JP2018150200A - Production method of silanized laminar inorganic compound - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a silanized laminar inorganic compound that silanizes for modification efficiently an interlayer of many kinds of laminar inorganic compounds.MEANS FOR SOLVING THE PROBLEM: A production method of a silanized laminar inorganic compound is characterized in that an exchangeable cation of a laminar inorganic compound is subjected to cation exchange with an onium group at a rate of 25-75 mole% in terms of an ion-exchange capacity to obtain a precursor, which is silanized by a silanization agent. The silanized laminar inorganic compound is used as a various fillers, adsorbents, a host compound of a functional molecule or the like.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シリル化剤により層状無機化合物の層間を化学修飾するシリル化層状無機化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a silylated layered inorganic compound in which a layer of a layered inorganic compound is chemically modified with a silylating agent.

層状無機化合物の層間をシリル化修飾する方法として、層間に存在する交換性陽イオンをアルキルオニウムなどの有機オニウム等のオニウムで交換反応させて層間距離を広げた後、クロロシラン類[RnSiCl4-n]またはアルコキシシラン類[R5 nSi(OR64-n]を作用させて、層間に存在する水酸基またはアルコキシラートと前記シラン類とを反応させる方法が知られている。 As a method for silylation modification between layers of a layered inorganic compound, an exchangeable cation existing between layers is exchanged with an onium such as an organic onium such as an alkylonium to increase the interlayer distance, and then chlorosilanes [R n SiCl 4 -n] or alkoxysilanes [R 5 n Si (oR 6 ) 4-n] was allowed to act, methods are known to react with hydroxyl groups or alkoxylate present between layers and the silanes.

例えば、非特許文献1には、層状無機化合物としてマガディアイトを用い、マガディアイトに塩化ドデシルトリメチルアンモニウムを作用させて層間の交換性陽イオンであるナトリウムイオンをドデシルトリメチルアンモニウムで交換して層間距離を広げた後、シリル化剤として3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを作用させて、層間を3−メタクリロキシプロピルシリル化することが記載されている。   For example, in Non-Patent Document 1, magadiaite is used as a layered inorganic compound, dodecyltrimethylammonium chloride is allowed to act on magadiite, and sodium ions that are exchangeable cations between layers are exchanged with dodecyltrimethylammonium to increase the interlayer distance. It is described that, after spreading, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane is allowed to act as a silylating agent so that the interlayer is 3-methacryloxypropylsilylated.

また、非特許文献2には、層状無機化合物としてマガディアイトを用い、マガディアイトに塩化ドデシルトリメチルアンモニウムを作用させて層間の交換性陽イオンであるナトリウムイオンをドデシルトリメチルアンモニウムで交換して層間距離を広げた後、シリル化剤としてオクチルトリクロロシランを作用させて、層間をオクチルシリル化することが記載されている。   In Non-Patent Document 2, magadiaite is used as a layered inorganic compound, dodecyltrimethylammonium chloride is allowed to act on magadiite, and sodium ions which are exchangeable cations between layers are exchanged with dodecyltrimethylammonium to increase the interlayer distance. After spreading, octyltrichlorosilane is allowed to act as a silylating agent to octylsilylate the interlayer.

Chem.Mater.2000, 12,1702−1707Chem. Mater. 2000, 12, 1702-1707 Chem.Mater.2003, 15,3134−3141Chem. Mater. 2003, 15, 3134-3141 React.Solids,1988, 5,167−175React. Solids, 1988, 5,167-175

しかしながら、非特許文献1では層間シリル化反応を進行させるためには、アルコキシシラン類である3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを反応点、すなわちイオン交換容量に対して約35モル倍という大過剰の量を使用する必要があり、工業的に不向きである。
また、シリル化反応性の高いクロロシラン類である3−メタクリロキシプロピルジクロロメチルシランを用いると、副生する塩化水素の作用により、エステルの加水分解やビニル基への塩化水素のマイケル付加などの副反応が進行するため、クロロシラン類の使用は好ましくないことが記載されている。
However, in Non-Patent Document 1, in order to proceed with the inter-layer silylation reaction, the alkoxysilanes 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane have a large excess of about 35 mol times with respect to the reaction point, that is, the ion exchange capacity. It is necessary to use a quantity and is unsuitable industrially.
In addition, when 3-methacryloxypropyldichloromethylsilane, which is a chlorosilane having high silylation reactivity, is used, by the action of hydrogen chloride produced as a by-product, secondary hydrolysis such as ester hydrolysis and Michael addition of hydrogen chloride to the vinyl group occurs. It is described that the use of chlorosilanes is not preferred because the reaction proceeds.

ここで、イオン交換容量とはイオン交換体の単位重量当たりのイオン交換量を表し、通常イオン交換体1g当たりのミリ当量(meq/g)やイオン交換体100g当たりのミリ当量(meq/100g)、およびイオン交換体1kg当たりのモル量(molc/kg)やイオン交換体1kg当たりのセンチモル量(cmolc/kg)等で表される。
例えば、ナトリウム−マガディアイトの化学式はNa2Si1429・nH2Oであり、ここでn=0とすると、式量は903.2であり、ナトリウムは全て交換性陽イオンとみなすことができるので、この場合のイオン交換容量は2.21molc/kgと表すことができる。
Here, the ion exchange capacity represents the amount of ion exchange per unit weight of the ion exchanger, and is usually milliequivalent (meq / g) per gram of ion exchanger or milliequivalent (meq / 100 g) per 100 g of ion exchanger. , And a molar amount per kg of ion exchanger (mol c / kg), a centimole amount per kg of ion exchanger (cmol c / kg), and the like.
For example, the chemical formula of sodium magadiite is Na 2 Si 14 O 29 .nH 2 O, where n = 0, the formula weight is 903.2, and all sodium can be regarded as exchangeable cations. Therefore, the ion exchange capacity in this case can be expressed as 2.21 mol c / kg.

また、非特許文献2では、シリル化剤としてクロロシラン類であるオクチルトリクロロシランを用いることにより、概ね定量的に層間のシリル化反応が進行することが記載されている。
しかしながら、クロロシランを用いると、大量の塩化水素が副生するため、製造装置が腐食する恐れがあり、特殊な製造装置を用いる必要があるうえ、大量の塩化水素を廃棄処理する必要があるため、工業的に不向きである。さらに、クロロシラン系のシリル化剤は市販されている種類に限りがあるため、これらを用いた層状無機化合物の層間修飾の種類が限られ、用途に応じた層間修飾が制限されるため、工業的には不利である。
Non-Patent Document 2 describes that the silylation reaction between layers proceeds almost quantitatively by using octyltrichlorosilane, which is a chlorosilane, as a silylating agent.
However, when chlorosilane is used, since a large amount of hydrogen chloride is produced as a by-product, the production equipment may corrode, and it is necessary to use a special production equipment, and it is necessary to dispose of a large amount of hydrogen chloride. Industrially unsuitable. Furthermore, since the types of chlorosilane-based silylating agents that are commercially available are limited, the types of interlayer modification of layered inorganic compounds using these are limited, and the interlayer modification according to the application is limited. Is disadvantageous.

また、上記非特許文献1ではシリル化剤としてアルコキシシラン類である3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを大過剰用いてシリル化反応をしているが、このとき交換性陽イオンであるナトリウムイオンを有機オニウムであるドデシルトリメチルアンモニウムで置換させた前駆体のオニウム基の割合がイオン交換容量に対して80モル%である。
一般に、シリル化反応を行う前に、層状無機化合物の層間の交換性陽イオンを有機オニウムで十分に交換して層間距離を広げることが知られている。例えば、非特許文献1の引用文献である非特許文献3には、層状無機化合物であるナトリウム−マガディアイトのイオン交換容量の12モル倍以上という大過剰の有機オニウム塩を作用させることが記載されている。
また、非特許文献2には、同じく3モル倍以上という過剰の有機オニウム塩を作用させる操作を繰り返すことによって、十分に有機オニウムを層間に導入することが示されている。しかし、シリル化反応に供する前駆体層状無機化合物の層間の有機オニウムの量を特定な範囲にすると、シリル化反応のシリル化率が向上することの記載も示唆もない。
Moreover, in the said nonpatent literature 1, although 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane which is alkoxysilanes is used as a silylating agent in large excess, silylation reaction is carried out, but the sodium ion which is an exchangeable cation is carried out at this time. The ratio of the onium group of the precursor substituted with organic onium dodecyltrimethylammonium is 80 mol% with respect to the ion exchange capacity.
In general, it is known that the exchangeable cation between layers of a layered inorganic compound is sufficiently exchanged with organic onium to increase the interlayer distance before the silylation reaction. For example, Non-Patent Document 3, which is a cited document of Non-Patent Document 1, describes that a large excess of organic onium salt of 12 mol times or more of the ion exchange capacity of sodium-magadiite, which is a layered inorganic compound, is allowed to act. ing.
Further, Non-Patent Document 2 shows that organic onium is sufficiently introduced between layers by repeating the operation of acting an excess of an organic onium salt of 3 mole times or more. However, there is no description or suggestion that when the amount of the organic onium between the layers of the precursor layered inorganic compound subjected to the silylation reaction is within a specific range, the silylation rate of the silylation reaction is improved.

本発明は、上記の状況を鑑み、層状無機化合物の層間を幅広い種類に亘って効率的にシリル化修飾するシリル化層状無機化合物の製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a method for producing a silylated layered inorganic compound in which the layers of the layered inorganic compound are efficiently silylated and modified over a wide variety.

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、シリル化剤でシリル化反応させる前の前駆体におけるオニウム基の割合を特定な範囲にしてから、前記前駆体をシリル化剤によりシリル化することで、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has made the ratio of onium groups in the precursor before the silylation reaction with the silylating agent within a specific range, and then the precursor is converted into the silylating agent. It was found that the above-mentioned problems can be solved by silylation by means of, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の第1発明は、層状無機化合物が有する交換性陽イオンを、イオン交換容量として25〜75モル%の割合で、オニウム基で陽イオン交換して得た前駆体に対し、シリル化剤によりシリル化反応を行うことを特徴とするシリル化層状無機化合物の製造方法である。   That is, according to the first invention of the present invention, the cation exchange of the exchangeable cation of the layered inorganic compound with an onium group at a rate of 25 to 75 mol% as an ion exchange capacity is performed with respect to a silyl group. It is a method for producing a silylated layered inorganic compound, characterized in that a silylation reaction is carried out with an agent.

本発明の第2発明は、前駆体が、層状無機化合物に有機オニウム塩を反応させた後、酸により層状無機化合物中の有機オニウム塩および有機オニウム塩で陽イオン交換されていない交換性陽イオンの一部を水酸基に変換させて得られるものである第1発明に記載のシリル化層状無機化合物の製造方法である。   In the second invention of the present invention, an organic onium salt in a layered inorganic compound and an exchangeable cation that has not been cation-exchanged with the organic onium salt by reacting an organic onium salt with the layered inorganic compound. A method for producing a silylated layered inorganic compound according to the first aspect of the present invention, which is obtained by converting a part of a hydroxyl group into a hydroxyl group.

また、第3発明は、有機オニウム塩が下記式(1)で表される化合物である第2発明に記載のシリル化層状無機化合物の製造方法である。
1234+- (1)
(式(1)において、R1、R2、R3およびR4はぞれぞれ同一であっても異なっていても良く、炭素数1〜22のアルキル基、炭素数7〜22のアラルキル基、炭素数6〜22のアリール基、−(CH2−CH(CH3)O)a−H基または−(CH2−CH2−O)b−H 基を示し、aおよびbは1〜20の整数であり、X-はハロゲン化物イオンを示す。)
Moreover, 3rd invention is a manufacturing method of the silylated layered inorganic compound as described in 2nd invention whose organic onium salt is a compound represented by following formula (1).
R 1 R 2 R 3 R 4 N + X - (1)
(In the formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different, each having an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms and an aralkyl having 7 to 22 carbon atoms. Group, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, — (CH 2 —CH (CH 3 ) O) a —H group or — (CH 2 —CH 2 —O) b —H group, wherein a and b are 1 (It is an integer of ˜20, and X represents a halide ion.)

また、第4発明は、シリル化剤が下記式(2)で表される化合物である第1発明〜第3発明のいずれかに記載のシリル化層状無機化合物の製造方法である。
[R5 nSi(OR64-n] (2)
(式(2)において、R5はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数1〜20のアリール基、炭素数1〜20のアラルキル基であり、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシシリル基で置換されていても良く、R6はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、または炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキル基を示し、nは0〜4の整数を示す。)
Moreover, 4th invention is a manufacturing method of the silylated layered inorganic compound in any one of 1st invention-3rd invention whose silylating agent is a compound represented by following formula (2).
[R 5 n Si (OR 6 ) 4-n ] (2)
(In Formula (2), each R 5 is independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. A saturated cycloalkyl group, an aryl group having 1 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms, each of which includes a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group, It may be substituted with an ammonium group, a thiol group, an isocyanurate group, a ureido group, an isocyanate group, a carboxyl group, a halogen atom, or an alkoxysilyl group, and each R 6 is independently a hydrogen atom or a saturated group having 1 to 8 carbon atoms. Or an unsaturated alkyl group, a C1-C8 saturated or unsaturated cycloalkyl group, a trimethylsilyl group, a dimethylsilyl group Or a saturated or unsaturated heterocycloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 4.)

さらに、第5発明は、層状無機化合物が層状ケイ酸塩、層状粘土鉱物および層状金属酸化物のいずれかを含む第1発明〜第4発明のいずれかに記載のシリル化層状無機化合物の製造方法である。   Furthermore, the 5th invention is a manufacturing method of the silylated layered inorganic compound in any one of the 1st invention-the 4th invention in which a layered inorganic compound contains either a layered silicate, a layered clay mineral, and a layered metal oxide. It is.

本発明のシリル化層状無機化合物の製造方法を用いれば、層状無機化合物の層間をアルコキシシラン類などの反応性の比較的低いシリル化剤でも効率的にシリル化修飾することができるために、用途に応じて様々なシリル化層状無機化合物を得ることができる。シリル化層状無機化合物は、各種フィラー、吸着剤および機能分子のホスト化合物等として利用可能である。
シリル化層状無機化合物はそれを構成するナノシートが積層した構造を維持した状態で利用することもできるし、ナノシートが剥離した状態で利用することもできる。
If the method for producing a silylated layered inorganic compound of the present invention is used, the interlayer of the layered inorganic compound can be efficiently silylated with a relatively low-reactivity silylating agent such as alkoxysilanes. Depending on the situation, various silylated layered inorganic compounds can be obtained. Silylated layered inorganic compounds can be used as various fillers, adsorbents, functional compound host compounds, and the like.
The silylated layered inorganic compound can be used in a state in which the structure in which the nanosheets constituting it are laminated is maintained, or can be used in a state in which the nanosheets are peeled off.

図1は、本発明におけるシリル化剤による層状無機化合物のシリル化修飾を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing silylation modification of a layered inorganic compound by a silylating agent in the present invention. 図2は、実施例における前駆体のオニウム基の割合とシリル化率の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the proportion of the onium group of the precursor and the silylation rate in the examples.

以下、本発明について詳しく説明する。なお、特にことわりのない限り、部数
は質量部、%は質量%を表す。
The present invention will be described in detail below. Unless otherwise specified, parts are parts by mass, and% is mass%.

本発明における層状無機化合物としては、特に限定されないが、グラファイト、層状金属カルコゲン化物、層状金属酸化物(例えば、酸化チタン、酸化ニオブを主体とする層状ペロブスカイト化合物、チタン・ニオブ酸塩、モリブデン酸塩等)、層状金属オキシハロゲン化物、層状金属リン酸塩(例えば、層状アンチモンリン酸塩等)、層状粘土鉱物、層状ケイ酸塩(例えば、雲母、スメクタイト族(モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、フルオロヘクトライト等)、カオリン族(カオリナイト等)、マガディアイト、ケニヤアイト、カネマイト等)および層状複水酸化物などが挙げられる。
これらの中でも入手の容易さ等から、層状ケイ酸塩、層状粘土鉱物および層状金属酸化物が好ましく用いられるが、これらは天然に産出されたものでも人工的に合成されたものでもいずれを用いてもよい。
The layered inorganic compound in the present invention is not particularly limited, but graphite, layered metal chalcogenides, layered metal oxides (for example, layered perovskite compounds mainly composed of titanium oxide and niobium oxide, titanium / niobate, molybdate) Etc.), layered metal oxyhalides, layered metal phosphates (eg, layered antimony phosphates, etc.), layered clay minerals, layered silicates (eg, mica, smectite groups (montmorillonite, saponite, hectorite, fluorohect) Light), kaolin group (kaolinite, etc.), magadiite, kenyaite, kanemite, etc.) and layered double hydroxides.
Of these, layered silicates, layered clay minerals and layered metal oxides are preferably used because of their availability, etc., and these are either naturally produced or artificially synthesized. Also good.

本発明においては、上記層状無機化合物に存在するナトリウムおよびカリウムなどのアルカリ金属、ならびにマグネシウムおよびカルシウムなどのアルカリ土類金属等の金属カチオンなどの交換性陽イオンを有機オニウム塩などと反応させて得られる、層間を広げた層状無機化合物がシリル化層状無機化合物の前駆体である。
前記前駆体は、層状無機化合物の交換性陽イオンに対して、イオン交換容量で25〜75モル%の割合で、オニウム基で置換させた化合物であり、オニウム基の割合は30〜70モル%であることが好ましく、35〜70モル%であることがさらに好ましい。
In the present invention, it is obtained by reacting an exchangeable cation such as an alkali metal such as sodium and potassium present in the layered inorganic compound and a metal cation such as an alkaline earth metal such as magnesium and calcium with an organic onium salt. The layered inorganic compound having an expanded interlayer is a precursor of the silylated layered inorganic compound.
The precursor is a compound substituted with an onium group in an ion exchange capacity of 25 to 75 mol% with respect to the exchangeable cation of the layered inorganic compound, and the proportion of the onium group is 30 to 70 mol%. Preferably, it is 35 to 70 mol%.

前記前駆体におけるオニウム基の割合を調整するために、層状無機化合物に有機オニウム塩を反応させた後、さらに、酸により層状無機化合物中のオニウム基の一部を水酸基に変換させる方法が好ましい。   In order to adjust the ratio of the onium group in the precursor, a method in which an organic onium salt is reacted with the layered inorganic compound and then a part of the onium group in the layered inorganic compound is converted into a hydroxyl group with an acid is preferable.

交換性陽イオンとして、金属カチオンが層間に存在すると、アルコキシシラン類などのシリル化剤によるシリル化率が低下するため、酸処理により金属カチオンを低減することが好ましい。
したがって、層状無機化合物の層間にオニウム基を導入する方法としては、陽イオン交換容量と当量以上のオニウム塩を反応させた後、酸を作用させる方法と、あらかじめ陽イオン交換容量の当量未満のオニウム塩を反応させるなどの方法があるが、よりシリル化率を向上させるために前者の当量以上のオニウム塩を反応させた後、酸を作用させる方法がより好ましい。
また、層状無機化合物の層間のオニウム基の量を調整導入する方法としては、オニウム塩と酸を適切な量で混合したものを層状無機化合物に反応させても良く、先に酸を適切な量(好ましくは陽イオン交換容量の当量未満)で反応させた後、オニウム塩を反応させても良い。
When a metal cation is present between the layers as an exchangeable cation, the silylation rate by a silylating agent such as alkoxysilanes is reduced, and therefore it is preferable to reduce the metal cation by acid treatment.
Therefore, as a method for introducing an onium group between layers of a layered inorganic compound, an onium salt having an amount equal to or greater than the cation exchange capacity is reacted, and then an acid is used. Although there is a method of reacting a salt, a method of reacting an acid after reacting an onium salt of the former equivalent or more in order to further improve the silylation rate is more preferable.
In addition, as a method for adjusting and introducing the amount of onium groups between layers of the layered inorganic compound, a mixture of an onium salt and an acid in an appropriate amount may be reacted with the layered inorganic compound, and an appropriate amount of acid is firstly added. The onium salt may be reacted after the reaction (preferably less than the equivalent of the cation exchange capacity).

本発明において層状無機化合物と反応させるオニウム塩としては、特に限定されないが、有機オニウムが好ましく、例えば、有機アンモニウム、有機ピリジニウム、有機イミダゾリウム、有機ホスホニウム、有機オキソニウム、有機スルホニウム、有機スルホキソニウム、有機セレノニウム、有機カルボニウム、有機ジアゾニウム、有機ヨードニウム、有機ピリリニウム、有機ピロリジニウム、有機カルベニウム、有機アシリウム、有機チアゾリニウム、有機アルソニウム、有機スチボニウムおよび有機テルロニウム等の塩が挙げられ、これらの中でも、有機アンモニウム、有機ピリジニウム、有機イミダゾリウム、有機ホスホニウムおよび有機スルホニウムの塩が好ましく、これらのオニウム塩は単独または2種以上組み合わせて用いられる。
前記有機基としては特に限定はないが、例えば、炭素数1〜22のアルキル基、炭素数7〜22のアラルキル基、炭素数6〜22のアリール基、−(CH2−CH(CH3)O)a−H基、−(CH2−CH2−O)b−H 基が挙げられ、aおよびbは1〜20の整数であり、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、チオール基、イソシアナート基、ハロゲン原子、アミノ基やアルキルアミノ基等の塩基性基、カルボキシル基等の酸性基、光酸発生基、熱酸発生基、光塩基発生基、熱塩基発生基、光ラジカル発生基および熱ラジカル発生基等の官能基で置換されていても良い。
In the present invention, the onium salt to be reacted with the layered inorganic compound is not particularly limited, but organic onium is preferable, for example, organic ammonium, organic pyridinium, organic imidazolium, organic phosphonium, organic oxonium, organic sulfonium, organic sulfoxonium, Organic selenonium, organic carbonium, organic diazonium, organic iodonium, organic pyririnium, organic pyrrolidinium, organic carbenium, organic acylium, organic thiazolinium, organic arsonium, organic stibonium, organic telluronium, and the like, among these, organic ammonium, organic Pyridinium, organic imidazolium, organic phosphonium and organic sulfonium salts are preferred, and these onium salts may be used alone or in combination of two or more. .
The is not particularly limited as organic groups, for example, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 22 carbon atoms, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, - (CH 2 -CH (CH 3) O) a —H group, — (CH 2 —CH 2 —O) b —H group, and a and b are integers of 1 to 20, vinyl group, epoxy group, oxetanyl group, acryloxy group, methacryloxy Group, hydroxyl group, thiol group, isocyanate group, halogen atom, basic group such as amino group and alkylamino group, acidic group such as carboxyl group, photoacid generating group, thermal acid generating group, photobase generating group, thermal base It may be substituted with a functional group such as a generating group, a photo radical generating group and a thermal radical generating group.

さらに好ましくは、下記式(1)で表される有機オニウム塩である。
1234+- (1)
(式(1)において、R1、R2、R3およびR4はぞれぞれ同一であっても異なっていても良く、炭素数1〜22のアルキル基、炭素数7〜22のアラルキル基、炭素数6〜22のアリール基および−(CH2−CH(CH3)O)a−H基または−(CH2−CH2−O)b−H 基を示し、aおよびbは1〜20の整数であり、X-はハロゲン化物イオンを示す。)
More preferably, it is an organic onium salt represented by the following formula (1).
R 1 R 2 R 3 R 4 N + X - (1)
(In the formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different, each having an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms and an aralkyl having 7 to 22 carbon atoms. Group, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms and — (CH 2 —CH (CH 3 ) O) a —H group or — (CH 2 —CH 2 —O) b —H group, wherein a and b are 1 (It is an integer of ˜20, and X represents a halide ion.)

前記式(1)で表される有機オニウム塩としては特に限定されないが、例えば、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジメチルオクタデシルフェニルアンモニウム、塩化トリエチルベンシルアンモニウム、塩化ドデシルアンモニウム、塩化ジメチルジポリエチレンオキシドアンモニウム、塩化ジメチルジプロピレンオキシドアンモニウム、塩化ジメチルポリエチレンオキシドポリプロピレンオキシドアンモニウム、塩化ジメチルステアリルポリエチレンオキシドアンモニウム、塩化ジメチルステアリルポリプロピレンオキシドアンモニウム、塩化メチルステアリルジポリエチレンオキシドアンモニウム、塩化メチルステアリルジポリプロピレンオキシドアンモニウム、塩化ベンジルメチルジポリエチレンオキシドアンモニウム、塩化ベンジルメチルジポリプロピレンオキシドアンモニウム、臭化1−エチルピリジニウム、塩化1−オクタデシルピリジニウム、臭化3−メチル−1−プロピルイミダゾリウム、塩化3−メチル−1−(2−ナフチル)イミダゾリウム、臭化トリフェニル(テトラデシル)ホスホニウム、塩化エチルジメチルスルホニウム、臭化トリフェニルスルホニウムなどが挙げられる。
これらの中でも、好ましくは、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジメチルオクタデシルフェニルアンモニウム、塩化トリエチルベンシルアンモニウムおよび塩化ドデシルアンモニウムが挙げられる。
The organic onium salt represented by the formula (1) is not particularly limited. For example, dodecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, dihexadecyldimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium chloride, dimethyloctadecylphenylammonium chloride, Triethylbensyl ammonium chloride, dodecyl ammonium chloride, dimethyl dipolyethylene oxide ammonium chloride, dimethyl dipropylene oxide ammonium chloride, dimethyl polyethylene oxide polypropylene oxide ammonium chloride, dimethyl stearyl polyethylene oxide ammonium chloride, dimethyl stearyl polypropylene oxide ammonium chloride, methyl stearyl dichloride Polyethylene oxide ammonium Methylstearyl dipolypropylene oxide ammonium chloride, benzylmethyl dipolyethylene oxide ammonium chloride, benzylmethyl dipolypropylene oxide ammonium chloride, 1-ethylpyridinium bromide, 1-octadecylpyridinium chloride, 3-methyl-1-propylimidazolium bromide, chloride Examples include 3-methyl-1- (2-naphthyl) imidazolium, triphenyl (tetradecyl) phosphonium bromide, ethyldimethylsulfonium chloride, and triphenylsulfonium bromide.
Among these, Preferably, dodecyl trimethyl ammonium chloride, hexadecyl trimethyl ammonium chloride, dihexadecyl dimethyl ammonium chloride, octadecyl trimethyl ammonium chloride, dimethyl octadecyl phenyl ammonium chloride, triethyl benzyl acyl ammonium chloride, and dodecyl ammonium chloride are mentioned.

層状化合物の層間をオニウム基で修飾する方法は特に限定はなく、公知の方法を用いることができる。例えば、有機オニウムと塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンなどのハロゲン化物イオン等の塩を水やメタノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどの極性溶媒等の溶媒中で層状無機化合物と混合することにより、層状無機化合物中の交換性陽イオンと有機オニウムとの陽イオン交換反応により、層間をオニウム基で修飾することができる。
反応溶媒として用いる水としては、中性、酸性、アルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
The method for modifying the interlayer of the layered compound with an onium group is not particularly limited, and a known method can be used. For example, by mixing organic onium and halide ions such as chloride ions, bromide ions, and iodide ions with layered inorganic compounds in a solvent such as water, alcohols such as methanol, and polar solvents such as acetonitrile. The interlayer can be modified with an onium group by a cation exchange reaction between an exchangeable cation and an organic onium in the layered inorganic compound.
The water used as the reaction solvent may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but is preferably ion exchange water, distilled water, pure water or ultrapure water.

層状化合物の層間をオニウム基で陽イオン交換して修飾するため用いる有機オニウム塩の量に特に限定はなく、目的に応じて任意に設定することができるが、層状無機化合物の陽イオン交換容量に対して、好ましくは20〜2000モル%(0.2〜20当量)であり、より好ましくは50〜1000モル%(0.5〜10当量)であり、さらに好ましくは100〜500モル%(1〜5当量)である。
上記陽イオン交換反応における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは0〜100℃であり、より好ましくは10〜60℃であり、さらに好ましくは15〜40℃である。
There is no particular limitation on the amount of the organic onium salt used to modify the layer of the layered compound by cation exchange with an onium group, and it can be arbitrarily set according to the purpose, but the cation exchange capacity of the layered inorganic compound On the other hand, it is preferably 20 to 2000 mol% (0.2 to 20 equivalents), more preferably 50 to 1000 mol% (0.5 to 10 equivalents), still more preferably 100 to 500 mol% (1 ~ 5 equivalents).
Although the reaction temperature in the said cation exchange reaction is not specifically limited, Preferably it is 0-100 degreeC, More preferably, it is 10-60 degreeC, More preferably, it is 15-40 degreeC.

上記陽イオン交換反応で用いる溶媒の量は、特に限定されないが、原料として用いる層状無機化合物に対して、1〜100質量倍であり、より好ましくは5〜70質量倍であり、さらに好ましくは10〜50質量倍である。   The amount of the solvent used in the cation exchange reaction is not particularly limited, but is 1 to 100 times by mass, more preferably 5 to 70 times by mass, and still more preferably 10 to the layered inorganic compound used as a raw material. -50 mass times.

前記有機オニウム基を有する前駆体におけるオニウム基の割合を調整するために、層状無機化合物に有機オニウム塩を反応させた後、さらに、酸により層状無機化合物中のオニウム基の一部を水酸基に変換させる方法が好ましい。
作用させる酸の量は、目的に応じて任意に設定することができるが、好ましくは層状無機化合物の陽イオン交換容量を100モル%とした場合、100モル%−[層間に残したい有機オニウム基の割合(モル%)]として設定し、適宜、酸の量を増減するのがより好ましい。
In order to adjust the ratio of the onium group in the precursor having the organic onium group, after reacting the organic onium salt with the layered inorganic compound, a part of the onium group in the layered inorganic compound is converted into a hydroxyl group by an acid. The method of making it preferable is.
The amount of the acid to be actuated can be arbitrarily set according to the purpose. Preferably, when the cation exchange capacity of the layered inorganic compound is 100 mol%, 100 mol%-[organic onium group to be left between layers] It is more preferable to increase or decrease the amount of acid as appropriate.

前記酸としては、特に限定はなく、塩酸(塩化水素)、臭酸(臭化水素)、カルボン酸(例えば、ギ酸、酢酸およびシュウ酸など)、リン酸、硝酸、硫酸およびメタンスルホン酸等のスルホン酸類などの公知の酸が挙げられるが、これらの中でも反応性に優れる点で、塩酸(塩化水素)が好ましい。
これらの酸を用いて層間のオニウム塩と反応させることによって、層間に存在するオニウム塩の量を特定な範囲に調整すると、層間シラノールが生成してシリル化反応点が増えるため好ましい。
陽イオン交換容量の当量よりも少ない量のオニウム塩を用いた場合は、層間にナトリウムなどの金属カチオンが残存するため、反応点となるシラノール等の水酸基由来のアルコシラートが強固に金属カチオンと結合して、シリル化反応を妨げる恐れがある。
The acid is not particularly limited, and examples thereof include hydrochloric acid (hydrogen chloride), odorous acid (hydrogen bromide), carboxylic acids (for example, formic acid, acetic acid, and oxalic acid), phosphoric acid, nitric acid, sulfuric acid, and methanesulfonic acid. Known acids such as sulfonic acids can be mentioned, and among these, hydrochloric acid (hydrogen chloride) is preferable in terms of excellent reactivity.
It is preferable to adjust the amount of onium salt present between layers to a specific range by reacting with an onium salt between layers using these acids because interlayer silanols are generated and silylation reaction points increase.
When using an onium salt in an amount less than the equivalent of the cation exchange capacity, metal cations such as sodium remain between the layers, so that the alkoxylates derived from hydroxyl groups such as silanols that act as reaction sites bind strongly to the metal cations. May interfere with the silylation reaction.

前記酸による処理時に使用する有機溶剤としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトンおよびエチルメチルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類、ヘキサンなどのアルカン類、ベンゼンおよびトルエンなどの芳香族類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムおよびジクロロメタンなどのハロゲン系炭化水素類などが挙げられる。   The organic solvent used during the treatment with the acid is not particularly limited, but methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 2-methyl-1 Alcohols such as propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol, nitriles such as acetonitrile, ethers such as tetrahydrofuran, acetone and ethyl methyl ketone Ketones such as N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, alkanes such as hexane, aromatics such as benzene and toluene, esters such as ethyl acetate, chloroform and dichloro Such as halogenated hydrocarbons such as Tan and the like.

これらの中でも、アルコール類や非プロトン性極性溶媒であるエーテル類、ニトリル類およびケトン類が好ましく、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類がより好ましく、高沸点で高極性であることから1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノールおよび1−メトキシ−2−プロパノールがさらに好ましい。   Among these, ethers, nitriles and ketones which are alcohols and aprotic polar solvents are preferable, and methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2 Alcohols such as -propanol, 2-methyl-1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol are more preferable and have high boiling point and high polarity. Therefore, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol and 1-methoxy-2-propanol are more preferable.

前記酸処理における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは0〜200℃であり、より好ましくは50〜160℃であり、さらに好ましくは70〜150℃である。通常は、反応溶媒として用いる有機溶剤の沸点(加熱還流下)で反応させることが好ましい。   Although the reaction temperature in the said acid treatment is not specifically limited, Preferably it is 0-200 degreeC, More preferably, it is 50-160 degreeC, More preferably, it is 70-150 degreeC. Usually, the reaction is preferably carried out at the boiling point (under heating and reflux) of the organic solvent used as the reaction solvent.

前記陽イオン交換反応および酸処理で得られる前駆体層状無機化合物は、単離および洗浄後に乾燥することが好ましい。単離、洗浄および乾燥する方法は、特に限定されることはなく、層状無機化合物および無機微粒子などを単離、洗浄および乾燥する公知の方法を使用することができる。
例えば、単離方法としては、反応液を静置したり、遠心分離して固液分離した後、上澄み液をデカンテーションにより除去したり、自然ろ過、加圧ろ過、減圧ろ過などのろ過操作により層状無機化合物をろ取することなどが挙げられる。
加圧ろ過時の圧力は特に制限はなく、例えば、1〜5気圧の範囲であれば良い。減圧ろ過時の圧力は特に制限はなく、0〜1気圧の範囲であれば良い。
The precursor layered inorganic compound obtained by the cation exchange reaction and acid treatment is preferably dried after isolation and washing. The method for isolating, washing and drying is not particularly limited, and a known method for isolating, washing and drying layered inorganic compounds and inorganic fine particles can be used.
For example, as an isolation method, the reaction solution is allowed to stand still, or after solid-liquid separation by centrifugation, the supernatant is removed by decantation, or by filtration operations such as natural filtration, pressure filtration, and vacuum filtration. For example, the layered inorganic compound may be collected by filtration.
The pressure during pressure filtration is not particularly limited, and may be in the range of 1 to 5 atmospheres, for example. The pressure at the time of vacuum filtration is not particularly limited, and may be in the range of 0 to 1 atm.

洗浄方法としては、デカンテーション後に得られた固体を水や有機溶剤などに再分散させた後、同様にしてデカンテーションしたり、ろ取した固体の上から水や有機溶剤を注いで固体を洗浄する方法などが挙げられる。
洗浄に用いる水は中性、酸性、アルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
洗浄に用いる有機溶剤としては、特に限定はないが、メタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトン、エチルメチルケトン等のケトン類、ヘキサンなどのアルカン類、トルエン等の芳香族類などが挙げられる。このとき、層状無機化合物と水との接触を良好にするため、適切な極性溶媒などの有機溶剤を併用することもできる。
As for the washing method, after the solid obtained after decantation is redispersed in water or an organic solvent, the solid is decanted in the same manner, or the solid is washed by pouring water or an organic solvent over the filtered solid. The method of doing is mentioned.
The water used for washing may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but is preferably ion exchange water, distilled water, pure water or ultrapure water.
The organic solvent used for washing is not particularly limited, and examples thereof include alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, alkanes such as hexane, and aromatics such as toluene. At this time, in order to improve the contact between the layered inorganic compound and water, an organic solvent such as an appropriate polar solvent can be used in combination.

上記で得られた固体の乾燥方法としては、常温常圧で風乾することもできるし、減圧下に常温、適宜加熱または冷却しながら有機溶剤を除去することもできる。
減圧時の圧力は特に制限はなく、例えば、0〜1気圧の範囲であれば良い。また、温度も特に制限はなく、好ましくは−10〜200℃であり、より好ましくは0〜150℃であり、特に好ましくは10〜100℃である。
As a method for drying the solid obtained above, it can be air-dried at normal temperature and pressure, or the organic solvent can be removed while heating or cooling at normal temperature under reduced pressure.
The pressure at the time of decompression is not particularly limited, and may be, for example, in the range of 0 to 1 atmosphere. Moreover, there is no restriction | limiting in particular, Preferably it is -10-200 degreeC, More preferably, it is 0-150 degreeC, Especially preferably, it is 10-100 degreeC.

前記のとおり、本発明における前駆体は、層状無機化合物の交換性陽イオンに対して、イオン交換容量で25〜75モル%の割合で、オニウム基で置換させた化合物である。
前駆体のオニウム塩の割合が25〜75モル%であれば、シリル化反応点である水酸基が増えると共に、層間に空間が生じることでシリル化剤が層間に挿入されやすくなる効果があり、シリル化率が向上する。
また、層間のオニウム基が特定な範囲で導入されることにより、層間の環境雰囲気(親水性と疎水性のバランス)がよく、反応に介在する水の層間への挿入が生じやすく、シリル化反応がより進行し易くなると推論する。
一方、オニウム基の割合が75モル%を超えるとその効果が小さくなり、25モル%未満ではオニウム塩が層間距離を広げる効果が小さくなり、シリル化率が低下する。
As described above, the precursor in the present invention is a compound substituted with an onium group in an ion exchange capacity of 25 to 75 mol% with respect to the exchangeable cation of the layered inorganic compound.
If the proportion of the precursor onium salt is 25 to 75 mol%, the hydroxyl group as the silylation reaction point is increased, and there is an effect that the silylating agent is easily inserted between the layers by forming a space between the layers. The conversion rate is improved.
In addition, the introduction of interlaminar onium groups within a specific range provides a good inter-layer environmental atmosphere (balance between hydrophilicity and hydrophobicity) and facilitates intercalation of water intervening in the reaction between the silylation reaction. Infer that it will be easier to progress.
On the other hand, when the proportion of the onium group exceeds 75 mol%, the effect is reduced, and when it is less than 25 mol%, the effect of the onium salt extending the interlayer distance is reduced, and the silylation rate is lowered.

本発明におけるシリル化層状無機化合物は、図1に示すように、前記前駆体の水酸基およびオニウム基の対アニオン(アルコキシラート)の全部または一部をシリル化剤でシリル化反応させてシリル化層状無機化合物を製造する。   In the silylated layered inorganic compound of the present invention, as shown in FIG. 1, the precursor hydroxyl group and onium group counter anion (alkoxylate) are all or partly silylated with a silylating agent to form a silylated layered compound. Inorganic compounds are produced.

本発明におけるシリル化剤は、シリル化反応を生じさせる化合物の全てを意味し、いわゆるシランカップリング剤も本発明におけるシリル化剤に含まれる。   The silylating agent in the present invention means all compounds that cause a silylation reaction, and so-called silane coupling agents are also included in the silylating agent in the present invention.

本発明におけるシリル化剤としては、特に限定されないが、塩化水素を副生するクロロシラン類でなく、加水分解性基がアルコキシ基であるものが好ましく、例えば、下記式(2)で表される化合物が好ましい。
[R5 nSi(OR64-n] (2)
(式(2)において、R5はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数1〜20のアリール基、炭素数1〜20のアラルキル基であり、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシシリル基で置換されていても良く、R6はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、または炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキル基を示し、nは0〜4の整数を示す。)
Although it does not specifically limit as a silylating agent in this invention, What is a hydrolyzable group is an alkoxy group instead of the chlorosilanes by-producing hydrogen chloride, for example, the compound represented by following formula (2) Is preferred.
[R 5 n Si (OR 6 ) 4-n ] (2)
(In Formula (2), each R 5 is independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. A saturated cycloalkyl group, an aryl group having 1 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms, each of which includes a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group, It may be substituted with an ammonium group, a thiol group, an isocyanurate group, a ureido group, an isocyanate group, a carboxyl group, a halogen atom, or an alkoxysilyl group, and each R 6 is independently a hydrogen atom or a saturated group having 1 to 8 carbon atoms. Or an unsaturated alkyl group, a C1-C8 saturated or unsaturated cycloalkyl group, a trimethylsilyl group, a dimethylsilyl group Or a saturated or unsaturated heterocycloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 4.)

前記式(2)で表されるシリル化剤において、加水分解性基が一分子中に複数存在する場合には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などの加水分解性基が単一で存在しても、複数のものが混在しても良く、ブトキシ基、ペントキシ基などの高級アルコキシ基で置換されていても良い。また、官能基が適切な保護基で保護されていても良い。
これらの中でもシリル化反応性に優れ、塩化水素を副生しないことから、加水分解性基がメトキシ基、エトキシ基およびプロポキシ基のものが好ましく、メトキシ基およびエトキシ基のものが特に好ましい。
In the silylating agent represented by the formula (2), when a plurality of hydrolyzable groups are present in one molecule, a single hydrolyzable group such as a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group exists. Alternatively, a plurality of them may be mixed, and may be substituted with a higher alkoxy group such as a butoxy group or a pentoxy group. Further, the functional group may be protected with an appropriate protecting group.
Among these, the hydrolyzable group is preferably a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group, and particularly preferably a methoxy group and an ethoxy group because of excellent silylation reactivity and no generation of hydrogen chloride.

前記式(2)で表されるシリル化剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリ−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、トリス−(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、8−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、8−メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−8−アミノオクチルトリメトキシシラン、7−オクテニルトリメトキシシラン、4−(トリメトキシシリル)酪酸、4−(トリメトキシシリル)酪酸1,1−ジメチルエチル、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシシラン、テトラメトキシシランおよびテトラエトキシシランなどが挙げられる。   Examples of the silylating agent represented by the formula (2) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3- Methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3 Acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3 -Aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl 3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, tris- (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanate Propyltriethoxysilane, 8-glycidoxyoctyltrimethoxysilane, 8-methacryloxyoctyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -8-aminooctyltrimethoxysilane, 7-octenyltrimethoxysilane, 4 -(Trimethoxysilyl) butyric acid, 4- (trimethoxysilyl) butyric acid 1,1-dimethylethyl, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxy Silane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, undecyltrimethoxysilane, Dodecyltrimethoxysilane, tetradecyltrimethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,6-bis (trimethoxysilyl) hexane, 1,4- Examples thereof include bis (trimethoxysilyl) benzene, trifluoropropyltrimethoxysilane, methoxytrimethylsilane, dimethoxydimethylsilane, trimethoxymethylsilane, triethoxysilane, tetramethoxysilane, and tetraethoxysilane.

また、特に限定されないが、アルコキシシラン以外のシリル化剤も使用することができる。例えば、ヘキサメチルジシラザン、クロロトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、トリエチルクロロシラン、ターシャリーブチルジメチルクロロシラン、クロロトリイソプロピルシラン、1,3−ジクロロ−1,1,3,3−テトライソプロピルジシロキサン、クロロメチルトリメチルシラン、トリエチルシラン、アリルトリメチルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリクロロシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジクロロシシラン、トリス(N,N−ジメチルアミノ)メチルシラン、ビス(N,N−ジメチルアミノ)ジメチルシランおよび(N,N−ジメチルアミノ)トリメチルシランなどが挙げられる。
これらのシリル化剤において、加水分解性基が一分子中に複数存在する場合には、アルコキシ基、ハロゲン原子、アルキルアミノ基などの加水分解性基が単一で存在しても、複数のものが混在しても良い。
Moreover, although it does not specifically limit, silylating agents other than alkoxysilane can also be used. For example, hexamethyldisilazane, chlorotrimethylsilane, hexamethyldisilazane, trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate, triethylchlorosilane, tertiary butyldimethylchlorosilane, chlorotriisopropylsilane, 1,3-dichloro-1,1,3,3-tetra Isopropyldisiloxane, chloromethyltrimethylsilane, triethylsilane, allyltrimethylsilane, 3-methacryloxypropyltrichlorosilane, 3-methacryloxypropylmethyldichlorosisilane, tris (N, N-dimethylamino) methylsilane, bis (N, N -Dimethylamino) dimethylsilane and (N, N-dimethylamino) trimethylsilane.
In these silylating agents, when a plurality of hydrolyzable groups are present in one molecule, a plurality of hydrolyzable groups such as alkoxy groups, halogen atoms, alkylamino groups, etc. may be present. May be mixed.

また、上記シリル化剤の代わりにチタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤およびジルコニア系カップリング剤などを使用しても、本発明と同様な効果を示す。   Further, even when a titanium coupling agent, an aluminum coupling agent, a zirconia coupling agent, or the like is used instead of the silylating agent, the same effects as those of the present invention are exhibited.

本発明におけるシリル化反応に使用する有機溶媒は、特に限定されないが、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノールおよび2−ヘキサノールなどのアルコール類、アセトニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトンおよびエチルメチルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類、ヘキサンなどのアルカン類、ベンゼンおよびトルエンなどの芳香族類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムおよびジクロロメタンなどのハロゲン系炭化水素類などが挙げられ、これらの中でも、アルコール類や非プロトン性極性溶媒であるエーテル類、ニトリル類およびケトン類が好ましい。
より好ましくは、非プロトン性極性溶媒または第2級もしくは第3級アルコールであり、沸点が80℃以上のものが好ましく、より好ましくは90℃以上であり、さらに好ましくは100℃以上である。
The organic solvent used for the silylation reaction in the present invention is not particularly limited, but methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 2-methyl- 1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, alcohols such as 1-hexanol and 2-hexanol, nitriles such as acetonitrile, ethers such as tetrahydrofuran, acetone and ethylmethyl Ketones such as ketones, amides such as N, N-dimethylformamide, sulfoxides such as dimethylsulfoxide, alkanes such as hexane, aromatics such as benzene and toluene, esters such as ethyl acetate, chloroform and Dicro Such as halogenated hydrocarbons such as methane. Among them, ethers are alcohols and aprotic polar solvents, nitriles and ketones are preferable.
More preferably, it is an aprotic polar solvent or a secondary or tertiary alcohol, and preferably has a boiling point of 80 ° C. or higher, more preferably 90 ° C. or higher, and further preferably 100 ° C. or higher.

非プロトン性極性溶媒としては、特に限定されないが、アセトニトリルおよびプロピオニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトンおよびメチレンイソプロピルケトンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシオドなどのスルホキシド類が挙げられる。   The aprotic polar solvent is not particularly limited, but nitriles such as acetonitrile and propionitrile, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone, ethyl methyl ketone, diethyl ketone and methylene isopropyl ketone, N, N- Examples thereof include amides such as dimethylformamide, and sulfoxides such as dimethylsulfoxide.

また、第2級もしくは第3級アルコールとしては、特に限定されないが、2−プロパノール、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノールおよびフェノールなどの芳香族アルコール類などが挙げられる。
これらの中でもアセトニトリル、テトラヒドロフラン、メチルイソプロピルケトン、2−プロパノール、2−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノールおよび1−プロポキシ−2−プロパノールが好ましく、2−ブタノールおよび1−メトキシ−2−プロパノールがさらに好ましい。
The secondary or tertiary alcohol is not particularly limited, but 2-propanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, Examples thereof include aromatic alcohols such as hexanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-propoxy-2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 2-methyl-2-propanol and phenol.
Among these, acetonitrile, tetrahydrofuran, methyl isopropyl ketone, 2-propanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol and 1-propoxy-2-propanol are preferable, and 2-butanol and 1 More preferred is -methoxy-2-propanol.

シリル化反応の有機溶媒として非プロトン性極性溶媒または第2級もしくは第3級アルコールを用いると、層状無機化合物に由来する水酸基およびアルコキシラートの副反応であるO−アルキル化反応が起こり難く、また、用いる有機溶媒の沸点が高いため、シリル化反応温度が上昇し、シリル化反応が加速され、シリル化率が高くなると推論する。
さらに、第2級もしくは第3級アルコール類を用いると、後述するシリル化剤の加水分解によるシラノールの副生やシリル化剤同士の縮合等の副反応が抑制されるため好ましい。これは、アルコール性水酸基による溶媒効果であると推論する。
When an aprotic polar solvent or a secondary or tertiary alcohol is used as the organic solvent for the silylation reaction, an O-alkylation reaction that is a side reaction of a hydroxyl group and an alkoxylate derived from the layered inorganic compound hardly occurs. It is inferred that since the boiling point of the organic solvent used is high, the silylation reaction temperature rises, the silylation reaction is accelerated, and the silylation rate is increased.
Furthermore, it is preferable to use secondary or tertiary alcohols because side reactions such as silanol by-products and condensation between silylating agents due to hydrolysis of the silylating agent described later are suppressed. It is inferred that this is a solvent effect due to alcoholic hydroxyl groups.

本発明におけるシリル化反応時、反応系に水を添加することが好ましい。添加する水としては、中性、酸性およびアルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
水の添加量は、層状無機化合物の反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して0.05〜4.0モル倍であることが好ましく、0.1〜3.0モル倍であることが特に好ましい。
水の添加量が0.05モル倍未満であると添加効果が少なく、4.0モル倍を超えるとシリル化剤同士の加水分解・縮合等の副反応が進行する恐れがある。
During the silylation reaction in the present invention, it is preferable to add water to the reaction system. The water to be added may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but is preferably ion exchange water, distilled water, pure water or ultrapure water.
The amount of water added is preferably 0.05 to 4.0 moles with respect to the total amount of alkoxylates as the counter anion of the hydroxyl group and onium group which are the reaction points of the layered inorganic compound, that is, the ion exchange capacity. 0.1 to 3.0 mole times is particularly preferable.
If the amount of water added is less than 0.05 mol times, the effect of addition is small, and if it exceeds 4.0 mol times, side reactions such as hydrolysis and condensation between silylating agents may proceed.

上記シリル化反応において使用するシリル化剤の量は、特に限定されないが、反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して、好ましくは0.1〜30モル倍であり、より好ましくは0.05〜20モル倍であり、さらに好ましくは1.0〜10モル倍である。
シリル化剤の使用量が0.1モル倍より少ないとシリル化反応速度が小さくなり、一方、30モル倍を超えると原料コストの面で工業的に不利である。
The amount of the silylating agent to be used in the silylation reaction is not particularly limited, but is preferably 0. 0 with respect to the total amount of the alkoxylate which is the counter anion of the hydroxyl group and the onium group, ie, the ion exchange capacity. It is 1-30 mol times, More preferably, it is 0.05-20 mol times, More preferably, it is 1.0-10 mol times.
When the amount of the silylating agent used is less than 0.1 mol times, the silylation reaction rate is reduced. On the other hand, when it exceeds 30 mol times, it is industrially disadvantageous in terms of raw material costs.

層状無機化合物の層間における反応点、すなわちイオン交換容量に対するシリル化率は、目的に応じて選択されるため、特に限定はないが、シリル化率が15モル%以上であることが好ましく、さらに、25モル%以上であることがより好ましい。
一方、シリル化率が200モル%を超えると、層状無機化合物の層間がシリル化剤由来の成分で過剰に覆われる恐れがあり、好ましくない。
The reaction point between the layers of the layered inorganic compound, that is, the silylation rate with respect to the ion exchange capacity is selected according to the purpose, and is not particularly limited, but the silylation rate is preferably 15 mol% or more, More preferably, it is 25 mol% or more.
On the other hand, if the silylation rate exceeds 200 mol%, the interlayer of the layered inorganic compound may be excessively covered with a component derived from a silylating agent, which is not preferable.

上記シリル化反応における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは0〜200℃であり、より好ましくは50〜160℃であり、さらに好ましくは70〜150℃である。通常は、反応溶媒として使用する有機溶媒の沸点(加熱還流下)で反応させる。   Although the reaction temperature in the said silylation reaction is not specifically limited, Preferably it is 0-200 degreeC, More preferably, it is 50-160 degreeC, More preferably, it is 70-150 degreeC. Usually, the reaction is carried out at the boiling point (under heating and reflux) of the organic solvent used as the reaction solvent.

上記シリル化反応で用いる有機溶剤の量は、特に限定されないが、原料として用いる層状無機化合物に対して、1〜30質量倍であり、より好ましくは5〜25質量倍であり、さらに好ましくは10〜20質量倍である。   The amount of the organic solvent used in the silylation reaction is not particularly limited, but is 1 to 30 times by mass, more preferably 5 to 25 times by mass, and still more preferably 10 to the layered inorganic compound used as a raw material. -20 mass times.

本発明におけるシリル化反応は、触媒を使用してもしなくても良いが、塩化水素、ギ酸、酢酸およびシュウ酸等のカルボン酸、リン酸、硝酸、硫酸およびメタンスルホン酸等のスルホン酸類などの公知の酸、ならびにアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなどの公知の塩基を触媒として添加することができる。
その場合、添加する触媒の量は、特に限定はないが、反応点である水酸基およびオニウム基の対アニオンであるアルコキシラートの合計量、すなわちイオン交換容量に対して0.001〜1.0モル倍であることが好ましく、より好ましくは0.01〜0.1モル倍である。
The silylation reaction in the present invention may or may not use a catalyst, but includes carboxylic acids such as hydrogen chloride, formic acid, acetic acid and oxalic acid, sulfonic acids such as phosphoric acid, nitric acid, sulfuric acid and methanesulfonic acid. Known acids and known bases such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, tetramethylammonium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide can be added as catalysts.
In this case, the amount of the catalyst to be added is not particularly limited, but is 0.001 to 1.0 mol based on the total amount of the alkoxylate which is the counter anion of the hydroxyl group and the onium group as the reaction site, that is, the ion exchange capacity. It is preferable that the ratio is double, more preferably 0.01 to 0.1 mole.

上記シリル化反応で得られるシリル化層状無機化合物は、単離、洗浄後に乾燥することが好ましい。単離、洗浄および乾燥する方法は、特に限定されることはなく、層状無機化合物および無機微粒子を単離、洗浄および乾燥する公知の方法を使用することができる。
例えば、単離方法としては、反応液を静置したり、遠心分離して固液分離した後、上澄み液をデカンテーションにより除去したり、自然ろ過、加圧ろ過、減圧ろ過などのろ過操作により層状無機化合物をろ取することなどが挙げられる。
加圧ろ過時の圧力は特に制限はなく、例えば1〜5気圧の範囲であれば良い。減圧ろ過時の圧力は特に制限はなく、0〜1気圧の範囲であれば良い。
The silylated layered inorganic compound obtained by the silylation reaction is preferably dried after isolation and washing. The method for isolating, washing and drying is not particularly limited, and a known method for isolating, washing and drying the layered inorganic compound and the inorganic fine particles can be used.
For example, as an isolation method, the reaction solution is allowed to stand still, or after solid-liquid separation by centrifugation, the supernatant is removed by decantation, or by filtration operations such as natural filtration, pressure filtration, and vacuum filtration. For example, the layered inorganic compound may be collected by filtration.
There is no restriction | limiting in particular in the pressure at the time of pressure filtration, For example, it may be the range of 1-5 atmospheres. The pressure at the time of vacuum filtration is not particularly limited, and may be in the range of 0 to 1 atm.

洗浄方法としては、デカンテーション後に得られた固体を水や有機溶剤などに再分散させた後、同様にしてデカンテーションしたり、ろ取した固体の上から水や有機溶剤を注いで固体を洗浄する方法などが挙げられる。
洗浄に用いる水は中性、酸性、アルカリ性の何れでも良く、特に限定はないが、好ましくはイオン交換水、蒸留水、純水および超純水である。
洗浄に用いる有機溶剤としては、特に限定はないが、メタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトン、エチルメチルケトン等のケトン類、ヘキサンなどのアルカン類、トルエン等の芳香族類などが挙げられる。このとき、層状無機化合物と水との接触を良好にするため、適切な極性溶媒などの有機溶剤を併用することもできる。
As for the washing method, after the solid obtained after decantation is redispersed in water or an organic solvent, the solid is decanted in the same manner, or the solid is washed by pouring water or an organic solvent over the filtered solid. The method of doing is mentioned.
The water used for washing may be neutral, acidic or alkaline, and is not particularly limited, but is preferably ion exchange water, distilled water, pure water or ultrapure water.
The organic solvent used for washing is not particularly limited, and examples thereof include alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, alkanes such as hexane, and aromatics such as toluene. At this time, in order to improve the contact between the layered inorganic compound and water, an organic solvent such as an appropriate polar solvent can be used in combination.

上記で得られた固体の乾燥方法としては、常温常圧で風乾することもできるし、減圧下に常温、適宜加熱または冷却しながら有機溶剤を除去することもできる。
減圧時の圧力は特に制限はなく、0〜1気圧の範囲であれば良い。また、温度も特に制限はなく、好ましくは−10〜200℃であり、より好ましくは0〜150℃であり、特に好ましくは10〜100℃である。
シリル化反応後に残存したオニウム基や金属カチオンといった交換性陽イオンを低減したり、除去する場合には、上記と同様に公知の酸および溶媒を用いて酸処理することができる。
As a method for drying the solid obtained above, it can be air-dried at normal temperature and pressure, or the organic solvent can be removed while heating or cooling at normal temperature under reduced pressure.
The pressure at the time of depressurization is not particularly limited, and may be in the range of 0 to 1 atm. Moreover, there is no restriction | limiting in particular, Preferably it is -10-200 degreeC, More preferably, it is 0-150 degreeC, Especially preferably, it is 10-100 degreeC.
When exchangeable cations such as onium groups and metal cations remaining after the silylation reaction are reduced or removed, acid treatment can be performed using a known acid and solvent in the same manner as described above.

以下、実施例および比較例により、本発明を具体的に説明する。
<合成例1>ナトリウム−マガディアイト(以下、Na−マガディアイトと記す)の合成
珪酸ソーダ(富士化学株式会社製、商品名:4号珪酸ソーダ)18.34g、シリカゲル(和光純薬株式会社製、商品名:ワコーゲルQ―63)7.28gおよび純水54.37gを混ぜ合わせた後、高圧用反応分解容器(株式会社三愛科学製、商品名:HU-100)に封入し、170℃で30時間加熱した。生成物を吸引ろ取し、希NaOH水溶液(pH:9〜10)および純水で洗浄し、40℃で2日間乾燥することでNa−マガディアイト15.9gを得た。
原子吸光分析装置(株式会社島津製作所製、AA−6200)および熱重量分析装置を用いてNa−マガディアイトの組成を算出したところNa2Si1429・nH2Oであり、n=0として算出したイオン交換容量は2.21molc/kgであった。
また、X線回折装置(BRUKER製、商品名:D8 ADVANCE)を用いて得られたNa−マガディアイトの底面間隔を求めたところ1.54nmであった。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
<Synthesis Example 1> Synthesis of sodium magadiite (hereinafter referred to as Na-magadiite) 18.34 g of sodium silicate (manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., trade name: sodium silicate 4), silica gel (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) , Trade name: Wakogel Q-63) 7.28 g and pure water 54.37 g were mixed and sealed in a high pressure reaction decomposition vessel (trade name: HU-100, manufactured by Sanai Kagaku Co., Ltd.) at 170 ° C. Heated for 30 hours. The product was collected by suction filtration, washed with a dilute aqueous NaOH solution (pH: 9 to 10) and pure water, and dried at 40 ° C. for 2 days to obtain 15.9 g of Na-magadiite.
When the composition of Na-magadiaite was calculated using an atomic absorption analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, AA-6200) and a thermogravimetric analyzer, it was Na 2 Si 14 O 29 · nH 2 O, and n = 0 The calculated ion exchange capacity was 2.21 mol c / kg.
Moreover, it was 1.54 nm when the bottom face space | interval of Na-magadiite obtained using the X-ray-diffraction apparatus (The product made from BRUKER, brand name: D8 ADVANCE) was calculated | required.

<合成例2>ドデシルトリメチルアンモニウム(以後、DTMAと記す)−マガディアイトの合成(Na−マガディアイトの塩化ドデシルトリメチルアンモニウムによる層間修飾)
合成例1で得られたNa−マガディアイト(化学式:Na2Si1429・nH2O)100g、純水6500gおよび塩化ドデシルトリメチルアンモニウム175gを混合し、室温で7日間撹拌した。その後、固体を吸引ろ取して、メタノール洗浄した後、60℃で乾燥してDTMA−マガディアイト94gを得た。
原子吸光分析装置(株式会社島津製作所製、AA−6200)を用いて、得られたDTMA−マガディアイト中のNa質量を測定した結果、Na含有率は0.04質量%未満で、ほとんど陽イオン交換されたことを確認した。
元素分析装置(ヤナコ分析工業株式会社製、CHNコーダーMT−5)および熱重量分析装置(株式会社日立ハイテクサイエンス、TG/DTA6300)を用いて得られたDTMA−マガディアイトの組成を算出したところDTMA1.660.34Si1429・nH2Oであり、オニウム基の割合はイオン交換容量に対して83モル%であった。
また、X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたDTMA−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.80nmであった。
Synthesis Example 2 Synthesis of dodecyltrimethylammonium (hereinafter referred to as DTMA) -Magadiaite (intercalation modification of Na-Magadiite with dodecyltrimethylammonium chloride)
100 g of Na-magadiite (chemical formula: Na 2 Si 14 O 29 · nH 2 O) obtained in Synthesis Example 1, 6500 g of pure water and 175 g of dodecyltrimethylammonium chloride were mixed and stirred at room temperature for 7 days. Thereafter, the solid was collected by suction filtration, washed with methanol, and dried at 60 ° C. to obtain 94 g of DTMA-Magadiite.
As a result of measuring the Na mass in the obtained DTMA-magadiite using an atomic absorption analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, AA-6200), the Na content was less than 0.04% by mass, almost a cation. Confirmed that it was replaced.
When the composition of DTMA-Magadiite obtained using an elemental analyzer (manufactured by Yanaco Analytical Co., Ltd., CHN coder MT-5) and a thermogravimetric analyzer (Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., TG / DTA6300) was calculated, DTMA 1.66 H 0.34 Si 14 O 29 .nH 2 O, and the proportion of onium groups was 83 mol% with respect to the ion exchange capacity.
Moreover, it was 2.80 nm when the bottom face space | interval of DTMA-magadiite obtained using the X-ray-diffraction apparatus (The product made from BRUKER, D8 ADVANCE) was calculated | required.

<実施例1>
(1)DTMA−マガディアイトの塩酸処理による部分プロトン化DTMA−マガディアイト(前駆体)の合成
合成例2で得られたDTMA−マガディアイト100gと0.025mol/L塩酸624gを混合し、室温で1日攪拌した。その後、固体を吸引ろ取して、純水洗浄した後、60℃で乾燥して部分プロトン化DTMA−マガディアイト92.9gを得た。
元素分析装置(ヤナコ分析工業株式会社製、CHNコーダーMT−5)および熱重量分析装置(株式会社日立ハイテクサイエンス、TG/DTA6300)を用いて得られた部分プロトン化DTMA−マガディアイトの組成を算出したところDTMA1.390.61Si1429・nH2Oであり、オニウム基の割合はイオン交換容量に対して70モル%であった。
<Example 1>
(1) Synthesis of partially protonated DTMA-magadiite (precursor) by treatment of DTMA-magadiite with hydrochloric acid 100 g of DTMA-magadiite obtained in Synthesis Example 2 and 624 g of 0.025 mol / L hydrochloric acid were mixed at room temperature. Stir for 1 day. Thereafter, the solid was collected by suction filtration, washed with pure water, and dried at 60 ° C. to obtain 92.9 g of partially protonated DTMA-magadiite.
Calculation of the composition of partially protonated DTMA-Magadiite obtained using an elemental analyzer (manufactured by Yanaco Analytical Co., Ltd., CHN Coder MT-5) and thermogravimetric analyzer (Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., TG / DTA6300) As a result, it was DTMA 1.39 H 0.61 Si 14 O 29 .nH 2 O, and the ratio of the onium group was 70 mol% with respect to the ion exchange capacity.

(2)部分プロトン化DTMA−マガディアイトの3−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン(以下、MAC−TRIMSと記す)処理による層間シリル化
前記(1)で得られた部分プロトン化DTMA−マガディアイト100gを100℃で約100Paで2時間減圧乾燥した後、モレキュラーシーブ3Aで乾燥した1−メトキシ−2−プロパノール(以下、PGMと記す)1850g、純水3.0g、MAC−TRIMS290g(反応点に対して7モル倍)を混合し、窒素雰囲気下で還流を行いながら2日間攪拌した。その後、固体を吸引ろ取し、メタノール洗浄した後、60℃で乾燥し、シリル化マガディアイト(以後、MACPS−マガディアイトと記す)を得た。
CHN元素分析装置(ヤナコ分析工業株式会社製、CHNコーダーMT−5)、熱重量分析装置(株式会社日立ハイテクサイエンス製、TG/DTA6300)および原子吸光分析装置(株式会社島津製作所製、AA−6200)を用いて得られたMACPS−マガディアイトの組成を算出したところ、3−メタクリロキシプロピルシリル(MACPS)1.40DTMA0.08Me0.52Si1429・nH2Oであり、シリル化率はイオン交換容量に対して70モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたMACPS−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.29nmであった。
また、29Si核磁気共鳴(NMR)(日本電子株式会社製、JNM-ECA 400型)によって分析したところ、シリル化修飾によって、マガディアイトのシラノール由来のQ3のピークが減少してQ4のそれが増加したことから、層間でシリル化反応が進行したことを確認した。
(2) Interlayer silylation of partially protonated DTMA-magadiite by 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane (hereinafter referred to as MAC-TRIMS) treatment 100 g of partially protonated DTMA-magadiite obtained in (1) above 1-methoxy-2-propanol (hereinafter referred to as PGM) 1850 g dried with molecular sieve 3A, pure water 3.0 g, MAC-TRIMS 290 g (relative to the reaction point) The mixture was stirred for 2 days while refluxing under a nitrogen atmosphere. Thereafter, the solid was collected by suction filtration, washed with methanol, and dried at 60 ° C. to obtain silylated magadiite (hereinafter referred to as MACPS-magadiite).
CHN elemental analyzer (manufactured by Yanaco Analytical Co., Ltd., CHN coder MT-5), thermogravimetric analyzer (manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., TG / DTA6300) and atomic absorption analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, AA-6200) ) Was used to calculate the composition of MACPS-magadiite obtained using 3-methacryloxypropylsilyl (MACPS) 1.40 DTMA 0.08 Me 0.52 Si 14 O 29 .nH 2 O, and the silylation rate was the ion exchange capacity. It was 70 mol% with respect to.
It was 2.29 nm when the bottom face space | interval of MACPS-magadiite obtained using the X-ray-diffraction apparatus (The product made from BRUKER, D8 ADVANCE) was calculated | required.
Further, when analyzed by 29 Si nuclear magnetic resonance (NMR) (manufactured by JEOL Ltd., JNM-ECA 400 type), the silylated modification reduced the peak of Q 3 derived from silanol of magadiite, and the Q 4 Since it increased, it was confirmed that the silylation reaction proceeded between the layers.

<実施例2>
実施例1の(1)における塩酸の濃度を0.1mol/L、塩酸の使用量を655gに変更した以外は、実施例1と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して51モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は80モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたMACPS−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.34nmであった。
<Example 2>
A silylated magadiite was obtained in the same manner as in Example 1 except that the concentration of hydrochloric acid in (1) of Example 1 was changed to 0.1 mol / L and the amount of hydrochloric acid used was changed to 655 g.
The proportion of the onium group in the precursor was 51 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 80 mol%.
It was 2.34 nm when the bottom face space | interval of MACPS-magadiite obtained using the X-ray-diffraction apparatus (The product made by BRUKER, D8 ADVANCE) was calculated | required.

<実施例3>
実施例1の(1)における塩酸の使用量を853gに変更した以外は、実施例1と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して38モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は60モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたMACPS−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.19nmであった。
<Example 3>
A silylated magadiite was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of hydrochloric acid used in (1) of Example 1 was changed to 853 g.
The proportion of the onium group in the precursor was 38 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 60 mol%.
It was 2.19 nm when the bottom face space | interval of MACPS-magadiite obtained using the X-ray-diffraction apparatus (The product made by BRUKER, D8 ADVANCE) was calculated | required.

<比較例1>
実施例1の(1)の塩酸処理をせずに、シリル化前駆体として合成例(2)で得られたDTMA−マガディアイトを用いて実施例1の(2)と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して83モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は48モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたMACPS−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.30nmであった。
<Comparative Example 1>
Without the hydrochloric acid treatment of (1) of Example 1, the same treatment as (2) of Example 1 was performed using the DTMA-magadiite obtained in Synthesis Example (2) as a silylation precursor, Silylated magadiite was obtained.
The proportion of the onium group in the precursor was 83 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 48 mol%.
It was 2.30 nm when the bottom face space | interval of MACPS-magadiite obtained using the X-ray-diffraction apparatus (The product made from BRUKER, D8 ADVANCE) was calculated | required.

<実施例4>
シリル化剤をMAC−TRIMSからヘキシルトリメトキシシランに変更した以外は、実施例2と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して51モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は62モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたHxS−マガディアイトのスペクトルにおいて、底面間隔が2.03および2.23nmに相当する2つのシグナルが観測された。
<Example 4>
A silylated magadiite was obtained in the same manner as in Example 2 except that the silylating agent was changed from MAC-TRIMS to hexyltrimethoxysilane.
The proportion of the onium group in the precursor was 51 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 62 mol%.
In the spectrum of HxS-magadiite obtained using an X-ray diffractometer (manufactured by BRUKER, D8 ADVANCE), two signals corresponding to a bottom surface spacing of 2.03 and 2.23 nm were observed.

