JP2008521748A - 電荷のバランスをとるための有機イオン含む粘土及びそれを含むナノコンポジット物質 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
ここでM2+は2価の金属イオン、例えばZn2+,Mn2+,Ni2+,Co2+,Fe2+,Mg2+であり、M3+は3価の金属イオン、例えばAl3+,Cr3+,Fe3+,Co3+,及びGa3+であり、m及びnは、m/n=1〜10であるような値を有し、bは、0〜10の範囲の値を有する。Xは、電荷のバランスをとるためのイオンであり、ヒドロキシド、カーボネート、バイカーボネート、ナイトレート、クロリド、ブロミド、スルホネート、サルフェート、バイサルフェート、バナデート、タングステート、ボレート、ホスフェート、ピラー化アニオン例えばHVO4 -,V2O7 4-,HV2O12 4-,V3O9 3-,V10O28 6-,Mo7O24 6-,PW12O40 3-,B(OH)4 -,B4O5(OH)4 2-,[B3O3(OH)4]-,[B3O3(OH)5]2-,HBO4 2-,HGaO3 2-,CrO4 2-,及びケギンイオン(Keggin-ion)であり得る。
好ましい無機のアニオン性粘土は、層間にカーボネート,ナイトレート,サルフェート及び/又はヒドロキシドを含む、なぜならこれらは最も容易に入手可能であり、最も安価な無機のアニオン性粘土だからである。この明細書の目的のために、カーボネート及びバイカーボネートアニオンは、無機性であると定義される。
ここでm及びnは、m/n=1〜10,好ましくは1〜6,より好ましくは2〜4,最も好ましくは3に近い値となるような値を有する;bは、0〜10の範囲の値,一般的には2〜6の範囲の値,しばしば約4の値を有する。Xは電荷のバランスをとるためのイオンであって、ヒドロキシド,カーボネート,バイカーボネート,ナイトレート,クロリド,ブロミド,スルホネート、サルフェート、バイサルフェート、バナデート、タングステート、ボレート、ホスフェート、ピラー化アニオン、例えばHVO4 -,V2O7 4-,HV2O12 4-,V3O9 3-,V10O28 6-,Mo7O24 6-,PW12O40 3-,B(OH)4 -,B4O5(OH)4 2-,[B3O3(OH)4]-,[B3O3(OH)5]2-、HBO4 2-,HGaO3 2-,CrO4 2-,及びケギンイオンであり得る。
a.ロジンをベースとするイオンとのイオン交換:
b.ロジンをベースとするイオンの存在下での粘土の合成;
c.粘土の焼成及び続いて行われるロジンをベースとするイオンの存在下での再水和(rehydration);
d.粘土のカーボネートイオンと鉱酸との交換、及び続いて行われるロジンをベースとするイオンとのイオン交換
を含む。
本発明は下記の実施例においてさらに説明される。
図1は、市販のMg−Alアニオン性粘土(カーボネートの形態、線A)、実施例1に記載されたロジンをベースとするイオンを含む有機粘土(線B)、85重量%のSBR及びロジンをベースとするイオンを含むアニオン性粘土を15重量%含むSBRコンパウンド(実施例2、線C)、及び85重量%のNR及びロジンをベースとするイオンを含むアニオン性粘土を15重量%含むNRコンパウンド(実施例3、線D)のXRDパターンを示す。
機械式攪拌装置、温度計/サーモスタット、還流冷却器、及び窒素フラッシュを備えられた500mlの4ツ口丸底フラスコにおいて、20グラムのハイドロタルサイト様の粘土(DHT−6)が250mlの脱イオン化水に分散された。
ゴムをベースとするナノコンポジットが、ブラベンダー(Brabender)混合チャンバー(30 cm3)を使用して、実施例1のロジンをベースとするイオンを含むハイドロタルサイト様粘土をSBRゴム(Buna SB1502、ダウケミカル)と15/85の重量比で溶融混合することにより製造された。約20グラムのゴムが3gのインターカレートされた粘土と共に、50rpmの回転速度、110℃の温度において20分間攪拌された。ナノコンポジットはXRD及びTEMで分析され、剥離の程度を決定した。
実施例1で得られたハイドロタルサイト様粘土の7.5グラムが50 cm3の混合チャンバー中で42.5グラムのNR(SMR5)と混合された。ローター速度は50rpmに設定され、混合時間は110℃において20分であった。第二の混合工程において、4phr(即ち100重量部のゴム当たりの重量部)の過酸化物、Perkadox(商標)BC−ff(アクゾノーベルケミカルズ)が、インターカレートされた粘土を含む100phrのNRと実験室用2本ロールミル上で約10分間、混合された。次に、該物質は加熱された液圧プレス(Fontijne)で170℃において加硫された。加硫されたナノコンポジットもまたXRDで分析された。
