JP2004059347A - Concatenated clay mineral complex and application - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new modified concatenated clay mineral effectively freed of zeolitic water in the concatenated clay mineral, provided with ionic conductivity, and retaining thixotropy peculiar to the concatenated clay mineral. <P>SOLUTION: The concatenated clay mineral complex is obtained by substantially substituting a non-aqueous solution of an inorganic and/or organic electrolyte for zeolitic water in the mineral. The inorganic and/or organic electrolyte is contained by 0.01-75 wt.% on the basis of the solid content of the concatenated clay mineral. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン伝導性フィラーとして有用な鎖状粘土鉱物錯体に関するもので、より詳細には鎖状粘土鉱物構造中に無機或いは有機の電解質が非水溶液の形で組み込まれた新規錯体に関する。
【0002】
【従来の技術】
鎖状粘土鉱物は、タルク(滑石)レンガを交互に積み重ねたような三次元の鎖状構造を有している。この鎖状の隙間に形成された空孔は大きな表面積を示し、これは吸着作用、吸収作用の原因となり、また鎖状粘土鉱物をスラリーにしたときの高粘性や揺変性の原因ともなっている。
【0003】
この特徴により、鎖状粘土鉱物は、各種吸収剤、吸着剤、調湿剤、脱臭剤乃至脱臭助剤、触媒乃至触媒担体、農薬担体、揺変剤、セラミックバインダーなどの用途に広く使用されている。
例えば、特開昭62−72769号公報には、塗料用樹脂と陽イオン界面活性剤で処理した山皮と溶剤とからなる塗料組成物であり、該山皮の含有量が塗料用樹脂100重量部に対して0.5乃至30重量部であることを特徴とする塗料組成物が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
鎖状粘土鉱物の結晶内には、所謂結晶水の他にフッ石水と呼ばれる水分が存在している。即ち、フッ石水は結晶格子内に組み込まれた水分である点で単なる付着水や吸着水とは異なっているが、加熱により比較的容易に脱水することができるが、大気中に放置すると容易に復水するという問題がある。
【0005】
また、本発明者らの研究によると、鎖状粘土鉱物を塗料や接着剤の揺変剤として使用する場合にも、上記フッ石水が種々の悪影響を起こすことが分かった。
例えば、ウレタン系の塗料や接着剤に鎖状粘土鉱物を配合すると、塗料や接着剤の早期硬化(プリメーチュアー)を生じ、塗料や接着剤の棚寿命(シェルフライフ)を著しく短くし、また塗膜物性や接着性を低下させる傾向があるが、これは鎖状粘土鉱物中のフッ石水がウレタン樹脂の硬化剤として作用するためと思われる。
また、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステル型ウレタン樹脂、ポリエステル型アクリル樹脂のように、樹脂骨格中にエステル結合を含む樹脂では、鎖状粘土鉱物中に含まれるフッ石水が原因となって、加水分解による樹脂の劣化を生じることも分かった。
【0006】
本発明者らは、鎖状粘土鉱物のフッ石水が無機或いは有機の電解質の非水溶液で置換可能であり、しかもこの置換により生成する鎖状粘土鉱物錯体は、優れた揺変性を保持したまま、優れたイオン導電性を示し、しかも含有フッ石水による悪影響も回避できることを見い出した。
【0007】
従って、本発明の目的は、鎖状粘土鉱物中に含まれるフッ石水が無機及び/又は有機の電解質の非水溶液で実質上置換されている鎖状粘土鉱物錯体を提供するにある。
本発明の他の目的は、鎖状粘土鉱物中のフッ石水が有効に除去されていると共に、イオン伝導性が付与され、しかも鎖状粘土鉱物に特有の揺変性も維持されている新規改質鎖状粘土鉱物を提供するにある。
本発明の更に他の目的は、重合体、特に塗料や接着剤などに対するイオン導電性フィラーとして有用な鎖状粘土鉱物錯体を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、鎖状粘土鉱物のフッ石水が無機及び/又は有機の電解質の非水溶液で実質上置換されていることを特徴とする鎖状粘土鉱物錯体が提供される。
本発明の鎖状粘土鉱物錯体においては、
1.鎖状粘土鉱物の固形分を基準として0.01乃至75重量%、特に0.5乃至20重量%の無機及び/又は有機の電解質が含有されていること、
2.鎖状粘土鉱物の固形分を基準として0.1乃至150重量%、特に10乃至50重量%の非水溶液が含有されていること、
3.無機の電解質が周期律表(長周期型)第1族又は第2族金属の電解質塩であること、
4.有機の電解質が第4級アンモニウム塩であること、
5.前記非水溶液が多価アルコール或いは可塑剤の溶液であること、
6.前記鎖状粘土鉱物がセピオライトであること、
7.前記鎖状粘土鉱物がアタパルジャイトであること、
8.鎖状粘土鉱物がセピオライトの場合、面間隔d=10.2オングストローム付近、面間隔d=8.2オングストローム付近、面間隔d=5.1オングストローム付近、面間隔d=4.4オングストローム付近及び面間隔d=2.3オングストローム付近にX線回折ピークを有すること、
9.鎖状粘土鉱物がアタパルジャイトの場合、面間隔d=9.1オングストローム付近、面間隔d=6.2オングストローム付近、面間隔d=5.1オングストローム付近、面間隔d=4.6オングストローム付近及び面間隔d=4.4オングストローム付近、及び面間隔d=2.9オングストローム付近にX線回折ピークを有すること、
10.粉体での加圧状態で1×10−6S以上の伝導度を有すること、
が好ましい。
本発明によればまた、上記鎖状粘土鉱物錯体からなることを特徴とするイオン伝導性フィラーが提供される。
本発明によれば更に、上記鎖状粘土鉱物錯体を重合体中に配合してなることを特徴とする重合体組成物が提供される。
【0009】
【発明の実施形態】
[作用]
本発明の新規錯体は、鎖状粘土鉱物及び無機及び/又は有機の電解質を構成成分とするが、鎖状粘土鉱物のフッ石水が無機及び/又は有機の電解質の非水溶液で実質上置換されていることが特徴である。
【0010】
本発明の錯体の構成成分となる鎖状粘土鉱物は、典型的な例として、式(1)
(OH(OH)MgSi1230・6〜8HO  ‥(1)
で表される化学構造を有しており、Brauner及びPreisingerの構造モデルによると、図1に示す構造となっている。
即ち、タルクのような二次元の結晶構造物がレンガを交互に積み重ねたような鎖状の結晶構造を形成しているが、この単位結晶構造には、図1に示すとおり、Mg原子に結合した4個の水酸基、Mgに結合した4個の結晶水、8個のフッ石水が存在している。図1から明らかなとおり、上記8個の水は結晶格子内に組み込まれていることから、フッ石水であることが了解されよう。
図1では、単位構造中のフッ石水が8個のものとして示されているが、式(1)に示す構造では、フッ石水は6乃至8個である場合もあることが示されている。
【0011】
本発明者らの研究によると、上記の各状態の水(水酸基をも含む)は赤外線吸収スペクトルにおいて波数4000cm−1乃至3000cm−1の水酸基の伸縮振動のピークとして現れるが、その結合エネルギー状態に対応して互いに分離したピークとして現れることが見い出された。
【0012】
図2は未処理の鎖状粘土鉱物の赤外線吸収スペクトルであり、未処理の鎖状粘土鉱物では、波数4000cm−1乃至3000cm−1の水酸基の伸縮振動のピークがP、P、P、P、Pの5つの分離したピークとして現れていることが分かる。ピークPは図1において最も結合エネルギー状態の低いフッ石水1に対応するものであり、Pは図1において次にエネルギー状態の低いフッ石水2に対応するものであり、Pは図1において結合エネルギー状態の高いフッ石水3に対応するものであり、Pは図1において結晶水4に対応するものであり、Pは図1においてタルクレンガ中の水酸基5に対応するものであると了解される。
【0013】
これに対して、図3(B)は第4級アンモニウム塩のジオクチルフタレート溶液で鎖状粘土鉱物のフッ石水を置換した鎖状粘土鉱物錯体の赤外線吸収スペクトルを示すものであり、このスペクトルによると、フッ石水1、2、3に対応するピークP、P、Pの吸光度は激減しており、結晶水4に対応するピークPも吸光度が低くなっているという極めて興味のある事実が明らかとなる。即ち、本発明の鎖状粘土鉱物錯体では、鎖状粘土鉱物中のフッ石水が実質上電解質の非水溶液で置換されているという特徴がある。(図3(A)は、フッ石水が置換されていないもののスペクトルである。)
【0014】
更に、図4の(A)は鎖状粘土鉱物セピオライトのX線回折像であり、図4(B)は第4級アンモニウム塩のジオクチルフタレート溶液でセピオライトのフッ石水を置換した鎖状粘土鉱物錯体のX線回折像である。
これらのX線回折像の対比から、本発明によるセピオライト錯体では、原料鎖状粘土鉱物には認められない面間隔d=10.2オングストローム付近、面間隔d=8.2オングストローム付近、面間隔d=5.1オングストローム付近、面間隔d=4.4オングストローム付近及び面間隔d=2.3オングストローム付近にX線回折ピークを有するという事実も明らかになる。
更に、図5(A)は鎖状粘土鉱物アタパルジャイトのX線回折像であり、図5(B)は第4級アンモニウム塩のジオクチルアジペート溶液でアタパルジャイトのフッ石水を置換した鎖状粘土鉱物錯体のX線回折像である。
これらのX線回折像の対比から、本発明によるアタパルジャイト錯体では、原料鎖状粘土鉱物には認められない面間隔d=9.1オングストローム付近、面間隔d=6.2オングストローム付近、面間隔d=5.1オングストローム付近、面間隔d=4.6オングストローム付近、面間隔d=4.4オングストローム付近、及びd=2.9にX線回折ピークを有するという事実も明らかになる。
尚、フッ石水を除去した鎖状粘土鉱物は復水傾向が著しく、X線回折測定中に図4(A)、及び図5(A)に示す結晶構造に戻るため、フッ石水を除去した鎖状粘土鉱物のX線回折像を示すことができないが、図4(B)、及び図5(B)に示すX線回折像は、フッ石水を他の物質で置換した錯体に関しても共通して認められるものである。
また、鎖状粘土鉱物と電解質の非水溶液との単なる混合物のX線回折像では、本発明に特有のX線回折ピークは見られなかった。
【0015】
このように、本発明の錯体では、重合体、特に塗料や接着剤の品質低下の原因となるフッ石水が、無機及び/又は有機の電解質の非水溶液による置換で除かれていると共に、フッ石水の結合サイトが前記非水溶液で覆われているため、復水傾向が抑制され、更に電解質の非水溶液によるイオン伝導性が得られるという利点が得られるものである。
【0016】
この点について説明すると、本発明の錯体の基体となる鎖状粘土鉱物は繊維構造を有しており、重合体の有機マトリックス中で絡み合った3次元状のネットワークを形成し、これによりチクソトロピー性を発現する。
それと同時に、個々の繊維構造自体がイオン導電性を有するため、有機マトリックス中には3次元状のイオン伝導回路が形成され、適度な電気伝導性乃至除電性を重合体の成形物やコーティングに付与することが可能となるものである。
【0017】
