[发明专利]具有受控聚集体尺寸的热解二氧化硅及其制造方法

摘要

本发明涉及具有受控聚集体尺寸的热解二氧化硅及其制造方法。本发明提供热解二氧化硅，其包括具有满足将聚集体尺寸和表面积关联的特定式子的聚集体尺寸和表面积的聚集体，以及当分散在液体介质中时呈现特定的粘度、幂律指数、和/或弹性模量特性的聚集体。本发明还提供通过如下制备这样的热解二氧化硅的方法：将二氧化硅前体与可燃气体物流组合，使所述物流燃烧，和产生经燃烧气体与热解二氧化硅颗粒的物流，其中引入掺杂剂，调节经燃烧气体与热解二氧化硅颗粒的物流的时间/温度分布即历史以容许后淬火聚集体生长，和/或将另外的二氧化硅前体引入到所述经燃烧气体的物流中。

主权项

1.包括初级颗粒的聚集体的热解二氧化硅，所述热解二氧化硅通过包括如下的方法制造：(a)提供包括二氧化硅前体的原料物流，(b)提供可燃气体物流，(c)在反应器中通过如下形成热解二氧化硅颗粒悬浮于其中的经燃烧气体的物流，其中所述热解二氧化硅颗粒包括初级颗粒的聚集体，和其中所述聚集体为第一聚集体尺寸：(c1)将所述原料物流与所述可燃气体物流混合以形成可燃气体与所述二氧化硅前体的物流，然后使所述可燃气体与二氧化硅前体的物流燃烧以形成热解二氧化硅颗粒悬浮于其中的经燃烧气体的物流，(c2)使所述可燃气体的物流燃烧以形成经燃烧气体的物流，然后将所述原料物流与所述经燃烧气体的物流混合以形成所述二氧化硅前体悬浮于其中的经燃烧气体的物流，其然后形成热解二氧化硅颗粒，或者(c3)进行上述项目(c1)和(c2)的组合，(d)容许所述经燃烧气体的物流中所述具有第一聚集体尺寸的热解二氧化硅颗粒之间的接触，以及(d1)使所述具有第一聚集体尺寸的热解二氧化硅颗粒与一种或多种掺杂剂接触以将其表面改性，(d2)控制所述具有第一聚集体尺寸的热解二氧化硅颗粒的温度‑时间分布以容许后淬火聚集体生长，(d3)将另外的原料引入到所述具有第一聚集体尺寸的热解二氧化硅颗粒悬浮于其中的经燃烧气体的物流中，或者(d4)进行上述项目(d1)、(d2)和(d3)的任意项目的组合，从而形成热解二氧化硅颗粒悬浮于其中的经燃烧气体的物流，其中所述热解二氧化硅颗粒包括第二聚集体尺寸的聚集体，所述第二聚集体尺寸大于所述第一聚集体尺寸，和(e)从所述经燃烧气体的物流收取所述具有第二聚集体尺寸的热解二氧化硅颗粒，其中所述热解二氧化硅具有满足下式的通过PCS测量的单位为nm的聚集体尺寸D和通过BET测量的单位为m²/g的表面积SA：D≥151+(5400/SA)+0.00054(SA‑349)²，其中所述热解二氧化硅具有D≥160的聚集体尺寸。