機械式攪拌装置、温度計/サーモスタット、還流冷却器、及び窒素フラッシュを備えられた3,000mlの4ツ口丸底フラスコにおいて、100グラムのハイドロタルサイト様の粘土(DHT−4A)が、脱イオン化された1,000mlの水及び400mlのエタノールに分散された。
ポリプロピレンをベースとするナノコンポジットは、5ccのマイクロ押出機を使用して、実施例4からのロジンをベースとするイオンを含むハイドロタルサイト様粘土をポリプロピレン(Stamylan(商標)P17M10、DSM製)と12/88の重量比で溶融混合することにより製造された。200rpmの回転速度において200℃の温度において、およそ3.2グラムのPPが0.4gのインターカレートされた粘土と60分間混合され、次に170℃に冷却され、追加の25分間混合された。ナノコンポジットはXRD及びTEMで解析され、剥離の程度を決定した。
Claims (16)
- 電荷のバランスをとるための有機イオンを含む、アニオン性粘土、スメクタイトタイプの粘土、及びバーミキュライトから選択された粘土において、該有機イオンの少なくとも一部がロジンをベースとするものであるところの粘土。
- 粘土がアニオン性粘土である、請求項1に記載の粘土。
- 粘土が、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト、サポナイト、及びソーコナイトからなる群から選択されたスメクタイト粘土である、請求項1に記載の粘土。
- 電荷のバランスをとるためのイオンの少なくとも10重量%がロジンをベースとする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘土。
- ポリマーマトリックス中に請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘土を含むハイブリッド有機−無機コンポジット物質。
- ポリマーマトリックスが少なくとも1のエチレン性不飽和モノマーの重合により得られ得る(コ)ポリマーを含む、請求項5に記載のコンポジット物質。
- ポリマーがポリエチレン又はポリプロピレンである、請求項6に記載のコンポジット物質。
- ロジンをベースとするイオンが、1〜40の炭素原子を有する置換又は無置換の、脂肪族又は芳香族炭化水素で置換されている、請求項5〜7のいずれか1項に記載のコンポジット物質。
- ロジンをベースとするイオンが、ヒドロキシ、アミノ、アンモニウム、ニトロ、スルホニック、スルフィニック、スルホネート、スルホニウム、ホスホネート、ホスホニウム、エポキシ、ビニル、イソシアネート、カルボキシ、カルボン酸、ヒドロキシフェニル、及び酸無水物からなる群から選択された反応性基を含む、請求項5〜7のいずれか1項に記載のコンポジット物質。
- 粘土が、ロジンをベースとするイオンとは異なる有機イオンの1以上をさらに含む、請求項5〜9のいずれか1項に記載のコンポジット物質。
- コンポジット物質の合計重量に基づいて1〜10重量%の粘土を含む、請求項5〜10のいずれか1項に記載のコンポジット物質。
- 粘土の少なくとも一部が脱ラミネート化されている又は剥離されている、請求項5〜11のいずれか1項に記載のコンポジット物質。
- コンポジット物質がナノコンポジット物質である、請求項5〜12のいずれか1項に記載のコンポジット物質。
- コンポジット物質の合計重量に基づいて10〜70重量%の粘土を含む、請求項5〜10のいずれか1項に記載のコンポジット物質。
- コーティング組成物、インク配合物、接着剤の粘着化剤、樹脂をベースとする組成物、ゴム組成物、クリーニング配合物、掘削流動体、セメント、プラスター配合物、不織布、フォーム、膜、整形外科のギブス、セラミック物質、重合反応、紙、洗剤、医薬のための制御された放出用途、殺虫剤、及び/又は肥料、又は有機化合物の吸着剤において請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘土を使用する方法。
- 絨毯、自動社部品、容器閉鎖体、弁当箱、閉鎖体、医療器具、家庭用品、食料品容器、食器洗浄機、屋外家具、ブロー成形されたボトル、使い捨ての不織布、ケーブル及びワイヤ又は包装容器において、請求項5〜14のいずれか1項に記載のコンポジット物質を使用する方法。
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