本発明の鎖状粘土鉱物錯体においては、鎖状粘土鉱物の固形分を基準として0.01乃至75重量%、特に0.5乃至20重量%の無機或いは有機の電解質が含有されていることが好ましい。
上記電解質の含有量が上記範囲を下回ると、上記範囲内にある場合に比して電気伝導性の付与が不十分となる傾向があり、一方この含有量が上記範囲を上回ると電解質のブリードアウト傾向が高くなったり、コストが高くなる傾向があるため好ましくない。
また、上記電解質の非水溶液は、鎖状粘土鉱物の固形分を基準として0.1乃至150重量%、特に10乃至50重量%の量で含有されていることが好ましい。非水溶液の含有量が上記範囲を下回ると、上記範囲内にある場合に比して復水傾向の抑制が不十分となり、一方この含有量が上記範囲を上回ると非水溶液のブリードアウト傾向が高くなったり、コストが高くなる傾向があるためやはり好ましくない。
【0018】
本発明の鎖状粘土鉱物錯体は、粉体での加圧状態で1×10−6S以上の電気伝導度、一層好適には1×10−4乃至1×10−3Sの電気伝導度を有する。この鎖状粘土鉱物錯体は、粉体の状態で上記の伝導度を示すことにより、重合体マトリックスに配合されたとき、静電気の蓄積を防止し、或いは静電気を除電するという望ましい作用を呈する。
なお、粉体での加圧状態の伝導度とは、後述の実施例で詳細に記載するが、特定の円盤状の成形体を得、その成形体の伝導度の値を言う。
【0019】
本発明の鎖状粘土鉱物錯体では、電解質の非水溶液が錯体の形で鎖状粘土鉱物中に組み込まれているため、鎖状粘土鉱物と電解質非水溶液との単なる混合物に比して熱安定性が顕著に向上しているという利点がある。
【0020】
図6は本発明による鎖状粘土鉱物錯体(B)並びに鎖状粘土鉱物と電解質非水溶液との単なる混合物(A)についての示差熱重量分析曲線を示している。
この分析曲線によると、単なる混合物では224℃に重量損失のピークが認められるのに対して、本発明の鎖状粘土鉱物錯体では260℃に重量損失ピークが認められ、30℃以上の耐熱性の向上が認められる。
【0021】
更にまた、本発明の錯体は、下記式(2)
TI=η /η60 ‥(2)
式中、ηはジオクチルフタレート中鎖状粘土鉱物錯体の5%分散液について回転数6rpmで測定した粘度であり、η60は上記分散液について回転数60rpmで測定した粘度である、
で定義される揺変係数(TI)が3.0以上であるという特徴を有している。
即ち、本発明の錯体は、未処理の鎖状粘土鉱物に比して小さな揺変係数(TI)を示すが、それでも尚、揺変剤として十分使用可能な範囲の揺変特性を有している。
【0022】
[鎖状粘土鉱物]
鎖状粘土鉱物は、マグネシウムの含水ケイ酸塩であり、一般に二次鉱物としてジャ紋岩中に産出するものである。
本発明においては、比表面積が100乃至350m/gの範囲にあり、吸油量が100乃至300ml/100gの範囲にある鎖状粘土鉱物が好適に使用される。比表面積がこの範囲より小さいと電解質非水溶液の収着が小さく、一方この範囲よりも大きくて、それ以上の効果は得られない。
【0023】
また、本発明に好適に使用される繊維状の鎖状粘土鉱物は、一般に繊維子径が0.1乃至3μm、繊維長が5乃至20μmで、アスペクト比が10乃至100の範囲にあることが取り扱いの点で好ましい。
【0024】
下記表1に鎖状粘土鉱物(110℃で2時間の乾燥品)の一般的化学組成の一例を示す。
【表1】
鎖状粘土鉱物の一般的化学組成
SiO   52.50(重量%)
MgO    22.8
Al   1.7
Fe   0.8
CaO     0.8
O+   10.4
O−   11.0
【0025】
[電解質]
一方、本発明に用いる電解質としては、無機及び/又は有機の電解質の内非水系溶媒に溶解可能なものが単独或いは2種以上の組み合わせで使用される。
【0026】
好適な電解質の一つのタイプは周期律表(長周期型)第1族又は第2族金属の電解質塩であり、上記金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウム、亜鉛などが挙げられ、この内でもアルカリ金属、特にリチウムが好ましい。
電解質塩の適当な例は、以下のものに限定されないが、塩化物や臭化物等のハライド、過塩素酸塩や過臭素酸塩などのハロゲン酸素酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロリン酸塩、ヘキサフルオロ砒素酸塩、トリフロオロメチルスルホネートなどが挙げられる。
【0027】
好適な電解質の他のタイプは、第4級アンモニウム塩であり、具体的にはヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド(以後、HDTMAと記すことがある)、デシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド(以後、DDTMAと記すことがある)、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロリド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド(以後、ODTMAと記すことがある)、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ドデシルピリジニウムクロライドの如きアルキルピリジニウム・クロライドが挙げられる。
【0028】
非水溶媒(有機溶媒)としては、ポリエーテル、例えばポリエチレングリコール(以下、PEGと記すことがある)、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレン共重合体;或いはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、マンニトール、ソルビトール等へのエチレンオキサイド付加物などが使用される。
【0029】
ポリエーテルとしては、ポリオキシエチレン単位を含有する非イオン型界面活性剤を用いることができ、その例として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドエーテル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸エステルなどが挙げられる。
【0030】
本発明においては、上に述べたポリエーテルの内でも、ポリエチレングリコール、特に下記式(3)
HO(CHCHO)nH   ‥‥(3)
式中、nは4乃至100の数である、
で表されるポリエチレングリコールを用いることが望ましい。
【0031】
非水溶媒としては、ポリエーテル以外の他の有機溶媒、たとえばフラン系溶媒(テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等); エーテル系溶媒(メチラール、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、1−エトキシ−2−ジメトキシエタン、アルコキシポリアルキレンエーテル等); アミド系溶媒(N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−エチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン等); ニトリル系溶媒(アセトニトリル、ベンゾニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等); スルホラン系溶媒(スルホラン、テトラメチレンスルホラン、ジメチルスルホキシスルホラン等); 鎖状炭酸エステル系溶媒(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート等); 環状炭酸エステル系溶媒(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等); ラクトン系溶媒(γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、3−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−オン等); アルコール系溶媒(エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジグリセリン、ポリオキシアルキレングリコール、シクロヘキサンジオール、キシレングリコール等); リン酸およびリン酸エステル系溶媒(正リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、亜リン酸、トリメチルリン酸等); 2−イミダゾリジノン系溶媒(1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等); ピロリドン系溶媒; 1,4−ジオキサン; ジオキソラン; ジクロロエタンを単独あるいは混合して用いることもできる。
【0032】
非水溶媒としては、可塑剤を用いることもでき、可塑剤としては、フタル酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤、コハク酸エステル系可塑剤等のエステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、燐酸エステル系可塑剤、塩素系可塑剤、エポキシ系滑剤などがあげられる。
【0033】
[製法]
本発明の錯体は、鎖状粘土鉱物を減圧下に加熱脱水し、次いで乾燥状態を維持して電解質の非水溶液と接触させ降温することにより製造される。この製造方法においては、鎖状粘土鉱物を0.074〜0MPaの圧力で、150乃至410℃の加熱下に脱水することが好ましい。
【0034】
本発明において、電解質の非水溶液を鎖状粘土鉱物基体に結合させるには、鎖状粘土鉱物を減圧下に加熱脱水させることが重要である。一般に鎖状粘土鉱物を、その含水量が脱水前の含水量の50重量%以下に低下するまで脱水するのが好ましく、このために150乃至410℃の温度で、0.074〜0MPaの圧力下に脱水を行うのが望ましい。
【0035】
減圧脱水を行った鎖状粘土鉱物を、引き続き無水無酸素下に電解質の非水溶液と接触させることにより、錯体の形成が行われるので、生成する錯体を室温まで冷却した後、大気圧下で取り出し製品とする。
【0036】
[錯体]
本発明の鎖状粘土鉱物錯体は、既に述べた化学構造及び結晶学的特性を有する。
この錯体においては、格子中のフッ石水が電解質の非水溶液で置換されているため、一般に元の鎖状粘土鉱物に比して小さなBET比表面積及び吸油量を示す。
即ち、錯体のBET比表面積は元の鎖状粘土鉱物の上限の比表面積の40乃至55%程度の値を示すのが通例であり、具体的には125乃至155m/gの範囲にある。
また、ジブチルフタレート(DBP)を油剤として測定した吸油量は元の鎖状粘土鉱物の吸油量の40乃至55%程度の値を示すのが通例であり、具体的には40乃至55ml/100gの範囲にある。
【0037】
本発明の鎖状粘土鉱物錯体について、水銀圧入法で測定した細孔容積は、細孔径2000〜100nmの範囲においては、0.5乃至0.6ml/gであり、細孔径100〜2nmの範囲においては、0.34乃至0.45ml/gである。未処理の鎖状粘土鉱物の細孔径100〜2nmの範囲における細孔容積は、0.32ml/gである。
即ち、本発明の錯体では、細孔径100〜2nmの範囲の細孔容積が、未処理の鎖状粘土鉱物よりも若干増大しており、これは錯体形成により粒子間隙の増大を示すものであり、水分の毛管力による粒子凝集が防止されているためと考えられる。
【0038】
本発明の鎖状粘土鉱物錯体は、未処理の鎖状粘土鉱物を樹脂、塗料又は接着剤の骨格中にエステル結合を含む化合物、例えばポリエステル系化合物に添加した場合に生じていた、加水分解による樹脂、塗料又は接着剤の劣化を防止することができる。このことは、後述の実施例から加水分解指数(Wd)がゼロであり、加水分解によるエステル基の減少がないことから理解される。
【0039】
[用途]
本発明の鎖状粘土鉱物錯体は、鎖状粘土鉱物と同様に、イオン伝導性と揺変性とを備えた樹脂配合剤、塗料配合剤、接着剤配合剤、繊維質補強剤などに用いることができる。
【0040】
本発明によれば、熱可塑性樹脂、エラストマー又は熱可塑性エラストマーに、前記錯体からなる樹脂配合剤を配合して、重合体中に前記配合剤を均一且つ微細に分散させ、加工時の発泡等の問題を解消しつつ、配合剤本来の性能を発揮させることができる。
【0041】
熱可塑性重合体としては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体等のポリオレフィン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル化合物共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ABS、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のポリビニル化合物、ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフエニレンオキサイド等あるいはそれらの混合物のいずれかの樹脂でもよい。
【0042】
エラストマー重合体としては、例えばニトリル−ブタジエンゴム(NBR),スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ポリブタジエン(BR)、ポリイソプレン(IIB)、ブチルゴム、天然ゴム、エチレン−プロピレンゴム(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ポリウレタン、シリコーンゴム、アクリルゴム等;熱可塑性エラストマー、例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、水素化スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素化スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、部分架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらの内でも、炭化水素系エラストマー、特にEPRやEPDMは好適なものである。
勿論、これらは2種以上のブレンド物の形で使用することもできる。
【0043】
熱可塑性樹脂、エラストマー又は熱可塑性エラストマー100重量部当たり、配合剤の用途に応じて、前記錯体からなる疎水性樹脂配合剤を0.01乃至200重量部、特に0.1乃至50重量部の範囲から適当な量を配合することが好ましい。
【0044】
重合体への配合剤の配合には、いわゆるドライブレンドやメルトブレンド方式を採用でき、更に樹脂配合剤を比較的高濃度で含有するマスターバッチを、未配合の重合体にブレンドする方法を採用することもできる。また、繊維への配合は、溶融成形の場合マスターバッチを調整し、このマスターバッチを樹脂に配合して、溶融混練を行い、所定の繊維等に成形を行えばよい。
【0045】
本発明の樹脂配合剤を、それ自体公知の塗料や接着剤中に配合して、塗料組成物や接着剤組成物とすることもできる。
塗料としては、樹脂の種類から、ニトロセルロース塗料、アルキッド樹脂塗料、アミノアルキッド塗料、ビニル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、塩化ゴム系塗料の他に、フェノール系レジン、変性フェノール系レジン、アルキド系レジン、ビニル系レジン、石油レジン、エポキシ系レジン、ポリエステル系レジン、スチレン系レジン、シリコーン系レジン、塩素化物系レジン、ウレタン系レジン、ポリアミド系レジン、ポリイミド系レジン、フッ素系レジン等の1種或いは2種以上を含有する塗料が挙げられる。
また、接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、α−オレフィン系接着剤、水性高分子−イソシアネート系接着剤、酢酸ビニル樹脂系(溶剤型)接着剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、アクリルエマルジョン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ホットメルト接着剤、嫌気性接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、SBR系接着剤、エチレン共重合樹脂系接着剤、レゾルシン系接着剤、天然ゴム系接着剤、セルロース系接着剤、イソブテン−マレイン酸共重合体系接着剤、アルキッド樹脂系接着剤、フラン樹脂系接着剤、飽和又は不飽和ポリエステル樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ナイロン樹脂系接着剤、無機接着剤等の1種或いは2種以上を含有する接着剤が挙げられる。また、適当な硬化剤等、例えばエポキシ樹脂にはトリエチルアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミンジアミド等適宜添加して、被接着体に対する接着力を変えることができる。
本発明のオルガノポリシロキサン・鎖状粘土鉱物錯体は、接着剤樹脂100重量に対して0.5乃至30重量部含有して使用できる。
【0046】
また、用いる塗料は、その用い方によって、溶剤型塗料、水性塗料、紫外線硬化型塗料、粉体塗料等の任意のものであってよい。この溶剤型塗料の有機溶媒としては、トルエン、キシレンn−ヘプタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンエタノール、プロパノール、ブタノール、ダイアセトンアルコールテトラヒドロフラン、ジオキサンエチルセロソルブ、ブチルセロソルブ酢酸エチル、ジメチルスルホキシド溶媒等の1種又は2種以上を用いることができる。また、水性塗料としては、水溶液型の塗料の他、自己乳化型或いは界面活性剤乳化型の塗料が使用される。水性塗料の樹脂としては、水性媒体に水溶化された或いは自己乳化されたアルキド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂或いはこれらの2種以上を組合わせて用いることができる。樹脂分濃度は、一般に10乃至70重量%、特に20乃至60重量%の範囲にある。
【0047】
【実施例】
以下の実施例における、原料及び生成物の測定は、以下の方法で行った。
(1)赤外吸収スペクトル
日本分光製FTIR610のTGSセンサーを用いて透過光の吸光度を測定した。
試料はKBr粉末でウエハー成形し、試料を含まないKBrウエハーをリファレンスとし、試料室を関係湿度ゼロの真空にして測定した。更にFTIR610のデータ処理ソフトのピーク面積比モードを用いて本発明の生成物と原料粉末の水分量を比較測定した。
積算回数      オート
分解        4カイザー
ゼロフィリング   ON
アポダイゼーション Cosine
ゲイン       8
アパーチャー    7.1mm
スキャンスピード  2mm/sec
【0048】
(2)示差熱重量分析
セイコー電子工業(株)製 EXSTAR6000TG−DTA6300システムを使用し、標準物質にα−アルミナを用いて200ml毎分の窒素流雰囲気下、昇温速度10℃毎分で1150℃まで昇温し、生成物の成分の最大脱離速度における温度をDTGにより測定した。
【0049】
(3)X線回折
理学電気(株)製ガイガーフレックスRAD−1Bシステムを用いて、Cu−Kαにて下記条件で生成物の面間隔(Å)及び回折強度(%)を測定した。
ターゲット      Cu
フィルター      湾曲結晶グラファイトモノクロメータ
検出器        シンチレーションカウンター
電圧         40KV
電流         30mA
カウントフルスケール 700c/s
スムージングポイント 25
走査速度       2度/min
ステップサンプリング 0.02度
スリット       DS 1 RS 0.15 SS 1 各mm
照射角        6度
【0050】
(4)復水吸湿率
本発明により処理された試料は処理直後に、比較試料など未処理の試料は180℃で30分乾燥した直後に、25℃、75%RHの調湿のデシケータに入れ、24時間後に秤量し、復水率(重量%)を測定した。
【0051】
(5)加水分解指数(Wd)
赤外線吸収スペクトルにおいて下記式(4)
Wd=(E−E)/E   ‥(4)
式中、Eは、可塑剤ジオクチルフタレートの波数1720〜1750cm−1のピーク面積e(エステル基のC=O伸縮振動由来)と波数2890〜2980cm−1までのピーク面積m(メチル、メチレン基の伸縮振動由来)との比e/mであり、Esは、鎖状粘土鉱物等含水無機質の5重量%ジオクチルフタレート懸濁液を60℃、7日間加熱した後の液相についての波数1720〜1750cm−1のピーク面積eと同液相の波数2890〜2980cm−1までのピーク面積msとの比e/mである、
で定義される吸光度比(Wd)により、鎖状粘土鉱物等の含水無機質の各種エステル類に対する加水分解傾向をあらわす。
加水分解が生起しない時、E=Eで、Wd=0、エステルが全て加水分解状態の時、E=0で、Wd=1である。
【0052】
(6)導電率(伝導度)の測定
試料の導電率[S]を三菱油化製抵抗率計ロレスタIP MCP−T250にて、測定した。
なお、導電率1×10−7S以下をORと表記する。
【0053】
(7)揺変係数(TI)の測定
下記式(2)
TI=η/η60 ‥(2)
式中、η はジオクチルフタレート中鎖状粘土鉱物錯体の5%分散液について25℃でB型粘度計にて回転数6rpmで測定した粘度であり、η60は、上記分散液について回転数60rpmで測定した粘度である、
によりTI値を算出した。また、同分散液(DOP5%懸濁液)の導電率[S]も測定した。
【0054】
(8)粉体の加圧状態での導電率の測定(無機成形体の導電率)
内径7cm、深さ2cmのステンレス製容器に、実施例あるいは比較例の無機質を20g容器底面に平滑に秤取し、直径7cm、厚さ2mmのステンレス円盤を粉体上に置き、油圧50kg/cmで15分間加圧し、円盤状の無機成形体を得、その導電率[S]を測定した。
【0055】
(9)PVC組成物の導電率の測定
下記の配合、及び成形条件で本発明品あるいは比較例の無機質を含有する1mm厚の硬質PVCシートを作製して、PVC組成物の導電率[S]を測定した。

Figure 2004059347
混練条件;3.5インチ デファレンシャルロールミルにて170℃、6分間混練
Figure 2004059347
【0056】(10)ウレタン組成物の導電率の測定
下記の配合、及び成形条件で本発明品あるいは比較例の無機質を含有するウレタンフィルムを作製して、ウレタン組成物の導電率[S]を測定した。
Figure 2004059347
上記配合物を、TOKUSHU KIKA KOUGYOU 製ホモディスパーにて2500rpm、5分間混合分散し、ガラス板上に150μmフィルムアプリケータにて製膜し、常温乾燥して硬化後、フィルムの導電率[S]を測定した。
【0057】
(電解質溶液の調整)
電解質溶液A;ジオクチルフタレート(和光純薬製試薬一級)50重量部に、字捨てアリルジメチルアンモニウムクロライド(花王製コータミンD86P)10重量部を室温にて溶解したもの。
電解質溶液B;ジオクチルアジペート(和光純薬製試薬一級)50重量部に、字ステアリルジメチルアンモニウムクロライド(花王製コータミンD86P)10重量部と過塩素酸リチウム一水塩(和光純薬製試薬特級)1重量部を室温にて溶解したもの。
電解質溶液C;ポリエチレングリコール200(和光純薬製試薬特級)50重量部に、過塩素酸リチウム一水塩(和光純薬製試薬特級)5重量部を室温にて溶解したもの。
【0058】
(実施例1)
スペイン産鎖状粘土鉱物セピオライト150gを、1L気密容器に仕込み、弱い減圧下に攪拌しながら粉温250℃まで昇温後、0.046MPa以下の圧力下に30分間脱水した。加熱を停止し、乾燥状態を維持しながら粉温が150℃に降下した時、電解質溶液(A)50gを、1Lの気密容器に注入し、減圧無酸素下に強く攪拌し、更に 乾燥状態を維持して室温まで冷却した。
生成物の物性値と応用特性を表2に示した。
【0059】
(比較例1)
鎖状粘土鉱物セピオライトそのものの物性値と応用特性を表2に示した。
【0060】
(比較例2)
鎖状粘土鉱物セピオライト粉末5gを坩堝に入れ、電気炉で250℃、30分脱水直後、50mlの密封容器に入れ室温に戻し、室温下に実施例1と同様に測定し、その物性値と応用特性を表2に示した 。
【0061】
(比較例3)
セピオライト粉末10gに電解質溶液Aを2g加え、メノウ乳鉢中で緊密混合した粉体について、実施例1と同様に測定し、その物性値と応用特性を表2に示した 。
【0062】
(実施例2)
米国産鎖状粘土鉱物アタパルジャイトを用いた以外は、実施例1と同様にこれを処理した後、同様の測定法にて生成物を測定し、その物性値と応用特性を表2に示した。
【0063】
(比較例4)
鎖状粘土鉱物アタパルジャイトそのものの物性値と応用特性を表2に示した。
【0064】
(比較例5)
米国産鎖状粘土鉱物アタパルジャイトを用いた以外は、比較例2と同様にこれを処理した後、同様の測定法にて生成物を測定し、その物性値と応用特性を表2に示した。
【0065】
(比較例6)
米国産鎖状粘土鉱物アタパルジャイトを用いた以外は、比較例3と同様にこれを処理した後、同様の測定法にて生成物を測定し、その物性値と応用特性を表2に示した。
【0066】
(比較例7)
日東粉化(株)製炭酸カルシウム(NS−200)を用いた以外は、比較例3と同様にこれを処理した後、同様の測定法にて生成物を測定し、その物性値と応用特性を表2に示した。
【0067】
(比較例8)
日本アエロジル(株)製ヒュームドシリカ(♯300)50gを用い、電解質(A)を17g用いた以外は、実施例1と同様にこれを処理した後、同様の測定法にて生成物を測定し、その物性値と応用特性を表2に示した。
【0068】
(実施例3)
電解質溶液(B)30gを、同(A)50gの代わりに用いた以外は、実施例1と同様にして行い、同様の測定法にて生成物を測定し、その物性値と応用特性を表2に示した。
【0069】
(実施例4)
電解質溶液(C)20gを同(A)50gの代わりに用いた以外は、実施例1と同様にして行い、同様の測定法にて生成物を測定し、その物性値と応用特性を表2に示した。
【0070】
【表2】
Figure 2004059347
【0071】
【発明の効果】
本発明によれば、鎖状粘土鉱物中に含まれるフッ石水が種々電解質溶液で実質上置換されている新規鎖状粘土鉱物錯体が提供される。
本発明の錯体の基体となる鎖状粘土鉱物は繊維構造を有しており、重合体の有機マトリックス中で絡み合った3次元状のネットワークを形成し、これによりチクソトロピー性を発現する。
それと同時に、個々の繊維構造自体がイオン導電性を有するため、有機マトリックス中には3次元状のイオン伝導回路が形成され、適度な電気伝導性乃至除電性を重合体の成形物やコーティングに付与することが可能となるものである。
かくして、本発明の鎖状粘土鉱物錯体は、塗料や接着剤などの揺変剤であると同時に、それらの電気的障害を除去しうる配合剤として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】鎖状粘土鉱物の構造モデルを示す図である。
【図2】未処理の鎖状粘土鉱物の沸石水の状態を示す赤外線吸収スペクトルを示す図である。
【図3】鎖状粘土鉱物の沸石水の脱離状態を示す赤外線吸収スペクトルを示す図である。(未処理の鎖状粘土鉱物(A)と本発明品鎖状粘土鉱物錯体(B))
【図4】未処理の鎖状粘土鉱物セピオライト(A)と本発明品鎖状粘土鉱物セピオライト錯体(B)のX線回折図である。
【図5】未処理の鎖状粘土鉱物アタパルジャイト(A)と本発明品鎖状粘土鉱物アタパルジャイト錯体(B)のX線回折図である。
【図6】未処理の鎖状粘土鉱物と電解質溶液Aとの混合物(A)と電解質溶液Aで処理した本発明品鎖状粘土鉱物錯体(B)の示差熱重量分析曲線である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a chain clay mineral complex useful as an ion-conductive filler, and more particularly to a novel complex in which an inorganic or organic electrolyte is incorporated in a chain clay mineral structure in a non-aqueous form.
[0002]
[Prior art]
The chain clay mineral has a three-dimensional chain structure in which talc (talc) bricks are alternately stacked. The pores formed in the chain-like gaps have a large surface area, which causes an adsorption action and an absorption action, and also causes high viscosity and thixotropic properties when the chain-like clay mineral is made into a slurry.
[0003]
Due to this feature, chain clay minerals are widely used in various applications such as absorbents, adsorbents, humectants, deodorizers or deodorizing aids, catalysts or catalyst carriers, agricultural chemical carriers, thixotropic agents, ceramic binders and the like. I have.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-72769 discloses a coating composition comprising a coating resin, a mountain skin treated with a cationic surfactant, and a solvent, wherein the content of the mountain skin is 100% by weight of the coating resin. The coating composition is described as being 0.5 to 30 parts by weight per part.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the crystals of the chain clay mineral, water called fluorite water exists in addition to so-called crystal water. That is, although fluorite water is different from mere attached water or absorbed water in that it is water incorporated in the crystal lattice, it can be relatively easily dehydrated by heating, but it is easy to leave in air. There is a problem of condensing water.
[0005]
In addition, according to the study of the present inventors, it has been found that even when the chain clay mineral is used as a thixotropic agent of a paint or an adhesive, the fluorite water causes various adverse effects.
For example, blending chain clay minerals with urethane-based paints and adhesives causes premature curing of the paints and adhesives, significantly shortening the shelf life of the paints and adhesives, and shortening the coating life. There is a tendency to decrease the physical properties and adhesiveness, which is presumably because the fluorite water in the chain clay mineral acts as a curing agent for the urethane resin.
In addition, in resins containing an ester bond in the resin skeleton, such as alkyd resins, polyester resins, polyester-type urethane resins, and polyester-type acrylic resins, the fluorite water contained in the chain clay mineral causes water to be added. It has also been found that degradation of the resin due to decomposition occurs.
[0006]
The present inventors have found that the fluorite water of the chain clay mineral can be replaced with a non-aqueous solution of an inorganic or organic electrolyte, and the chain clay mineral complex formed by this replacement maintains excellent thixotropic properties. It has been found that they exhibit excellent ionic conductivity and can also avoid the adverse effects of the contained fluorite water.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a chain clay mineral complex in which the fluorite water contained in the chain clay mineral is substantially replaced with a non-aqueous solution of an inorganic and / or organic electrolyte.
It is another object of the present invention to provide a novel modification in which fluorite water in a chain clay mineral is effectively removed, ion conductivity is imparted, and thixotropic properties unique to the chain clay mineral are maintained. To provide chain-like clay minerals.
Still another object of the present invention is to provide a chain clay mineral complex useful as an ionic conductive filler for polymers, especially paints and adhesives.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a chain clay mineral complex, wherein the fluorite water of the chain clay mineral is substantially replaced by a non-aqueous solution of an inorganic and / or organic electrolyte.
In the chain clay mineral complex of the present invention,
1. 0.01 to 75% by weight, especially 0.5 to 20% by weight of inorganic and / or organic electrolyte based on the solid content of the chain clay mineral;
2. 0.1 to 150% by weight, especially 10 to 50% by weight of a non-aqueous solution based on the solid content of the chain clay mineral;
3. The inorganic electrolyte is an electrolyte salt of a Group 1 or Group 2 metal of the periodic table (long period type);
4. The organic electrolyte is a quaternary ammonium salt,
5. The non-aqueous solution is a solution of a polyhydric alcohol or a plasticizer,
6. The chain clay mineral is sepiolite,
7. The chain clay mineral is attapulgite,
8. When the chain clay mineral is sepiolite, the spacing d 1 = Around 10.2 angstroms, d-spacing 2 = Near 8.2 angstrom, spacing d 3 = 5.1 angstrom area, d-spacing 4 = 4.4 angstrom vicinity and surface distance d 5 = Having an X-ray diffraction peak around 2.3 Angstroms;
9. When the chain clay mineral is attapulgite, the spacing d 1 = Near 9.1 angstroms, spacing d 2 = 6.2 Angstrom vicinity, surface spacing d 3 = 5.1 angstrom area, d-spacing 4 = 4.6 angstrom vicinity and surface distance d 5 = Near 4.4 angstrom and spacing d 6 = Having an X-ray diffraction peak near 2.9 angstroms;
10. 1 × 10 when pressed with powder -6 Having a conductivity of S or higher,
Is preferred.
According to the present invention, there is also provided an ion conductive filler comprising the chain clay mineral complex.
According to the present invention, there is further provided a polymer composition obtained by blending the chain clay mineral complex in a polymer.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Action]
The novel complex of the present invention comprises a chain clay mineral and an inorganic and / or organic electrolyte as constituents, but the fluorite water of the chain clay mineral is substantially replaced by a non-aqueous solution of an inorganic and / or organic electrolyte. The feature is that.
[0010]
The chain clay mineral which is a component of the complex of the present invention typically has the formula (1)
(OH 2 ) 4 (OH) 4 Mg 8 Si 12 O 30 ・ 6-8H 2 O ‥ (1)
And according to the structural model of Brauner and Preisinger, it has the structure shown in FIG.
That is, although a two-dimensional crystal structure such as talc forms a chain-like crystal structure in which bricks are alternately stacked, this unit crystal structure has, as shown in FIG. There are four hydroxyl groups, four crystal waters bonded to Mg, and eight fluorite waters. As is apparent from FIG. 1, it can be understood that the eight waters are incorporated in the crystal lattice, and thus are fluorite water.
In FIG. 1, the unit structure has eight fluorite waters. However, in the structure shown in the formula (1), it is shown that there may be 6 to 8 fluorite water. I have.
[0011]
According to the study of the present inventors, water (including hydroxyl group) in each of the above states has a wave number of 4000 cm in the infrared absorption spectrum. -1 ~ 3000cm -1 It appears as a peak of the stretching vibration of the hydroxyl group, but appears as peaks separated from each other according to the binding energy state.
[0012]
FIG. 2 is an infrared absorption spectrum of an untreated chain clay mineral. -1 ~ 3000cm -1 The peak of the stretching vibration of the hydroxyl group of 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5 It can be seen that the peaks appear as five separate peaks. Peak P 1 Corresponds to the fluorite water 1 having the lowest binding energy state in FIG. 2 Corresponds to the fluorite water 2 having the next lowest energy state in FIG. 3 Corresponds to the fluorite water 3 having a high binding energy state in FIG. 4 Corresponds to the crystallization water 4 in FIG. 5 Is understood to correspond to the hydroxyl group 5 in the talc brick in FIG.
[0013]
On the other hand, FIG. 3 (B) shows an infrared absorption spectrum of a chain clay mineral complex obtained by replacing the fluorite water of a chain clay mineral with a dioctyl phthalate solution of a quaternary ammonium salt. And the peak P corresponding to the fluorite water 1, 2, 3 1 , P 2 , P 3 Has a sharp decrease, and the peak P corresponding to the crystallization water 4 has been reduced. 4 Also reveals a very interesting fact that the absorbance is low. That is, the chain clay mineral complex of the present invention is characterized in that the fluorite water in the chain clay mineral is substantially replaced by a non-aqueous solution of an electrolyte. (FIG. 3 (A) is a spectrum of the case where the fluorite water is not replaced.)
[0014]
FIG. 4A is an X-ray diffraction image of the chain clay mineral sepiolite, and FIG. 4B is a chain clay mineral obtained by replacing the fluorite water of sepiolite with a dioctyl phthalate solution of a quaternary ammonium salt. It is an X-ray diffraction image of a complex.
From the comparison of these X-ray diffraction images, in the sepiolite complex according to the present invention, the interplanar spacing d, which is not observed in the raw chain clay mineral, is obtained. 1 = Around 10.2 angstroms, d-spacing 2 = Near 8.2 angstrom, spacing d 3 = 5.1 angstrom area, d-spacing 4 = 4.4 angstrom vicinity and surface distance d 5 = 2.3 angstroms has an X-ray diffraction peak.
Further, FIG. 5 (A) is an X-ray diffraction image of the chain clay mineral attapulgite, and FIG. 5 (B) is a chain clay mineral complex obtained by replacing the fluorite water of the attapulgite with a dioctyl adipate solution of a quaternary ammonium salt. 3 is an X-ray diffraction image of the sample.
From the comparison of these X-ray diffraction images, in the attapulgite complex according to the present invention, the plane spacing d which is not observed in the raw chain clay mineral is considered. 1 = Near 9.1 angstroms, spacing d 2 = 6.2 Angstrom vicinity, surface spacing d 3 = 5.1 angstrom area, d-spacing 4 = 4.6 angstrom area, d-spacing 5 = Near 4.4 angstroms, and d 6 = 2.9 has an X-ray diffraction peak.
The chain clay mineral from which the fluorite water was removed has a remarkable tendency to condensate, and returns to the crystal structure shown in FIGS. 4A and 5A during the X-ray diffraction measurement. X-ray diffraction images of the chain clay minerals obtained cannot be shown, but the X-ray diffraction images shown in FIGS. 4 (B) and 5 (B) show that the complex obtained by substituting the fluorite water with another substance is also used. It is commonly accepted.
Further, the X-ray diffraction image of a mere mixture of the chain clay mineral and the non-aqueous solution of the electrolyte did not show any X-ray diffraction peak specific to the present invention.
[0015]
As described above, in the complex of the present invention, the fluorite water, which causes deterioration in the quality of the polymer, especially the paint or the adhesive, is removed by replacing the inorganic and / or organic electrolyte with the non-aqueous solution, and Since the binding site of the fossil water is covered with the non-aqueous solution, there is an advantage that the tendency to condensate is suppressed, and that the ion conductivity of the non-aqueous solution of the electrolyte can be obtained.
[0016]
Explaining this point, the chain clay mineral serving as the base of the complex of the present invention has a fibrous structure, and forms a three-dimensional network intertwined in the organic matrix of the polymer, whereby the thixotropic property is improved. Express.
At the same time, since the individual fiber structure itself has ionic conductivity, a three-dimensional ionic conduction circuit is formed in the organic matrix, and appropriate electrical conductivity or static elimination is imparted to the polymer molded article or coating. It is possible to do.
[0017]
The chain clay mineral complex of the present invention may contain 0.01 to 75% by weight, especially 0.5 to 20% by weight of an inorganic or organic electrolyte based on the solid content of the chain clay mineral. preferable.
When the content of the electrolyte is lower than the above range, the electric conductivity tends to be insufficiently provided as compared with the case where the content is within the above range. On the other hand, when the content exceeds the above range, the electrolyte bleeds out. This is not preferable because the tendency tends to increase and the cost tends to increase.
Further, the non-aqueous solution of the electrolyte is preferably contained in an amount of 0.1 to 150% by weight, particularly 10 to 50% by weight based on the solid content of the chain clay mineral. If the content of the non-aqueous solution is below the above range, the suppression of the condensate tendency becomes insufficient compared to the case where the content is within the above range, while the bleed-out tendency of the non-aqueous solution is high when the content exceeds the above range. It is also not preferable because the cost tends to increase.
[0018]
The chain clay mineral complex of the present invention is 1 × 10 -6 S or higher electrical conductivity, more preferably 1 × 10 -4 ~ 1 × 10 -3 It has an electrical conductivity of S. The chain-like clay mineral complex exhibits the above-mentioned conductivity in a powder state, thereby exhibiting a desirable effect of preventing accumulation of static electricity or eliminating static electricity when incorporated in a polymer matrix.
The conductivity of the powder in a pressurized state will be described in detail in Examples below, but refers to the value of the conductivity of a specific disk-shaped compact obtained.
[0019]
In the chain clay mineral complex of the present invention, since the non-aqueous solution of the electrolyte is incorporated in the chain clay mineral in the form of a complex, the thermal stability is higher than a mere mixture of the chain clay mineral and the non-aqueous electrolyte. Is significantly improved.
[0020]
FIG. 6 shows a differential thermogravimetric analysis curve of the chain clay mineral complex (B) according to the present invention and a simple mixture of the chain clay mineral and a non-aqueous electrolyte solution (A).
According to this analysis curve, a peak of weight loss is observed at 224 ° C. for the mere mixture, whereas a weight loss peak is observed at 260 ° C. for the chain clay mineral complex of the present invention, and the heat resistance of 30 ° C. or higher is observed. Improvement is observed.
[0021]
Furthermore, the complex of the present invention has the following formula (2)
TI = η 6 / Η 60 ‥ (2)
Where η 6 Is the viscosity of a 5% dispersion of the medium chain clay mineral complex of dioctyl phthalate measured at 6 rpm, and η 60 Is the viscosity of the dispersion measured at a rotation speed of 60 rpm.
Is characterized in that the thixotropic coefficient (TI) defined by the formula is 3.0 or more.
That is, although the complex of the present invention exhibits a small thixotropic coefficient (TI) as compared with the untreated chain-like clay mineral, it still has thixotropic properties in a range that can be sufficiently used as a thixotropic agent. I have.
[0022]
[Chain clay minerals]
Chain clay minerals are hydrated silicates of magnesium and are commonly found in jadeite as secondary minerals.
In the present invention, the specific surface area is 100 to 350 m 2 / G and a chain clay mineral having an oil absorption of 100 to 300 ml / 100 g is preferably used. If the specific surface area is smaller than this range, the sorption of the electrolyte non-aqueous solution is small, while if it is larger than this range, no further effect can be obtained.
[0023]
The fibrous chain clay mineral suitably used in the present invention generally has a fiber diameter of 0.1 to 3 μm, a fiber length of 5 to 20 μm, and an aspect ratio of 10 to 100. It is preferable in terms of handling.
[0024]
Table 1 below shows an example of a general chemical composition of a chain clay mineral (a dried product at 110 ° C. for 2 hours).
[Table 1]
General chemical composition of chain clay minerals
SiO 2 52.50 (% by weight)
MgO 22.8
Al 2 O 3 1.7
Fe 2 O 3 0.8
CaO 0.8
H 2 O + 10.4
H 2 O-11.0
[0025]
[Electrolytes]
On the other hand, as the electrolyte used in the present invention, inorganic and / or organic electrolytes which can be dissolved in a non-aqueous solvent are used alone or in combination of two or more.
[0026]
One type of suitable electrolyte is an electrolyte salt of a Group 1 or Group 2 metal of the Periodic Table (Long Period Type), such metals including lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, zinc, and the like. Of these, alkali metals, particularly lithium, are preferred.
Suitable examples of the electrolyte salt include, but are not limited to, halides such as chloride and bromide, halogen oxyacid salts such as perchlorate and perbromate, tetrafluoroborate, and hexafluorophosphate. Salts, hexafluoroarsenate, trifluoromethylsulfonate and the like.
[0027]
Another type of suitable electrolyte is a quaternary ammonium salt, specifically hexadecyltrimethylammonium chloride (hereinafter sometimes referred to as HDTMA), decyltrimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride (hereinafter DDTMA). Alkylpyridinium chloride such as tetradecyltrimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium chloride (hereinafter sometimes referred to as ODTMA), hexadecyltrimethylammonium bromide, hexadecyldimethylbenzylammonium chloride, dodecylpyridinium chloride Is mentioned.
[0028]
Non-aqueous solvents (organic solvents) include polyethers such as polyethylene glycol (hereinafter sometimes referred to as PEG), polypropylene glycol, polybutylene glycol, polyoxyethylene / polyoxypropylene copolymer; or glycerin, trimethylol Ethylene oxide adducts to propane, pentaerythritol, dipentaerythritol, mannitol, sorbitol and the like are used.
[0029]
As the polyether, a nonionic surfactant containing a polyoxyethylene unit can be used. Examples thereof include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene alkylphenyl ether, and polyoxyethylene. Examples include fatty acid amide ethers, polyoxyethylene polyhydric alcohol fatty acid esters, and the like.
[0030]
In the present invention, among the above-mentioned polyethers, polyethylene glycol, in particular, the following formula (3)
HO (CH 2 CH 2 O) nH ‥‥ (3)
Where n is a number from 4 to 100;
It is desirable to use polyethylene glycol represented by
[0031]
Examples of the non-aqueous solvent include organic solvents other than polyethers, such as furan solvents (tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, etc.); ether solvents (methylal, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, 1-ethoxy-2-dimethoxyethane, alkoxypolyalkylene ether, etc .; amide solvents (N-methylformamide, N-ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N-ethylacetamide, N-methyl) Nitrile solvents (acetonitrile, benzonitrile, 3-methoxypropionitrile, etc.); sulfolane solvents (sulfolane, tetramethylenesulfolane, dimethylsulfoxysulfolane, etc.); chain carbonate solvents (dimethylcarbonate, etc.) , Diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, etc.); cyclic carbonate solvents (ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, etc.); lactone solvents (γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, 3) Alcohol solvents (ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol) , Diglycerin, polyoxyalkylene glycol, cyclohexanediol, xylene glycol, etc.) Phosphoric acid and phosphate ester solvents (normal phosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphorous acid, trimethyl phosphate) 2-imidazolidinone-based solvent (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.); pyrrolidone-based solvent; 1,4-dioxane; dioxolane; dichloroethane may be used alone or in combination. .
[0032]
As the non-aqueous solvent, a plasticizer can also be used. As the plasticizer, ester plasticizers such as phthalate plasticizer, adipate plasticizer, succinate plasticizer, and polyester plasticizer , A phosphate plasticizer, a chlorine plasticizer, an epoxy lubricant and the like.
[0033]
[Production method]
The complex of the present invention is produced by heating and dehydrating a chain clay mineral under reduced pressure, and then keeping the dried state in contact with a non-aqueous solution of an electrolyte to lower the temperature. In this production method, the chain clay mineral is preferably dehydrated at a pressure of 0.074 to 0 MPa and heating at 150 to 410 ° C.
[0034]
In the present invention, in order to bond the non-aqueous solution of the electrolyte to the chain clay mineral substrate, it is important to heat and dehydrate the chain clay mineral under reduced pressure. In general, it is preferable to dehydrate the chain clay mineral until its water content is reduced to 50% by weight or less of the water content before dehydration. For this reason, at a temperature of 150 to 410 ° C. under a pressure of 0.074 to 0 MPa. It is desirable to perform dehydration.
[0035]
The chain clay mineral that has been dehydrated under reduced pressure is subsequently contacted with a non-aqueous solution of an electrolyte under anhydrous oxygen-free condition to form a complex.The resulting complex is cooled down to room temperature and then taken out under atmospheric pressure. Products.
[0036]
[Complex]
The chain clay mineral complexes of the present invention have the chemical structure and crystallographic properties already described.
In this complex, since the fluorite water in the lattice is replaced by a non-aqueous solution of an electrolyte, the complex generally shows a smaller BET specific surface area and a smaller oil absorption than the original chain clay mineral.
That is, the BET specific surface area of the complex usually shows a value of about 40 to 55% of the upper limit specific surface area of the original chain clay mineral, and specifically, 125 to 155 m 2 / G.
Also, the oil absorption measured using dibutyl phthalate (DBP) as an oil agent generally shows a value of about 40 to 55% of the oil absorption of the original chain clay mineral, and specifically, 40 to 55 ml / 100 g. In range.
[0037]
The pore volume of the chain clay mineral complex of the present invention measured by the mercury intrusion method is 0.5 to 0.6 ml / g in the pore diameter range of 2000 to 100 nm, and the pore volume in the pore diameter range of 100 to 2 nm. Is 0.34 to 0.45 ml / g. The pore volume of the untreated chain clay mineral in the pore diameter range of 100 to 2 nm is 0.32 ml / g.
That is, in the complex of the present invention, the pore volume in the range of the pore diameter of 100 to 2 nm is slightly larger than that of the untreated chain-like clay mineral, which indicates an increase in the particle gap due to complex formation. It is considered that the aggregation of particles due to the capillary force of water is prevented.
[0038]
The chain-like clay mineral complex of the present invention is formed by hydrolysis of an untreated chain-like clay mineral when it is added to a compound containing an ester bond in the skeleton of a resin, paint or adhesive, for example, a polyester-based compound. Deterioration of resin, paint or adhesive can be prevented. This can be understood from the examples described later because the hydrolysis index (Wd) is zero and the ester group is not reduced by hydrolysis.
[0039]
[Use]
Like the chain clay mineral, the chain clay mineral complex of the present invention can be used for a resin compounding agent, a paint compounding agent, an adhesive compounding agent, a fibrous reinforcing agent, etc. having ion conductivity and thixotropic properties. it can.
[0040]
According to the present invention, a thermoplastic resin, an elastomer or a thermoplastic elastomer, is blended with a resin compounding agent comprising the complex, and the compounding agent is uniformly and finely dispersed in a polymer. The inherent performance of the compounding agent can be exhibited while solving the problem.
[0041]
Examples of the thermoplastic polymer include low-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, polypropylene, poly 1-butene, poly 4-methyl-1-pentene or ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl- Polyolefins such as random or block copolymers of α-olefins such as 1-pentene; ethylene-vinyl compound copolymers such as ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer; Polymer, polystyrene, acrylonitrile / styrene copolymer, ABS, styrene resins such as α-methylstyrene / styrene copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinyl chloride / vinylidene chloride copolymer, polymethyl acrylate , Poly (vinyl methacrylate) Compounds, polyamides such as nylon 6, nylon 6-6, nylon 6-10, nylon 11 and nylon 12, thermoplastic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonates, polyphenylene oxides and the like, and mixtures thereof. Such resin may be used.
[0042]
Examples of the elastomer polymer include nitrile-butadiene rubber (NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), polybutadiene (BR), polyisoprene (IIB), butyl rubber, natural rubber, ethylene-propylene rubber ( EPR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), polyurethane, silicone rubber, acrylic rubber, etc .; thermoplastic elastomers, for example, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, hydrogenated styrene- Examples include a butadiene-styrene block copolymer, a hydrogenated styrene-isoprene-styrene block copolymer, and a partially crosslinked olefin-based thermoplastic elastomer. Among these, hydrocarbon elastomers, particularly EPR and EPDM, are preferred.
Of course, they can also be used in the form of a blend of two or more.
[0043]
Depending on the use of the compounding agent, the hydrophobic resin compounding agent comprising the complex may be used in an amount of 0.01 to 200 parts by weight, especially 0.1 to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the thermoplastic resin, the elastomer or the thermoplastic elastomer. Therefore, it is preferable to mix an appropriate amount.
[0044]
For blending the compounding agent into the polymer, a so-called dry blending or melt blending method can be adopted, and a method of blending a masterbatch containing a relatively high concentration of a resin compounding agent with an unblended polymer is adopted. You can also. In addition, in the case of melt molding, a masterbatch may be prepared, the masterbatch may be mixed with a resin, melt-kneaded, and molded into predetermined fibers.
[0045]
The resin compounding agent of the present invention can be compounded in a coating material or an adhesive known per se to obtain a coating composition or an adhesive composition.
As the paint, nitrocellulose paint, alkyd resin paint, amino alkyd paint, vinyl resin paint, acrylic resin paint, epoxy resin paint, polyester resin paint, chlorinated rubber paint, phenolic resin, modified Phenolic resin, alkyd resin, vinyl resin, petroleum resin, epoxy resin, polyester resin, styrene resin, silicone resin, chlorinated resin, urethane resin, polyamide resin, polyimide resin, fluorine resin Paints containing one or more resins, such as resins, may be mentioned.
The adhesive includes an epoxy resin adhesive, a polyurethane adhesive, a urea resin adhesive, a melamine resin adhesive, a phenol resin adhesive, an α-olefin adhesive, an aqueous polymer-isocyanate adhesive. Agent, vinyl acetate resin (solvent type) adhesive, vinyl acetate resin emulsion adhesive, acrylic emulsion adhesive, cyanoacrylate adhesive, hot melt adhesive, anaerobic adhesive, chloroprene rubber adhesive, nitrile rubber Adhesive, SBR adhesive, ethylene copolymer resin adhesive, resorcinol adhesive, natural rubber adhesive, cellulose adhesive, isobutene-maleic acid copolymer adhesive, alkyd resin adhesive, furan Resin adhesive, saturated or unsaturated polyester resin adhesive, silicone resin adhesive, polyvinyl alcohol Le-based adhesive, nylon resin-based adhesive, one or adhesives containing two or more such inorganic adhesive. In addition, an appropriate curing agent or the like, for example, triethylamine, triethylenetetramine, diaminediamide or the like can be appropriately added to the epoxy resin to change the adhesive strength to the adherend.
The organopolysiloxane / chain clay mineral complex of the present invention can be used in an amount of 0.5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the adhesive resin.
[0046]
Further, the paint to be used may be an arbitrary one such as a solvent-based paint, a water-based paint, an ultraviolet-curable paint, a powder paint, or the like, depending on how the paint is used. Examples of the organic solvent for the solvent type paint include toluene, xylene n-heptane, n-hexane, cyclohexane, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone ethanol, propanol, butanol, diacetone alcohol tetrahydrofuran, dioxane ethyl cellosolve, and butyl cellosolve acetate. Dimethylsulfoxide solvent, or one or more kinds thereof. As the water-based paint, a self-emulsifying type or a surfactant emulsifying type paint is used in addition to an aqueous solution type paint. As the resin of the water-based paint, an alkyd resin, a polyester resin, an acrylic resin, an epoxy resin, or a combination of two or more of these, which are made water-soluble or self-emulsified in an aqueous medium, can be used. The resin concentration is generally in the range from 10 to 70% by weight, in particular from 20 to 60% by weight.
[0047]
【Example】
In the following examples, measurement of raw materials and products was performed by the following method.
(1) Infrared absorption spectrum
The absorbance of transmitted light was measured using a TGS sensor of FTIR610 manufactured by JASCO Corporation.
A sample was formed into a wafer using KBr powder, and a KBr wafer containing no sample was used as a reference, and the sample chamber was measured in a vacuum with no relative humidity. Further, the water content of the product of the present invention and the raw material powder were compared and measured using the peak area ratio mode of the data processing software of FTIR610.
Total number of times Auto
Disassembly 4 Kaiser
Zero filling ON
Apodization Cosine
Gain 8
Aperture 7.1mm
Scan speed 2mm / sec
[0048]
(2) Differential thermogravimetric analysis
Using an EXSTAR6000TG-DTA6300 system manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd., using α-alumina as a standard substance, the temperature was raised to 1150 ° C. at a rate of 10 ° C./min under a nitrogen flow atmosphere of 200 ml / min. The temperature at the maximum desorption rate of the component was measured by DTG.
[0049]
(3) X-ray diffraction
Using a Geigerflex RAD-1B system manufactured by Rigaku Corporation, the plane spacing (Å) and diffraction intensity (%) of the product were measured with Cu-Kα under the following conditions.
Target Cu
Filter Curved crystal graphite monochromator
Detector Scintillation counter
Voltage 40KV
Current 30mA
Count full scale 700c / s
Smoothing point 25
Scanning speed 2 degrees / min
Step sampling 0.02 degrees
Slit DS 1 RS 0.15 SS 1 mm
Irradiation angle 6 degrees
[0050]
(4) Condensate moisture absorption rate
The sample treated according to the present invention was placed immediately after the treatment, and the untreated sample such as a comparative sample was placed in a desiccator with a humidity control of 25 ° C. and 75% RH immediately after drying at 180 ° C. for 30 minutes, and weighed after 24 hours. The condensate rate (% by weight) was measured.
[0051]
(5) Hydrolysis index (Wd)
In the infrared absorption spectrum, the following formula (4)
Wd = (E 0 -E s ) / E 0 ‥ (4)
Where E 0 Is the wave number of the plasticizer dioctyl phthalate 1720-1750 cm -1 Peak area e 0 (Derived from C = O stretching vibration of ester group) and wave number 2890-2980 cm -1 Peak area m up to 0 (Derived from stretching vibration of methyl and methylene groups) 0 / M 0 And Es is a wave number of 1720 to 1750 cm for a liquid phase after heating a 5% by weight dioctyl phthalate suspension of a hydrous inorganic substance such as a chain clay mineral at 60 ° C. for 7 days. -1 Peak area e s 2890-2980cm wave number of the same liquid phase -1 Ratio to peak area ms up to e s / M s Is,
Indicates the tendency to hydrolyze various hydrous inorganic esters such as chain clay minerals by the absorbance ratio (Wd) defined by
When no hydrolysis occurs, E 0 = E s And when Wd = 0 and all the esters are in a hydrolyzed state, s = 0 and Wd = 1.
[0052]
(6) Measurement of conductivity (conductivity)
The conductivity [S] of the sample was measured with a resistivity meter Loresta IP MCP-T250 manufactured by Mitsubishi Yuka.
Note that the conductivity is 1 × 10 -7 S and below are represented as OR.
[0053]
(7) Measurement of thixotropic coefficient (TI)
The following equation (2)
TI = η 6 / Η 60 ‥ (2)
Where η 6 Is the viscosity of a 5% dispersion of dioctyl phthalate medium chain clay mineral complex measured at 25 ° C. with a B-type viscometer at a rotation speed of 6 rpm, and η 60 Is the viscosity measured at a rotation speed of 60 rpm for the dispersion.
Was used to calculate the TI value. The conductivity [S] of the dispersion (DOP 5% suspension) was also measured.
[0054]
(8) Measurement of conductivity of powder under pressure (conductivity of inorganic molded body)
Into a stainless steel container having an inner diameter of 7 cm and a depth of 2 cm, 20 g of the inorganic substance of the example or the comparative example was weighed smoothly on the bottom of the container, a stainless disk having a diameter of 7 cm and a thickness of 2 mm was placed on the powder, and the hydraulic pressure was 50 kg / cm. 2 For 15 minutes to obtain a disc-shaped inorganic molded body, and its conductivity [S] was measured.
[0055]
(9) Measurement of conductivity of PVC composition
A 1-mm-thick hard PVC sheet containing the product of the present invention or the inorganic substance of the comparative example was prepared under the following composition and molding conditions, and the conductivity [S] of the PVC composition was measured.
Figure 2004059347
Kneading conditions: Kneading at 170 ° C for 6 minutes in a 3.5 inch differential roll mill
Figure 2004059347
(10) Measurement of conductivity of urethane composition
A urethane film containing an inorganic material of the present invention or a comparative example was prepared under the following composition and molding conditions, and the conductivity [S] of the urethane composition was measured.
Figure 2004059347
The above composition was mixed and dispersed at 2500 rpm for 5 minutes with a homodisper manufactured by TOKUSHU KIKA KOUGYOU, formed into a film on a glass plate with a 150 μm film applicator, dried at room temperature and cured, and then the conductivity [S] of the film was measured. It was measured.
[0057]
(Preparation of electrolyte solution)
Electrolyte solution A: A solution prepared by dissolving 10 parts by weight of discarded allyldimethylammonium chloride (Kotamin D86P manufactured by Kao) at room temperature in 50 parts by weight of dioctyl phthalate (first grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries).
Electrolyte solution B: dioctyl adipate (Wako Pure Chemicals first grade reagent) 50 parts by weight, stearyl dimethyl ammonium chloride (Kao Cotamine D86P) 10 parts by weight and lithium perchlorate monohydrate (Wako Pure Chemicals first grade reagent) 1 What dissolved parts by weight at room temperature.
Electrolyte solution C: A solution prepared by dissolving 5 parts by weight of lithium perchlorate monohydrate (special grade of reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries) at 50 ° C. in 50 parts by weight of polyethylene glycol 200 (special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
[0058]
(Example 1)
150 g of sepiolite, a chain clay mineral produced in Spain, was charged into a 1 L airtight container, heated to a powder temperature of 250 ° C. while stirring under a weak reduced pressure, and then dehydrated under a pressure of 0.046 MPa or less for 30 minutes. When heating was stopped and the powder temperature dropped to 150 ° C. while maintaining the dry state, 50 g of the electrolyte solution (A) was poured into a 1 L airtight container, and the mixture was vigorously stirred under reduced pressure and oxygen-free atmosphere. Maintained and cooled to room temperature.
Table 2 shows the physical properties and application characteristics of the product.
[0059]
(Comparative Example 1)
Table 2 shows the physical property values and applied characteristics of the chain clay mineral sepiolite itself.
[0060]
(Comparative Example 2)
5 g of chain clay mineral sepiolite powder was put into a crucible, immediately after dehydration at 250 ° C. for 30 minutes in an electric furnace, put in a 50 ml sealed container, returned to room temperature, measured at room temperature in the same manner as in Example 1, and measured for physical properties and application. The characteristics are shown in Table 2.
[0061]
(Comparative Example 3)
2 g of the electrolyte solution A was added to 10 g of the sepiolite powder, and the powder mixed intimately in an agate mortar was measured in the same manner as in Example 1. The physical properties and application characteristics are shown in Table 2.
[0062]
(Example 2)
After treating this in the same manner as in Example 1 except that the U.S. chain clay mineral attapulgite was used, the product was measured by the same measuring method. The physical properties and applied characteristics are shown in Table 2.
[0063]
(Comparative Example 4)
Table 2 shows the physical properties and applied properties of the chain clay mineral attapulgite itself.
[0064]
(Comparative Example 5)
After treating this in the same manner as in Comparative Example 2 except that the U.S. chain-chain clay mineral attapulgite was used, the product was measured by the same measuring method. The physical properties and applied characteristics are shown in Table 2.
[0065]
(Comparative Example 6)
After treating this in the same manner as in Comparative Example 3 except that the U.S. chain-like clay mineral attapulgite was used, the product was measured by the same measurement method, and the physical properties and applied characteristics are shown in Table 2.
[0066]
(Comparative Example 7)
After treating this in the same manner as in Comparative Example 3 except that calcium carbonate (NS-200) manufactured by Nitto Powder Chemical Co., Ltd. was used, the product was measured by the same measurement method, and the physical properties and applied characteristics of the product were measured. Are shown in Table 2.
[0067]
(Comparative Example 8)
After treating this in the same manner as in Example 1 except that 50 g of fumed silica (# 300) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. and 17 g of the electrolyte (A) were used, the product was measured by the same measuring method. Table 2 shows the physical properties and application characteristics.
[0068]
(Example 3)
The product was measured in the same manner as in Example 1 except that 30 g of the electrolyte solution (B) was used instead of 50 g of the electrolyte solution (A), and the product was measured by the same measurement method. 2 is shown.
[0069]
(Example 4)
The same procedure was followed as in Example 1 except that 20 g of the electrolyte solution (C) was used in place of 50 g of the electrolyte solution (A), and the product was measured by the same measurement method. It was shown to.
[0070]
[Table 2]
Figure 2004059347
[0071]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided a novel chain clay mineral complex in which the fluorite water contained in the chain clay mineral is substantially replaced with various electrolyte solutions.
The chain clay mineral serving as the base of the complex of the present invention has a fibrous structure and forms a three-dimensional network intertwined in a polymer organic matrix, thereby exhibiting thixotropic properties.
At the same time, since the individual fiber structure itself has ionic conductivity, a three-dimensional ionic conduction circuit is formed in the organic matrix, and appropriate electrical conductivity or static elimination is imparted to the polymer molded article or coating. It is possible to do.
Thus, the chain-like clay mineral complex of the present invention is useful as a thixotropic agent such as a paint or an adhesive, and at the same time, as a compounding agent capable of removing the electrical obstacle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a structural model of a chain clay mineral.
FIG. 2 is a view showing an infrared absorption spectrum showing a state of zeolite water of an untreated chain clay mineral.
FIG. 3 is a view showing an infrared absorption spectrum showing a desorbed state of zeolite water of a chain clay mineral. (Untreated chain clay mineral (A) and chain clay mineral complex of the present invention (B))
FIG. 4 is an X-ray diffraction diagram of an untreated chain clay mineral sepiolite (A) and a chain clay mineral sepiolite complex of the present invention (B).
FIG. 5 is an X-ray diffraction diagram of an untreated chain clay mineral attapulgite (A) and a chain clay mineral attapulgite complex of the present invention (B).
FIG. 6 is a differential thermogravimetric analysis curve of a mixture (A) of an untreated chain clay mineral and an electrolyte solution A and the chain clay mineral complex of the present invention (B) treated with the electrolyte solution A.

Claims (13)

鎖状粘土鉱物のフッ石水が無機及び/又は有機の電解質の非水溶液で実質上置換されていることを特徴とする鎖状粘土鉱物錯体。A chain clay mineral complex, wherein the fluorite water of the chain clay mineral is substantially replaced by a non-aqueous solution of an inorganic and / or organic electrolyte. 鎖状粘土鉱物の固形分を基準として0.01乃至75重量%の無機及び/又は有機の電解質が含有されていることを特徴とする請求項1に記載の鎖状粘土鉱物錯体。2. The chain clay mineral complex according to claim 1, wherein the chain clay mineral contains 0.01 to 75% by weight of an inorganic and / or organic electrolyte based on the solid content of the chain clay mineral. 鎖状粘土鉱物の固形分を基準として0.1乃至150重量%の非水溶液が含有されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鎖状粘土鉱物錯体。3. The chain clay mineral complex according to claim 1, wherein a non-aqueous solution of 0.1 to 150% by weight based on the solid content of the chain clay mineral is contained. 無機の電解質が周期律表第1族又は第2族金属の電解質塩であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の鎖状粘土鉱物錯体。The chain clay mineral complex according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic electrolyte is an electrolyte salt of a Group 1 or Group 2 metal of the periodic table. 有機の電解質が第4級アンモニウム塩であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の鎖状粘土鉱物錯体。The chain clay mineral complex according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic electrolyte is a quaternary ammonium salt. 前記非水溶液の溶媒が多価アルコール或いは可塑剤であることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の鎖状粘土鉱物錯体。The chain clay mineral complex according to any one of claims 1 to 5, wherein the non-aqueous solvent is a polyhydric alcohol or a plasticizer. 前記鎖状粘土鉱物がセピオライトであることを特徴とする請求項1乃至6記載の鎖状粘土鉱物錯体。The chain clay mineral complex according to any one of claims 1 to 6, wherein the chain clay mineral is sepiolite. 前記鎖状粘土鉱物がアタパルジャイトであることを特徴とする請求項1乃至6記載の鎖状粘土鉱物錯体。The chain clay mineral complex according to any one of claims 1 to 6, wherein the chain clay mineral is attapulgite. 面間隔d=10.2オングストローム付近、面間隔d=8.2オングストローム付近、面間隔d=5.1オングストローム付近、面間隔d=4.4オングストローム付近及び面間隔d=2.3オングストローム付近にX線回折ピークを有することを特徴とする請求項7に記載の鎖状粘土鉱物錯体。Surface spacing d 1 = 10.2 angstrom, surface spacing d 2 = 8.2 angstrom, surface spacing d 3 = 5.1 angstrom, surface spacing d 4 = 4.4 angstrom, and surface spacing d 5 = 2 The chain clay mineral complex according to claim 7, which has an X-ray diffraction peak around 0.3 Å. 面間隔d=9.1オングストローム付近、面間隔d=6.2オングストローム付近、面間隔d=5.1オングストローム付近、面間隔d=4.6オングストローム付近及び面間隔d=4.4オングストローム付近、及び面間隔d=2.9オングストローム付近にX線回折ピークを有することを特徴とする請求項8に記載の鎖状粘土鉱物錯体。Surface spacing d 1 = around 9.1 angstroms, surface spacing d 2 = around 6.2 angstroms, surface spacing d 3 = around 5.1 angstroms, surface spacing d 4 = around 4.6 angstroms, and surface spacing d 5 = 4 The chain clay mineral complex according to claim 8, wherein the complex has an X-ray diffraction peak around 0.4 Å and a plane spacing d 6 = 2.9 Å. 粉体での加圧状態で1×10−6S以上の伝導度を有することを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の鎖状粘土鉱物錯体。The chain clay mineral complex according to any one of claims 1 to 10, wherein the chain clay mineral has a conductivity of 1 × 10 −6 S or more when pressed with a powder. 請求項1乃至11の何れかに記載の鎖状粘土鉱物錯体からなることを特徴とするイオン伝導性フィラー。An ion-conductive filler comprising the chain-like clay mineral complex according to claim 1. 請求項1乃至11の何れかに記載の鎖状粘土鉱物錯体を重合体中に配合してなることを特徴とする重合体組成物。A polymer composition comprising the chain clay mineral complex according to any one of claims 1 to 11 blended in a polymer.
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