，000克硅酸鈉水溶液＃3(與實例B1同批)在使用真空泵減壓下脫水濃縮，用控制在70℃的捏合機捏合，由此得到不同粘度的原料液。
按照實例B1的步驟逐一對原料液纖維化，每個纖維化的狀況示于表B4。
由此得到的纖維狀凝膠按實例B1的方法處理。以熱處理前每種二氧化硅的Na含量表示，雜質(zhì)抽提結(jié)果示于表B4。
表 B4熱處理前二氧化硅的雜質(zhì)含量項目 原料液 雜質(zhì)含量編號 粘度(泊)＊ 纖維化狀態(tài) Na(ppm)B4-1 2 纖維沒有相互粘著， 2.0實B4-2 10 能穩(wěn)定纖維化。 1.0B4-3 50 0.6例B4-4 100 0.6B4-5 200 1.5比較B3-1 1.0 許多粘著的纖維 520例 B3-2 1000 不能穩(wěn)定纖維化 -＊系30℃的值實例B5按照實例B1步驟，將實例B1制備的原料液擠入20升1N的硝酸溶液，以得到纖維狀凝膠。
當40克得到的纖維狀凝膠置于500立方厘米1N硝酸水溶液且于100℃攪拌處理3小時后，它轉(zhuǎn)變成長度為2～5mm的短纖維狀的二氧化硅。
按照實例B1的方法進行后處理，以得到二氧化硅顆粒。
熱處理前二氧化硅雜質(zhì)含量如下Na1.0ppmU2.1ppb熱處理前二氧化硅的物理性能如下重均粒徑15μm松密度0.55g/cm吸水率0.02%實例A7和比較例A4將實例A1得到的二氧化硅經(jīng)抽提雜質(zhì)且用水沖洗后于105℃干燥4小時。
六份10g的經(jīng)干燥的二氧化硅稱重，且分別在400、600、800、900、1，000或1，200℃熱處理1小時。
熱處理后每個樣品在干燥器內(nèi)冷卻至室溫，而后測其重(W。)。然后，將每個放置在控制于20℃和80%RH的熱-恒濕箱內(nèi)，測量其重量隨時間的改變。
測量結(jié)果如表A6表示。樣品在1000℃或更高的溫度下加熱處理，沒有重量變化，但當處理是在400°～900℃時，二氧化硅顆粒吸收空氣中的水份，其重量隨時間的延長而增加。
其它實例(除本實例外)中所得的干燥的二氧化硅，在1000℃或更高的溫度進行熱處理后，可以得到與本實例同樣的結(jié)果。這些二氧化硅經(jīng)熱處理后并無因暴露于大氣中而吸收水份的現(xiàn)象。
文件名稱 頁行 補正前 補正后說明書 2 1 2-1 2-23 5 A-2) A-26 3 丟段！(計算機跳 制成的原料液保持在行) 適宜纖維化的溫度下，例如30℃～60℃并通過一恒速率給料泵，經(jīng)過一個適當?shù)倪^濾器，向纖維化設備送料。
10 17～18 體積 重量12 5 A- A-212 6 A-1 A-1或B-112 倒數(shù)7 A-1 A-1或A-213 倒數(shù)5 m/g m2/g17 倒數(shù)6 g/cm g/cm318 表A3， 3 30A4-420 4 g/cm g/cm321 倒數(shù)7 SO SO2422 表B1(2) g/cm g/cm323 表B2 濃度 濃度(N)23 倒數(shù)1 g/cm g/cm324 2 實例B2 實例B3
(續(xù)上頁)文件名稱 頁 行 補正前 補正后說明書 25 表B4 520 50B3-126 7 g/cm g/cm327 表A6 重量 重量(克)權(quán)利要求
書 1 倒數(shù)2 權(quán)利要求
9 權(quán)利要求
11 6 SiO SiO22 10 重量 體積2 12 重量 體積2 22 所述3 所述的3 2 0.3 權(quán)利要求
1.一種制備高純二氧化硅的方法，它包括(1)擠出工序，它是將以下分子通式表達的堿金屬硅酸鹽水溶液通過孔徑為1mm或更低的紡絲噴頭擠入含有促凝劑的凝結(jié)浴，以便使其凝結(jié)或纖維狀凝膠，其分子通式為M2O·nSiO2式中，M是一種堿金屬元素；n是SiO的摩爾數(shù)，其值在0.5～5之間，所述水溶液的粘度在2～500泊之間，以及(2)處理工序，它是用含酸溶液處理得到纖維狀凝膠，然后用水沖洗以抽提并除去雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中纖維狀凝膠的酸處理溫度為50℃或更高。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，它包括在1000℃或更高溫度下對所得到的二氧化硅的進一步加熱處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其中熱處理的溫度范圍在1000℃～1400℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中紡絲噴頭的孔徑范圍在0.05～1.0mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中紡絲噴頭的孔徑范圍在0.1～0.3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中紡絲噴頭是由貴金屬合金或四氟乙烯樹脂制成，或噴頭表面用四氟乙烯樹脂涂覆。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的方法，其中所述貴金屬合金是金鉑合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，其中纖維狀凝膠含有氣泡。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中促凝膠是水溶性有機介質(zhì)，且酸處理纖維狀凝膠是首先使用酸濃度為30%(以體積計)或更低的處理液進行處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的方法，它包括在1000℃或更高的溫度下對所得到的二氧化硅進一步加熱處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的方法，其中水溶性有機介質(zhì)為一種選自醇類、酯類、酮類和酰胺類化合物以及二甲亞砜中的至少一種介質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的方法，其中酸處理液的酸濃度范圍在0.5～30%(按體積計)。
14.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的方法，其中酸處理液的酸濃度范圍在1～25%(按重量計)。
15.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的方法，其中酸處理液的酸濃度范圍在3～20%(按重量計)。
16.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的方法，其中酸處理纖維狀凝膠至少分兩個階段進行。
17.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的方法，它使用粘度范圍為10～200泊的堿金屬硅酸鹽水溶液。
18.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中促凝劑是酸濃度為4N或更低的酸溶液，且酸處理纖維狀凝膠是通過使用4N或更低酸濃度的處理液進行。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，它包括在1000℃或更高的溫度下對所得到二氧化硅進一步加熱處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求
18所述3方法，其中酸液的酸濃度范圍在0.1～4N。
21.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中酸液的酸濃度范圍在0.5～3N。
22.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中酸液的酸濃度范圍在1～2N。
23.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中處理液的酸濃度范圍在0.5～0.3N。
24.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中處理液的酸濃度范圍在1～2N。
25.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，其中酸處理纖維凝膠至少分兩個階段進行。
26.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，它使用粘度范圍在2～200泊的堿金屬硅酸鹽水溶液。
27.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的方法，它使用粘度范圍在10～100泊的堿金屬性硅酸鹽水溶液。
專利摘要
本發(fā)明是關(guān)于高純度二氧化硅的制備方法。它包括在一種使凝劑中，將堿性硅酸鹽水溶液制成纖維狀凝膠；用含酸溶液對制成的纖維狀凝膠進行處理；然后用水處理萃取和除去雜質(zhì)，并視情況而定，在1000℃或更高的溫度下加熱所制得的二氧化硅。這樣制備的二氧化硅最好用作填料，特別是用作密封電子元件的樹脂組份的填料。
文檔編號C01B33/00GK86104402SQ86104402
公開日1987年1月28日 申請日期1986年6月27日
發(fā)明者折居見一, 西田正史, 八木淳介, 大島巖 申請人:日東化學工業(yè)株式會社, 三菱麗陽株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan