【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた熱安定性を有する有機変性層状珪酸塩及びその組成物に関する。より詳しくは、本発明は、前記有機変性層状珪酸塩及びその組成物を含有させることにより性能を発揮し得る食品、医薬品等の包装材、建築、電気機器、自動車などの部材として利用される難燃性材料、並びに粘度調節剤、化粧品等における添加剤、コーティング剤、繊維などのポリマーコンポジットの材料分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベンナイトやモンモリロナイトのような層状珪酸塩の層間に存在する無機カチオンを有機カチオンに置換することにより得られる、いわゆる「有機粘土（有機化層状珪酸塩）」に関する研究は、第二次世界大戦直後から報告されている。例えば、１９４７年に提出された米国特許第２，５３１，３６９号明細書には、有機粘土を添加することによりポリマーの構造を強化できることが報告されている。また、米国特許第２，５３１，４４０号明細書には、有機粘土を有機溶媒中に分散することによりグリースを作成できることが報告されている。
【０００３】
層状珪酸塩に含まれるイオン交換可能な親水性無機カチオンをイオン交換反応により有機カチオンへ置換すると、層状珪酸塩は親有機性（親油性）を帯びるようになる（以下、これを「親有機化」という。）。このため、この層状珪酸塩であれば、親油性の重合体中においても容易に分散できるようになる。
近年、上記手法により製造された有機化層状珪酸塩とポリマーとのコンポジット材料に関する数多くの研究が報告されている（特開２０００−２６６５５号公報、「Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｃｌａｙ Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ」（ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｔ． Ｊ． Ｐｉｎｎａｖａｉａ ａｎｄ Ｇ． Ｗ． Ｂｅａｌｌ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｌｔｄ社，２０００年発行）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の有機化層状珪酸塩における親有機化剤として用いられる有機カチオン化合物は、そのほとんどがテトラアルキルアンモニウム塩である。このテトラアルキルアンモニウム化合物は２００℃程度で熱分解することが知られている。このため、例えば融点が２００℃以上であるポリ塩化ビニル、ナイロン６、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等のポリマーと有機化層状珪酸塩とを溶融混練する場合には、加熱して２００℃以上の温度でコンポジット化が行われるので、これらの重合体とテトラアルキルアンモニウム化合物とを溶融混練する場合、混練中にテトラアルキルアンモニウム化合物の熱分解が起こる。このような親有機化剤の熱分解は、層状珪酸塩の表面特性を変化させるだけではなく、コンポジット材料の着色等も引き起こす。したがって、有機化層状珪酸塩の熱分解は、コンポジットの製造工程において大きな問題となっていた。
【０００５】
一方、テトラアルキルアンモニウム化合物以外の親有機化剤としては、アルキルトリフェニルホスホニウム化合物がこれまで報告されている（Ｌ． Ｐ． Ｍｅｉｅｒ， Ｒ． Ｎｕｅｅｓｃｈ， Ｆ． Ｔ． Ｍａｄｓｅｎ， Ｊ． Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉ．， ２３８， ２４ （２００１）．， Ｊ． Ｚｈｕ， Ａ． Ｂ． Ｂｏｒｇａｎ， Ｆ． Ｊ． Ｌａｍｍｅｌａｓ， Ｃ． Ａ． Ｗｉｌｋｉｅ， Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒ．， １３， ３７７４ （２００１）等）。しかし、かかるアルキルトリフェニルホスホニウム化合物を親有機化剤として使用した層状珪酸塩であってもコンポジットの熱安定性は依然として十分なものとはいえなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、従来の有機化層状珪酸塩よりも高い熱安定性を有する有機変性層状珪酸塩を提供することにある。また、本発明のもう一つの目的は、前記有機変性層状珪酸塩を含む組成物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々の有機カチオンの熱安定性について系統的に検討した結果、親有機化剤としてこれまで報告されていないテトラアルキルホスホニウム化合物が極めて高い熱安定性を有することを見出した。さらに、これらの化合物を含有する層状珪酸塩及びその組成物が、従来知られている親有機化剤で親有機化された層状珪酸塩及びその組成物よりも優れた熱安定性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の目的は、分解開始温度が２５０℃以上であることを特徴とする有機変性層状珪酸塩、又は層状珪酸塩の層間にテトラアルキルホスホニウム化合物を含有することを特徴とする有機変性層状珪酸塩により達成される。
【０００８】
本発明の有機変性層状珪酸塩は、分解開始温度が２５０℃以上であるため、これまでの親有機化剤で親有機化された層状珪酸塩よりも分解開始温度が高く、例えば２００℃以上の融点を有する重合体と混練する場合であっても優れた熱安定性が得られる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、次の態様を挙げることができる。
（１）前記テトラアルキルホスホニウム化合物が以下の一般式（Ｉ）で表される有機変性層状珪酸塩。
【化１】
式中、Ｒ１〜Ｒ４は、同一又は異なる炭素数１以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基を表す。
（２）前記一般式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ３が炭素数３以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基であり、Ｒ４が炭素数１以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基である（１）に記載の有機変性層状珪酸塩。
（３）前記一般式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ３が炭素数１以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基であり、Ｒ４が炭素数３以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基である（１）に記載の有機変性層状珪酸塩。
（４）前記一般式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ３が同一の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基である（１）〜（３）のいずれか一項に記載の有機変性珪酸塩。
（５）前記一般式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ３がｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基及びｎ−オクチル基のいずれか一つである（４）に記載の有機変性層状珪酸塩。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、上記有機変性層状珪酸塩と有機溶媒とからなる組成物、又は上記有機変性層状珪酸塩と熱可塑性樹脂とからなる組成物によって達成される。
【００１１】
本発明の有機変性層状珪酸塩は、有機溶媒中又は熱可塑性重合体中に良好に分散混合可能である。これにより本発明の組成物は、優れた熱安定性を有するコンポジット材料としての利用が可能である。
【００１２】
【発明の実施の態様】
以下に本発明の有機化層状珪酸塩及びその組成物についてさらに詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【００１３】
本発明の有機変性層状珪酸塩は、分解開始温度が２５０℃以上である。親有機化剤として、例えばテトラアルキルアンモニウム塩を使用した場合における有機変性層状珪酸塩の分解開始温度は２００℃程度である。これに対し、本発明の有機変性層状珪酸塩は、分解開始温度が２００℃よりも高い２５０℃以上である。これにより本発明の有機変性層状珪酸塩は、２００℃以上の融点を有する熱可塑性樹脂と溶融混練した場合であっても熱分解することはなく、優れた熱安定性を得ることができる。
なお、本発明における分解開始温度とは、アルゴン雰囲気下における１０℃／ｍｉｎの昇温過程において、親有機化剤の質量が有機変性層状系珪酸塩の全質量に対して１％減少する温度をいう。
また、本発明における親有機化剤は、有機変性層状珪酸塩の表面及び層間に存在すると考えられ、特に層間に存在することは親有機化された層状珪酸塩の層間隔の拡張をＸ線を用いて解析することにより容易に確認することができる。
【００１４】
本発明の有機変性層状珪酸塩の分解開始温度は２５０℃以上であれば特に限定されるものではないが、使用する親有機化剤により分解開始温度が適宜決定される。好ましい分解開始温度としては、例えば親有機化剤としてテトラアルキルホスホニウム化合物を使用する場合には、２５０〜４００℃の範囲であり、さらに好ましくは２７０〜３００℃の範囲である。
【００１５】
本発明の有機変性層状珪酸塩の別の態様では、層状珪酸塩の層間にテトラアルキルホスホニウム化合物を含有する。
本発明で使用されるテトラアルキルホスホニウム化合物は、ホスホニウム（Ｐ）基に４つのアルキル基が共有結合した有機カチオン化合物である。テトラアルキルホスホニウム化合物の種類は、少なくとも分解開始温度が２５０℃となるものであれば、特に限定されない。好ましくは、以下の一般式（Ｉ）で表されるテトラアルキルホスホニウム化合物である。
【００１６】
【化２】
ここで、一般式（Ｉ）中のＲ１〜Ｒ４は、炭素数１以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基を表し、同一であっても異なっていてもよい。
【００１７】
上記一般式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ４における直鎖状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ペプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基などを挙げることができる。
【００１８】
上記一般式（Ｉ）中のＲ１〜Ｒ４における分岐状アルキル基としては、例えば、ｉｓｏ−プロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎｅｏ−ペンチル基、２−エチルヘキシル基、２−ヘキシルデシル基などを挙げることができる。さらに、上記Ｒ１〜Ｒ４における環状アルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などを挙げることができる。
また、上記Ｒ１〜Ｒ４は、一部に不飽和結合（二重結合や三重結合）、エステル基、アミド基、エーテル基、フェニレン基などを有していてもよい。
【００１９】
上記Ｒ１〜Ｒ４は、炭素数１以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基であれば、同一であっても異なっていてもよい。好ましくは上記一般式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ３が炭素数３〜１００の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基、より好ましくはＲ１〜Ｒ３がｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基又はｎ−オクチル基である場合であって、Ｒ４が炭素数１以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基の場合である。また、上記Ｒ１〜Ｒ３が炭素数１以上の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基、より好ましくはＲ１〜Ｒ３がメチル基又はエチル基である場合であって、Ｒ４が炭素数３〜３０の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基、より好ましくは炭素数１０〜３０の直鎖状アルキル基の場合である。さらに好ましくは、上記Ｒ１〜Ｒ４が同一の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は環状アルキル基の場合である。
本発明で使用されるテトラアルキルホスホニウム化合物は、上記一般式（Ｉ）で示されるテトラアルキルホスホニウム化合物を単独で使用し、又は複数を組み合わせて使用することもできる。
【００２０】
本発明で使用されるテトラアルキルホスホニウム化合物は、通常、トリアルキルホスフィンにハロゲン化アルキルを反応させることにより得られる。合成のし易さの観点からは炭素数１以上の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を有するトリアルキルホスフィンに炭素数３以上の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を有するハロゲン化アルキルを反応させることが好ましい。一方、トリメチルホスフィンやトリエチルホスフィンは毒性が高いため、人体への安全性の観点からは、炭素数３以上、好ましくは炭素数４以上の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を有するトリアルキルホスフィンを使用することが好ましい。
【００２１】
本発明で使用されるテトラアルキルホスホニウム化合物の原料となるトリアルキルホスフィンは、市販の化合物を用いることができる。このような市販の化合物としては、例えば、トリｎ−ブチルホスフィン、トリｎ−ヘキシルホスフィン、トリｎ−オクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィンなどを挙げることができる。
【００２２】
本発明で使用される層状珪酸塩は、特に限定されるものではないが、膨潤性及び／又は劈開性を有する粘土鉱物やハイドロタルサイト類化合物及びその類似化合物が特に好ましい。これら粘土鉱物としては、例えば、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ソーコナイト、スチブンサイト、ヘクトライト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石などを挙げることができる。
層状珪酸塩は、天然物であっても合成物であってもよい。また、これらの層状珪酸塩は単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
上記層状珪酸塩の形状は、特に限定されるものではないが、層状珪酸塩が多層に重なっていると有機化した後に劈開することが困難になることから、親有機化されていない層状珪酸塩の厚さは、可能な限り１層における厚み（約１ｎｍ）であることが好ましい。また、平均長さは０．０１〜５０μｍ、好ましくは０．０５〜１０μｍ、アスペクト比は２０〜５００、好ましくは５０〜２００であるものを好適に用いることができる。
【００２４】
上記層状珪酸塩は、その層間にイオン交換可能な無機カチオンを有する。イオン交換可能な無機カチオンとは、層状珪酸塩の結晶表面上に存在するナトリウム、カリウム、リチウムなどの金属イオンのことである。これらのイオンは、カチオン性物質とのイオン交換性を有し、カチオン性を有する種々の物質を上記層状珪酸塩の層間に挿入（インターカレート）することができるものが好ましい。
【００２５】
上記層状珪酸塩のカチオン交換容量（ＣＥＣ）は、特に限定されるものではないが、１０〜２００ｍｅｑ／１００ｇであることが好まし、５０〜１５０ｍｅｑ／１００ｇであることがより好ましく、９０〜１３０ｍｅｑ／１００ｇであることがさらに好ましい。層状珪酸塩のカチオン交換容量が１０ｍｅｑ／１００ｇ未満であると、イオン交換により層状珪酸塩の層間に挿入（インターカレート）されるカチオン性物質の量が少なくなるために、層間が十分に親有機化されないことがある。一方、カチオン交換容量が２００ｍｅｑ／１００ｇを超えると、層状珪酸塩の層間の結合力が強固になりすぎて、結晶薄片が剥離しにくくなることがある。
【００２６】
上記条件を満たす層状珪酸塩として、具体的には、クニミネ工業のスメクトンＳＡ、クニミネ工業のクニピアＦ、コープケミカル社のソマシフＭＥ−１００、コープケミカル社のルーセンタイトＳＷＮ等を挙げることができる。
【００２７】
上記層状珪酸塩の層間にテトラアルキルホスホニウム塩を含有させる方法は、特に限定されないが、合成操作が容易であるという観点からイオン交換反応で無機カチオンをテトラアルキルホスホニウム化合物に交換することにより含有させる方法が好ましい。
上記層状珪酸塩のイオン交換可能な無機カチオンをテトラアルキルホスホニウム化合物とイオン交換する方法は、特に限定されるものではなく、既知の方法を用いることができる。具体的には、水中におけるイオン交換、アルコール中におけるイオン交換、水／アルコール混合溶媒中におけるイオン交換等の方法を用いることができる。例えば、水中におけるイオン交換は、テトラアルキルホスホニウム化合物を水に加えて均一に溶解した水溶液に層状珪酸塩を加えてイオン交換を行う操作を示す。水中におけるイオン交換におけるテトラアルキルホスホニウム化合物と水との混合比は特に限定されるものではないが、１：１〜１：１００００の範囲であることが好ましく、１：１０〜１：１０００の範囲であることがより好ましく、１：２０〜１：２００の範囲であることがさらに好ましい。イオン交換は、０〜１００℃の温度範囲で行うことが好ましく、１０〜８０℃の温度範囲で行うことがより好ましく、１５〜６０℃の温度範囲で行うことがさらに好ましい。さらに、反応終了後に溶媒を濾過して取り除くことにより、イオン交換された層状珪酸塩を単離することができる。
【００２８】
上記イオン交換の進行状態は、既知の方法を用いて確認することができる。例えば、濾液のＩＣＰ発光分析法により交換された無機イオンを確認する方法、Ｘ線解析により層状珪酸塩の層間隔が拡張したことを確認する方法、熱天秤により昇温過程の重量減少から有機化合物の存在を確認する方法などの方法を用いることによって、層状珪酸塩中のイオン交換可能な無機イオンがテトラアルキルホスホニウム化合物と置換されたことを確認することができる。イオン交換は、層状珪酸塩のイオン交換可能な無機イオン当量に対し、０．０５当量（５％）以上であることが好ましく、０．１当量（１０％）以上であることがより好ましく、０．５当量（５０％）以上であることがさらに好ましい。
【００２９】
次に本発明の組成物について説明する。本発明の組成物は、有機変性層状珪酸塩と有機溶媒とからなる組成物である。
本発明の組成物に含まれる有機溶媒は、本発明の有機変性層状珪酸塩との親和性があるものであれば特に限定されるものではない。そのような有機溶媒として、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素；エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジグライム、メチルセロソルブのようなエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンのようなケトン類；ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、シクロヘキサン、スクワランのような脂肪族炭化水素；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールのようなアルコール類；四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、パークロロエチレン、クロロベンゼンのようなハロゲン系炭化水素；酢酸エチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチルのようなエステル類；ジメチルホルムアミドのようなアミド類；ジメチルスルホキシドのようなスルホキシド類などを挙げることができる。
【００３０】
本発明の組成物における有機変性層状珪酸塩と有機溶媒の配合量は、特に限定されるものではないが、有機溶媒中における有機変性層状珪酸塩の割合が０．０１〜３０ｗ／ｖ％であることが好ましく、０．１〜１０ｗ／ｖ％であることがさらに好ましい。
【００３１】
本発明の組成物は、さらに有機変性層状珪酸塩と熱可塑性樹脂とからなる組成物であることができる。本発明の組成物に含まれる熱可塑性樹脂は、有機変性層状珪酸塩の分解開始温度と同等以下のものであれば特に制限されず、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体（ＡＢＳ）、スチレン／無水マレイン酸共重合体・ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ナイロン６、ナイロン６６、酢酸セルロース（ＴＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などを挙げることができる。
【００３２】
有機変性層状珪酸塩を熱可塑性樹脂中へ分散する方法は、特に限定されないが、好ましくは次の２つの方法である。すなわち、第一の方法は、熱可塑性樹脂の融点以上の温度で熱可塑性樹脂と有機変性層状珪酸塩とを混練する方法である。第二の方法は、熱可塑性樹脂を有機溶媒中に均一溶解した後、この溶媒中に有機溶媒に分散した有機変性層状珪酸塩を加え、十分に混合・攪拌した後、有機溶媒を留去することで、熱可塑性樹脂中に有機変性層状珪酸塩を分散する方法である。
【００３３】
本発明の有機変性層状珪酸塩及びその組成物は、様々な分野で利用することができる。例えば、本発明の有機変性層状珪酸塩と有機溶媒からなる組成物は、有機溶媒のレオロジー特性を改良することが可能である。したがって、本発明の組成物は、化粧品、医薬品、染料、顔料、紫外線吸収剤等の分散媒として、好ましく用いることができる。また、本発明の組成物を塗布・乾燥することにより、薄膜状の形態として使用することもできる。
さらに、本発明の有機変性層状珪酸塩と熱可塑性樹脂とからなる組成物は、力学特性、帯電性、ガスバリアー性、抗菌性等に優れたコンポジット材料として利用可能である。
【００３４】
【実施例】
以下に参考例、実施例、比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示される材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００３５】
（参考例１）
本参考例は、カチオン部分の構造が異なる化合物の熱安定性を比較したものである。セチル基（ｎ−Ｃ１６Ｈ３３）を有し、カチオン部分の構造の異なる下記の化合物１（Ａｌｄｒｉｃｈ）、化合物２（Ａｌｄｒｉｃｈ）、化合物３（Ａｌｄｒｉｃｈ）、化合物４（東京化成）、化合物５（東京化成）、化合物６（東京化成）について、アルゴン雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの速度で昇温した場合の分解開始温度をリガク株式会社製Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌｕｓシステムを用いて測定した。ここでの分解開始温度とは、この測定方法において親有機化剤の質量が有機変性層状珪酸塩の全質量に対して１％減少する温度をいう。得られた結果を表１に示す。
【００３６】
【化３】
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１より化合物１〜３（テトラアルキルホスホニウム化合物）の分解開始温度は、いずれも２９０℃であった。これに対し、化合物４及び５（テトラアルキルアンモニウム化合物）の分解開始温度は１９０℃であり、化合物６（アルキルトリフェニルホスホニウム化合物）の分解開始温度は２４０℃であった。
これよりテトラアルキルホスホニウム化合物は、テトラアルキルアンモニウ化合物よりも１００℃、アルキルトリフェニルホスホニウム化合物よりも５０℃それぞれ高い分解開始温度を有し、テトラアルキルホスホニウム化合物は、熱安定性に極めて優れた化合物であることが分かる。
【００３９】
（実施例１）
テトラアルキルホスホニウム化合物で親有機化された層状珪酸塩が、テトラアルキルアンモニウム化合物で親有機化された層状珪酸塩よりも高い熱安定性を有すことが以下の実施例により示される。
【００４０】
１．サンプルの調製
＜サンプル１（参考例）＞
膨潤性雲母であるソマシフＭＥ−１００（コープケミカル社）をそのまま用いて調製した。
【００４１】
＜サンプル２（実施例）＞
１．０ｇの化合物１に対し、４８．０ｇの脱イオン水を加え、室温で攪拌することにより、均一に溶解した。この溶液に、ソマシフＭＥ−１００を１．０ｇ加え、室温で１晩静置した後、ろ過、洗浄し、白色粉末を得た。
【００４２】
＜サンプル３（比較例）＞
１．０ｇの化合物４に対し、４８．０ｇの脱イオン水を加え、室温で攪拌することにより、均一に溶解した。この溶液に、ソマシフＭＥ−１００を１．０ｇ加え、室温で１晩静置した後、ろ過、洗浄し、白色粉末を得た。
【００４３】
２．層状珪酸塩の層間隔及び分解開始温度の測定
これらの層状珪酸塩について、リガク株式会社製ＲＩＮＴ−２５００を用いてＣｕＫα線を線源としてθ−２θ法で２θ＝１．２°〜３０°の範囲のＸ線回折を室温で測定することにより、層間隔を決定した。さらに、サンプル２及びサンプル３については、アルゴン雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの速度で昇温した場合の分解開始温度を、リガク株式会社製Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌｕｓシステムを用いて測定した。ここでの分解開始温度とは、この測定方法において親有機化剤の質量が有機変性層状珪酸塩の全質量に対して１％減少する温度をいう。得られた結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表２よりテトラアルキルホスホニウム化合物と反応させた有機変性層状珪酸塩（サンプル２）は、テトラアルキルアンモニウム化合物と反応させた有機変性層状珪酸塩（サンプル３）と同様、イオン交換前の層状珪酸塩（サンプル１）と比較して、層間隔が０．８ｎｍ程度拡大していることが明らかである。このことから、テトラアルキルホスホニウム化合物は、テトラアルキルアンモニウム化合物と同様、層状珪酸塩を親有機化し得ることが分かる。
【００４６】
また、これらの有機化層状珪酸塩の分解開始温度を比較した場合、テトラアルキルホスホニウム化合物により親有機化された有機変性層状珪酸塩（サンプル２）は、テトラアルキルアンモニウム化合物により親有機化された有機変性層状珪酸塩（サンプル３）と比較して１００℃高い分解開始温度を有することが分かる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の有機変性層状珪酸塩は、分解開始温度が２５０℃以上であり、さらに層間にテトラアルキルホスホニウム化合物を含有するため、これまでの親有機化剤で親有機化された層状珪酸塩と同等に親有機化でき、かつこれまでよりも優れた熱安定性を有する。また、本発明の組成物は、上記有機変性層状珪酸塩を含む組成物であるため、レオロジー特性を改良し、力学特性、帯電性、ガスバリアー性、抗菌性に優れたコンポジット材料として応用可能である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organically modified layered silicate having excellent thermal stability and a composition thereof. More specifically, the present invention is difficult to be used as a member for food, pharmaceuticals and other packaging materials, architecture, electrical equipment, automobiles and the like that can exhibit performance by containing the organically modified layered silicate and the composition thereof. The present invention relates to the field of materials for polymer composites such as flammable materials, viscosity modifiers, additives in cosmetics, coating agents, fibers and the like.
[0002]
[Prior art]
Research on so-called “organoclay (organized layered silicate)” obtained by substituting organic cations for inorganic cations between layered silicates such as bennite and montmorillonite began immediately after World War II. It has been reported. For example, US Pat. No. 2,531,369 filed in 1947 reports that the structure of a polymer can be strengthened by adding organoclay. Also, US Pat. No. 2,531,440 reports that grease can be prepared by dispersing organoclay in an organic solvent.
[0003]
When the ion-exchangeable hydrophilic inorganic cation contained in the layered silicate is replaced by an organic cation by an ion exchange reaction, the layered silicate becomes oleophilic (lipophilic) (hereinafter referred to as “organophilicity”). "). For this reason, this layered silicate can be easily dispersed even in a lipophilic polymer.
In recent years, many studies on composite materials of organically modified layered silicate and polymer produced by the above-described method have been reported (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-26655, “Polymer-Clay Nanocomposite” (edited by TJ. Pinnavaia and GW Beall, John Wiley & Sons, Ltd., 2000).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Most of organic cation compounds used as organophilic agents in conventional organically layered silicates are tetraalkylammonium salts. This tetraalkylammonium compound is known to thermally decompose at about 200 ° C. For this reason, for example, when a polymer such as polyvinyl chloride, nylon 6, polystyrene, or polyethylene terephthalate having a melting point of 200 ° C. or higher and an organically modified layered silicate are melt-kneaded, the composite is heated to a temperature of 200 ° C. or higher. Therefore, when these polymers and a tetraalkylammonium compound are melt-kneaded, thermal decomposition of the tetraalkylammonium compound occurs during the kneading. Such thermal decomposition of the organophilic agent not only changes the surface properties of the layered silicate, but also causes coloration of the composite material. Therefore, thermal decomposition of the organically modified layered silicate has been a big problem in the composite manufacturing process.
[0005]
On the other hand, as organophilic agents other than tetraalkylammonium compounds, alkyltriphenylphosphonium compounds have been reported so far (LP Meier, R. Neuesch, FT Madsen, J. Colloid Interface Sci. , 238 , 24 (2001), J. Zhu, A. B. Borgan, F. J. Lammelas, C. A. Wilkie, Chem. Mater., 13 , 3774 (2001), etc.). However, even with a layered silicate using such an alkyltriphenylphosphonium compound as an organophilic agent, the thermal stability of the composite has still not been sufficient.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an organically modified layered silicate having higher thermal stability than conventional organically modified layered silicate. Another object of the present invention is to provide a composition containing the organically modified layered silicate.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of systematically examining the thermal stability of various organic cations, the present inventors have found that tetraalkylphosphonium compounds that have not been reported so far as organophilic agents have extremely high thermal stability. Further, the layered silicate containing these compounds and the composition thereof have a thermal stability superior to the layered silicate and the composition thereof modified with a conventionally known organophilic agent. The headline and the present invention were completed.
[0007]
That is, an object of the present invention is an organically modified layered silicate characterized by having a decomposition start temperature of 250 ° C. or higher, or an organically modified layered layer characterized by containing a tetraalkylphosphonium compound between the layers of the layered silicate. Achieved with silicates.
[0008]
Since the organically modified layered silicate of the present invention has a decomposition start temperature of 250 ° C. or higher, the decomposition start temperature is higher than that of the layered silicate that has been made organophilic with the conventional organophilic agent, for example, 200 ° C. or higher. Even when kneaded with a polymer having a melting point, excellent thermal stability is obtained.
[0009]
Moreover, as a preferable aspect of this invention, the following aspect can be mentioned.
(1) Organically modified layered silicate in which the tetraalkylphosphonium compound is represented by the following general formula (I):
[Chemical 1]
In the formula, R 1 to R 4 represent the same or different linear alkyl group, branched alkyl group or cyclic alkyl group having 1 or more carbon atoms.
(2) R 1 to R 3 in the general formula (I) are a linear alkyl group having 3 or more carbon atoms, a branched alkyl group or a cyclic alkyl group, and R 4 is a linear alkyl group having 1 or more carbon atoms. The organically modified layered silicate according to (1), which is a group, a branched alkyl group or a cyclic alkyl group.
(3) R 1 to R 3 in the general formula (I) are a linear alkyl group having 1 or more carbon atoms, a branched alkyl group, or a cyclic alkyl group, and R 4 is a linear alkyl group having 3 or more carbon atoms. The organically modified layered silicate according to (1), which is a group, a branched alkyl group or a cyclic alkyl group.
(4) The organic according to any one of (1) to (3), wherein R 1 to R 3 in the general formula (I) are the same linear alkyl group, branched alkyl group, or cyclic alkyl group. Modified silicate.
(5) The organically modified layered silicate according to (4), wherein R 1 to R 3 in the general formula (I) are any one of an n-butyl group, an n-hexyl group, and an n-octyl group.
[0010]
Another object of the present invention is achieved by a composition comprising the above organically modified layered silicate and an organic solvent, or a composition comprising the above organically modified layered silicate and a thermoplastic resin.
[0011]
The organically modified layered silicate of the present invention can be well dispersed and mixed in an organic solvent or a thermoplastic polymer. As a result, the composition of the present invention can be used as a composite material having excellent thermal stability.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the organically modified layered silicate of the present invention and the composition thereof will be described in more detail. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
[0013]
The organically modified layered silicate of the present invention has a decomposition start temperature of 250 ° C. or higher. For example, when a tetraalkylammonium salt is used as the organophilic agent, the decomposition start temperature of the organically modified layered silicate is about 200 ° C. In contrast, the organically modified layered silicate of the present invention has a decomposition start temperature of 250 ° C. or higher, which is higher than 200 ° C. As a result, the organically modified layered silicate of the present invention is not thermally decomposed even when melt-kneaded with a thermoplastic resin having a melting point of 200 ° C. or higher, and excellent thermal stability can be obtained.
The decomposition start temperature in the present invention is a temperature at which the mass of the organophilic agent is reduced by 1% with respect to the total mass of the organically modified layered silicate in the temperature rising process at 10 ° C./min in an argon atmosphere. Say.
In addition, the organophilic agent in the present invention is considered to exist between the surface and the layer of the organically modified layered silicate. It can be confirmed easily by using and analyzing.
[0014]
The decomposition start temperature of the organically modified layered silicate of the present invention is not particularly limited as long as it is 250 ° C. or higher, but the decomposition start temperature is appropriately determined depending on the organophilic agent used. The preferable decomposition start temperature is, for example, in the range of 250 to 400 ° C., more preferably in the range of 270 to 300 ° C. when a tetraalkylphosphonium compound is used as the organophilic agent.
[0015]
In another aspect of the organically modified layered silicate of the present invention, a tetraalkylphosphonium compound is contained between the layers of the layered silicate.
The tetraalkylphosphonium compound used in the present invention is an organic cation compound in which four alkyl groups are covalently bonded to a phosphonium (P) group. The kind of the tetraalkylphosphonium compound is not particularly limited as long as at least the decomposition start temperature is 250 ° C. Preferably, it is a tetraalkylphosphonium compound represented by the following general formula (I).
[0016]
[Chemical 2]
Here, R 1 to R 4 in the general formula (I) represent a linear alkyl group having 1 or more carbon atoms, a branched alkyl group, or a cyclic alkyl group, and may be the same or different.
[0017]
Examples of the linear alkyl group in R 1 to R 4 of the general formula (I) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, and an n-peptyl group. Group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-hexadecyl group Group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group and the like.
[0018]
Examples of the branched alkyl group represented by R 1 to R 4 in the general formula (I) include an iso-propyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a neo-pentyl group, a 2-ethylhexyl group, 2- A hexyl decyl group etc. can be mentioned. Furthermore, examples of the cyclic alkyl group in R 1 to R 4 include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group.
R 1 to R 4 may partially have an unsaturated bond (double bond or triple bond), an ester group, an amide group, an ether group, a phenylene group, or the like.
[0019]
The R 1 to R 4 may be the same or different as long as they are a linear alkyl group having 1 or more carbon atoms, a branched alkyl group, or a cyclic alkyl group. Preferably, R 1 to R 3 in the general formula (I) are linear alkyl groups, branched alkyl groups or cyclic alkyl groups having 3 to 100 carbon atoms, more preferably R 1 to R 3 are n-butyl groups, This is a case where it is an n-hexyl group or an n-octyl group, and R 4 is a linear alkyl group having 1 or more carbon atoms, a branched alkyl group or a cyclic alkyl group. The above R 1 to R 3 are linear alkyl groups having 1 or more carbon atoms, branched alkyl groups or cyclic alkyl groups, more preferably R 1 to R 3 are methyl groups or ethyl groups, In this case, R 4 is a linear alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, a branched alkyl group or a cyclic alkyl group, more preferably a linear alkyl group having 10 to 30 carbon atoms. More preferably, R 1 to R 4 are the same linear alkyl group, branched alkyl group or cyclic alkyl group.
As the tetraalkylphosphonium compound used in the present invention, the tetraalkylphosphonium compound represented by the above general formula (I) may be used alone, or a plurality thereof may be used in combination.
[0020]
The tetraalkylphosphonium compound used in the present invention is usually obtained by reacting a trialkylphosphine with an alkyl halide. From the viewpoint of ease of synthesis, a halogenated alkyl having a linear, branched or cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms in a trialkylphosphine having a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 or more carbon atoms Is preferably reacted. On the other hand, since trimethylphosphine and triethylphosphine are highly toxic, from the viewpoint of safety to human body, trialkylphosphine having a linear, branched or cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms, preferably 4 or more carbon atoms. Is preferably used.
[0021]
A commercially available compound can be used for the trialkylphosphine used as a raw material of the tetraalkylphosphonium compound used in the present invention. Examples of such commercially available compounds include tri-n-butylphosphine, tri-n-hexylphosphine, tri-n-octylphosphine, and tricyclohexylphosphine.
[0022]
The layered silicate used in the present invention is not particularly limited, but clay minerals, hydrotalcite compounds and similar compounds having swelling and / or cleavage properties are particularly preferable. Examples of these clay minerals include kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, antigolite, chrysotile, pyrophyllite, montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, sauconite, stevensite, hectorite, tetrasilic mica, sodium. Examples include teniolite, muscovite, margarite, talc, vermiculite, phlogopite, xanthophyllite, chlorite.
The layered silicate may be a natural product or a synthetic product. Moreover, these layered silicates may be used independently or may use 2 or more types together.
[0023]
The shape of the layered silicate is not particularly limited, but it is difficult to cleave after layering if the layered silicate is overlaid in multiple layers. The thickness of is preferably the thickness in one layer (about 1 nm) as much as possible. Further, those having an average length of 0.01 to 50 μm, preferably 0.05 to 10 μm, and an aspect ratio of 20 to 500, preferably 50 to 200 can be suitably used.
[0024]
The layered silicate has an inorganic cation capable of ion exchange between the layers. The ion-exchangeable inorganic cation is a metal ion such as sodium, potassium, or lithium existing on the surface of the layered silicate crystal. These ions preferably have ion exchange properties with a cationic substance and can insert (intercalate) various cationic substances between the layered silicate layers.
[0025]
The cation exchange capacity (CEC) of the layered silicate is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 meq / 100 g, more preferably 50 to 150 meq / 100 g, and 90 to 130 meq / More preferably, it is 100 g. When the cation exchange capacity of the layered silicate is less than 10 meq / 100 g, the amount of the cationic substance inserted (intercalated) between the layers of the layered silicate by ion exchange is reduced, so that the interlayer is sufficiently hydrophilic. May not be converted. On the other hand, if the cation exchange capacity exceeds 200 meq / 100 g, the bonding strength between the layers of the layered silicate becomes too strong, and the crystal flakes may be difficult to peel off.
[0026]
Specific examples of layered silicates that satisfy the above conditions include Kumine Industries 'Smecton SA, Kunimine Industries' Kunipia F, Co-op Chemical's Somasif ME-100, and Co-op Chemical's Lucentite SWN.
[0027]
The method of containing the tetraalkylphosphonium salt between the layers of the layered silicate is not particularly limited, but from the viewpoint of easy synthesis operation, the method of containing by exchanging an inorganic cation with a tetraalkylphosphonium compound by an ion exchange reaction Is preferred.
The method for ion-exchanging the ion-exchangeable inorganic cation of the layered silicate with a tetraalkylphosphonium compound is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, methods such as ion exchange in water, ion exchange in alcohol, and ion exchange in a water / alcohol mixed solvent can be used. For example, ion exchange in water refers to an operation in which a layered silicate is added to an aqueous solution in which a tetraalkylphosphonium compound is uniformly dissolved in water to perform ion exchange. The mixing ratio of the tetraalkylphosphonium compound and water in ion exchange in water is not particularly limited, but is preferably in the range of 1: 1 to 1: 10000, and in the range of 1:10 to 1: 1000. More preferably, it is more preferably in the range of 1:20 to 1: 200. The ion exchange is preferably performed in a temperature range of 0 to 100 ° C, more preferably in a temperature range of 10 to 80 ° C, and further preferably in a temperature range of 15 to 60 ° C. Furthermore, the ion-exchanged layered silicate can be isolated by removing the solvent by filtration after completion of the reaction.
[0028]
The progress of the ion exchange can be confirmed using a known method. For example, a method for confirming the exchanged inorganic ions by ICP emission analysis of the filtrate, a method for confirming that the layer spacing of the layered silicate has been expanded by X-ray analysis, and an organic compound from the weight reduction in the temperature rising process by a thermobalance It is possible to confirm that the ion-exchangeable inorganic ions in the layered silicate have been replaced with the tetraalkylphosphonium compound by using a method such as a method for confirming the presence of. The ion exchange is preferably 0.05 equivalent (5%) or more, more preferably 0.1 equivalent (10%) or more, relative to the inorganic ion equivalent of the layered silicate capable of ion exchange. More preferably, it is 5 equivalents (50%) or more.
[0029]
Next, the composition of the present invention will be described. The composition of the present invention is a composition comprising an organically modified layered silicate and an organic solvent.
The organic solvent contained in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it has an affinity for the organically modified layered silicate of the present invention. Examples of such organic solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; ethers such as ethyl ether, tetrahydrofuran, diglyme and methyl cellosolve; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone. Aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-octane, cyclohexane and squalane; alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropanol; carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, 1,2- Halogenated hydrocarbons such as dichloroethane, perchloroethylene and chlorobenzene; esters such as ethyl acetate, dibutyl phthalate and dioctyl phthalate; amides such as dimethylformamide; dimethyl And the like sulfoxides such as sulfoxide.
[0030]
The blending amount of the organically modified layered silicate and the organic solvent in the composition of the present invention is not particularly limited, but the ratio of the organically modified layered silicate in the organic solvent is 0.01 to 30 w / v%. It is preferable that it is 0.1-10 w / v%.
[0031]
The composition of the present invention can be a composition further comprising an organically modified layered silicate and a thermoplastic resin. The thermoplastic resin contained in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the decomposition start temperature of the organically modified layered silicate, and a known thermoplastic resin can be used. Specifically, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polybutadiene, polymethylpentene, cycloolefin polymer, polystyrene (PS), acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS), styrene / maleic anhydride copolymer -Polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polymethyl methacrylate (PMMA), nylon 6, nylon 66, cellulose acetate (TAC), polycarbonate (PC), modified polyphenylene ether ( m-PPE), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyphenyle Sulfide (PPS), and the like a liquid crystal polymer (LCP).
[0032]
The method for dispersing the organically modified layered silicate into the thermoplastic resin is not particularly limited, but the following two methods are preferred. That is, the first method is a method of kneading the thermoplastic resin and the organically modified layered silicate at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. In the second method, after the thermoplastic resin is uniformly dissolved in an organic solvent, an organically modified layered silicate dispersed in the organic solvent is added to the solvent, and after sufficiently mixing and stirring, the organic solvent is distilled off. Thus, this is a method of dispersing an organically modified layered silicate in a thermoplastic resin.
[0033]
The organically modified layered silicate and the composition thereof of the present invention can be used in various fields. For example, the composition comprising the organically modified layered silicate and the organic solvent of the present invention can improve the rheological properties of the organic solvent. Therefore, the composition of the present invention can be preferably used as a dispersion medium for cosmetics, pharmaceuticals, dyes, pigments, ultraviolet absorbers and the like. Moreover, it can also be used as a thin film form by apply | coating and drying the composition of this invention.
Furthermore, the composition comprising the organically modified layered silicate of the present invention and a thermoplastic resin can be used as a composite material having excellent mechanical properties, charging properties, gas barrier properties, antibacterial properties, and the like.
[0034]
【Example】
The features of the present invention will be described more specifically with reference examples, examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, processing contents, processing procedures, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.
[0035]
(Reference Example 1)
This reference example compares the thermal stability of compounds having different cation moiety structures. The following compound 1 (Aldrich), compound 2 (Aldrich), compound 3 (Aldrich), compound 4 (Tokyo Kasei), compound 5 (having a cetyl group (n-C 16 H 33 ) and having different cation moiety structures With respect to Compound 6 (Tokyo Kasei), the decomposition start temperature when the temperature was increased at a rate of 10 ° C./min in an argon atmosphere was measured using a Thermo Plus system manufactured by Rigaku Corporation. The decomposition start temperature here means a temperature at which the mass of the organophilic agent decreases by 1% with respect to the total mass of the organically modified layered silicate in this measurement method. The obtained results are shown in Table 1.
[0036]
[Chemical 3]
[0037]
[Table 1]
[0038]
From Table 1, the decomposition start temperatures of Compounds 1 to 3 (tetraalkylphosphonium compounds) were all 290 ° C. On the other hand, the decomposition start temperature of compounds 4 and 5 (tetraalkylammonium compound) was 190 ° C., and the decomposition start temperature of compound 6 (alkyltriphenylphosphonium compound) was 240 ° C.
Thus, the tetraalkylphosphonium compound has a decomposition initiation temperature that is 100 ° C. higher than that of the tetraalkylammonium compound and 50 ° C. higher than that of the alkyltriphenylphosphonium compound, and the tetraalkylphosphonium compound is an extremely excellent thermal stability compound. I understand that there is.
[0039]
(Example 1)
The following examples show that layered silicates organophilic with tetraalkylphosphonium compounds have higher thermal stability than layered silicates organophilic with tetraalkylammonium compounds.
[0040]
1. Sample Preparation <Sample 1 (Reference Example)>
It was prepared using Somasif ME-100 (Coop Chemical Co.), which is a swellable mica, as it is.
[0041]
<Sample 2 (Example)>
To 1.0 g of Compound 1, 48.0 g of deionized water was added and stirred at room temperature to dissolve uniformly. To this solution, 1.0 g of Somasif ME-100 was added and allowed to stand overnight at room temperature, followed by filtration and washing to obtain a white powder.
[0042]
<Sample 3 (Comparative Example)>
To 1.0 g of compound 4, 48.0 g of deionized water was added and stirred at room temperature to dissolve uniformly. To this solution, 1.0 g of Somasif ME-100 was added and allowed to stand at room temperature overnight, then filtered and washed to obtain a white powder.
[0043]
2. Measurement of layer spacing and decomposition initiation temperature of layered silicate About these layered silicates, 2θ = 1.2 ° by the θ-2θ method using RINT-2500 manufactured by Rigaku Corporation and using CuKα ray as a radiation source. The layer spacing was determined by measuring X-ray diffraction in the range of -30 ° at room temperature. Further, for sample 2 and sample 3, the decomposition start temperature when the temperature was raised at a rate of 10 ° C./min in an argon atmosphere was measured using a Thermo Plus system manufactured by Rigaku Corporation. The decomposition start temperature here means a temperature at which the mass of the organophilic agent decreases by 1% with respect to the total mass of the organically modified layered silicate in this measurement method. The obtained results are shown in Table 2.
[0044]
[Table 2]
[0045]
From Table 2, the organically modified layered silicate (sample 2) reacted with the tetraalkylphosphonium compound is the same as the organically modified layered silicate (sample 3) reacted with the tetraalkylammonium compound before the ion exchange ( Compared with sample 1), it is clear that the layer spacing is enlarged by about 0.8 nm. From this, it can be seen that the tetraalkylphosphonium compound can make the layered silicate organophilic like the tetraalkylammonium compound.
[0046]
In addition, when the decomposition start temperatures of these organically modified layered silicates are compared, the organically modified layered silicate (sample 2) that has been made organophilic by the tetraalkylphosphonium compound is organically modified by the tetraalkylammonium compound. It can be seen that the decomposition start temperature is 100 ° C. higher than that of the modified layered silicate (sample 3).
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the organically modified layered silicate of the present invention has a decomposition initiation temperature of 250 ° C. or higher, and further contains a tetraalkylphosphonium compound between the layers. It can be made as organophilic as the layered silicate and has better thermal stability than before. Further, since the composition of the present invention is a composition containing the above-mentioned organically modified layered silicate, it can be applied as a composite material with improved rheological properties and excellent mechanical properties, charging properties, gas barrier properties, and antibacterial properties. is there.