<実施例5>
シリル化剤をMAC−TRIMSからヘキシルトリメトキシシランに変更した以外は、実施例3と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して38モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は24モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたHxS−マガディアイトのスペクトルにおいて、底面間隔が1.93および2.80nmに相当する2つのシグナルが観測された。
<Example 5>
A silylated magadiite was obtained in the same manner as in Example 3 except that the silylating agent was changed from MAC-TRIMS to hexyltrimethoxysilane.
The proportion of the onium group in the precursor was 38 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 24 mol%.
In the spectrum of HxS-magadiite obtained using an X-ray diffractometer (manufactured by BRUKER, D8 ADVANCE), two signals corresponding to a bottom spacing of 1.93 and 2.80 nm were observed.

<比較例2>
シリル化剤をMAC−TRIMSからヘキシルトリメトキシシランに変更した以外は、比較例1と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して83モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は11モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたHxS−マガディアイトのスペクトルにおいて、底面間隔が1.84、2.83および3.16nmに相当する3つのシグナルが観測された。
<Comparative Example 2>
A silylated magadiite was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the silylating agent was changed from MAC-TRIMS to hexyltrimethoxysilane.
The proportion of the onium group in the precursor was 83 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 11 mol%.
In the spectrum of HxS-magadiite obtained using an X-ray diffractometer (manufactured by BRUKER, D8 ADVANCE), three signals corresponding to a bottom surface spacing of 1.84, 2.83 and 3.16 nm were observed.

<実施例6>
シリル化剤をMAC−TRIMSからフェニルトリメトキシシランに変更した以外は、実施例2と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して51モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は65モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたPhS−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.16nmであった。
<Example 6>
A silylated magadiite was obtained by performing the same treatment as in Example 2 except that the silylating agent was changed from MAC-TRIMS to phenyltrimethoxysilane.
The proportion of the onium group in the precursor was 51 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 65 mol%.
The distance between the bottom surfaces of the PhS-magadiite obtained using an X-ray diffractometer (manufactured by BRUKER, D8 ADVANCE) was 2.16 nm.

<実施例7>
シリル化剤をMAC−TRIMSからフェニルトリメトキシシランに変更した以外は、実施例3と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して38モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は55モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたPhS−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.22nmであった。
<Example 7>
A silylated magadiite was obtained in the same manner as in Example 3 except that the silylating agent was changed from MAC-TRIMS to phenyltrimethoxysilane.
The proportion of the onium group in the precursor was 38 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 55 mol%.
The distance between the bottom surfaces of the PhS-magadiite obtained using an X-ray diffractometer (manufactured by BRUKER, D8 ADVANCE) was 2.22 nm.

<比較例3>
シリル化剤をMAC−TRIMSからフェニルトリメトキシシランに変更した以外は、比較例1と同様な処理を行い、シリル化マガディアイトを得た。
前駆体のオニウム基の割合はイオン交換容量に対して83モル%であり、シリル化マガディアイトのシリル化率は28モル%であった。
X線回折装置(BRUKER製、D8 ADVANCE)を用いて得られたPhS−マガディアイトの底面間隔を求めたところ2.29nmであった。
<Comparative Example 3>
A silylated magadiite was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the silylating agent was changed from MAC-TRIMS to phenyltrimethoxysilane.
The proportion of the onium group in the precursor was 83 mol% with respect to the ion exchange capacity, and the silylation rate of silylated magadiite was 28 mol%.
It was 2.29 nm when the space | interval of the bottom face of PhS-magadiite obtained using the X-ray-diffraction apparatus (The product made by BRUKER, D8 ADVANCE) was calculated | required.

実施例1〜7および比較例1〜3で得られたシリル化層状無機化合物の組成は、CHN元素分析(ヤナコ分析工業株式会社製、商品名:CHNコーダー MT−5)、熱重量分析(株式会社日立ハイテクサイエンス、商品名:TG/DTA6300)およびNa元素分析(株式会社島津製作所製、商品名:元素吸光光度計AA−6200)によって算出し、その結果を表1〜3に記載した。
また、表1〜3におけるオニウム基の割合およびシリル化率は、層状無機化合物マガディアイトの主骨格部由来のSi1429に由来する水酸基およびアルコキシラートの合計量に対して、交換し得る有機オニウム塩および直接反応し得るシリル化剤が最大2個であるため、DTMA、MACPS、HxSおよびPhSの分析値(Si1429に対するモル比)を2で除して、100を掛けた値である。
The composition of the silylated layered inorganic compounds obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 is CHN elemental analysis (manufactured by Yanaco Analytical Co., Ltd., trade name: CHN coder MT-5), thermogravimetric analysis (stock) It was calculated by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., trade name: TG / DTA6300) and Na elemental analysis (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: elemental absorptiometer AA-6200), and the results are shown in Tables 1-3.
In Tables 1 to 3, the ratio of the onium group and the silylation rate can be exchanged with respect to the total amount of hydroxyl groups and alkoxylates derived from Si 14 O 29 derived from the main skeleton of the layered inorganic compound magadiite. Since there are a maximum of two silylating agents and silylating agents that can react directly, the analytical value of DTMA, MACPS, HxS and PhS (molar ratio to Si 14 O 29 ) is divided by 2 and multiplied by 100 is there.

表1〜3における次の略号は以下を意味する。
MACPS:3−メタクリロキシプロピルシリル
DTMA:ドデシルトリメチルアンモニウム
Me:メチル
HxS:ヘキシルシリル
PhS:フェニルシリル
N.D:不検出
The following abbreviations in Tables 1 to 3 mean the following.
MACPS: 3-methacryloxypropylsilyl DTMA: dodecyltrimethylammonium Me: methyl HxS: hexylsilyl PhS: phenylsilyl N.I. D: Not detected

Figure 2018150200
Figure 2018150200

Figure 2018150200
Figure 2018150200

Figure 2018150200
Figure 2018150200

表1からわかるように、前駆体中のオニウム基量を従来の比較例1よりも少ない特定な範囲に調節した実施例1〜3は、従来技術と同様にオニウム基量を調節しない比較例1と比べて、シリル化率が高く、生成物中の残存オニウム基量も少ないことから、効率的にシリル化したことが分かる。このとき、オニウム基量をイオン交換容量に対して50モル%程度に調節した場合にシリル化率が極大となることがわかる(図2)。
シリル化剤の種類を変更した場合(実施例4〜5および比較例2ならびに実施例6〜7および比較例3)も同様の傾向を示す。
なお、図2において、○(マル)は実施例1〜3および比較例1の結果を示し、◇(ひし形)は実施例4〜5および比較例2の結果を示し、□(四角)は実施例6〜7および比較例3の結果を示し、各々塗りつぶしはシリル化率を示し、白抜きはオニウム基の割合を示す。
As can be seen from Table 1, Examples 1 to 3 in which the amount of onium groups in the precursor was adjusted to a specific range smaller than that of Comparative Example 1 were compared with Comparative Example 1 in which the amount of onium groups was not adjusted as in the case of the prior art. As compared with, the silylation rate is high, and the amount of residual onium groups in the product is small. At this time, it can be seen that the silylation rate is maximized when the amount of onium groups is adjusted to about 50 mol% with respect to the ion exchange capacity (FIG. 2).
When the kind of silylating agent is changed (Examples 4 to 5 and Comparative Example 2, and Examples 6 to 7 and Comparative Example 3), the same tendency is shown.
In FIG. 2, (circle) shows the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, ◇ (diamond) shows the results of Examples 4 to 5 and Comparative Example 2, and □ (square) shows the results The results of Examples 6 to 7 and Comparative Example 3 are shown, and each fill indicates a silylation rate, and white indicates the proportion of onium groups.

すなわち、シリル化剤の種類に関係なく、層状無機化合物の交換性陽イオンをオニウム基で交換して修飾する場合、その導入量を従来公知のようにできるだけ多くの量とするよりも、それよりも少ないある特定な範囲(25〜75モル%)にすることによりシリル化率を向上することができ、その導入量が、層状無機化合物の陽イオン交換容量の約50モル%(約半分)である場合に極大となる。   In other words, regardless of the type of silylating agent, when the exchangeable cation of the layered inorganic compound is modified by exchanging with an onium group, the amount introduced is more than the amount as much as conventionally known. The silylation rate can be improved by making the specific range (25 to 75 mol%) less, and the introduction amount is about 50 mol% (about half) of the cation exchange capacity of the layered inorganic compound. In some cases it becomes maximal.

Claims (5)

層状無機化合物が有する交換性陽イオンを、イオン交換容量として25〜75モル%の割合で、オニウム基で陽イオン交換して得た前駆体に対し、シリル化剤によりシリル化反応を行うことを特徴とするシリル化層状無機化合物の製造方法。   A silylation reaction is performed with a silylating agent on a precursor obtained by cation exchange of an exchangeable cation of a layered inorganic compound with an onium group at an ion exchange capacity of 25 to 75 mol%. A method for producing a silylated layered inorganic compound. 前駆体が、層状無機化合物に有機オニウム塩を反応させた後、酸により層状無機化合物中の有機オニウム塩および有機オニウム塩で陽イオン交換されていない交換性陽イオンの一部を水酸基に変換させて得られるものである請求項1に記載のシリル化層状無機化合物の製造方法。   After the precursor has reacted the organic onium salt with the layered inorganic compound, the organic onium salt in the layered inorganic compound and a part of the exchangeable cation that has not been cation-exchanged with the organic onium salt by an acid are converted to a hydroxyl group. The method for producing a silylated layered inorganic compound according to claim 1, wherein the method is obtained. 有機オニウム塩が下記式(1)で表される化合物である請求項2に記載のシリル化層状無機化合物の製造方法。
1234+- (1)
(式(1)において、R1、R2、R3およびR4はぞれぞれ同一であっても異なっていても良く、炭素数1〜22のアルキル基、炭素数7〜22のアラルキル基、炭素数6〜22のアリール基、−(CH2−CH(CH3)O)a−H基または−(CH2−CH2−O)b−H 基を示し、aおよびbは1〜20の整数であり、X-はハロゲン化物イオンを示す。)
The method for producing a silylated layered inorganic compound according to claim 2, wherein the organic onium salt is a compound represented by the following formula (1).
R 1 R 2 R 3 R 4 N + X - (1)
(In the formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different, each having an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms and an aralkyl having 7 to 22 carbon atoms. Group, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, — (CH 2 —CH (CH 3 ) O) a —H group or — (CH 2 —CH 2 —O) b —H group, wherein a and b are 1 (It is an integer of ˜20, and X represents a halide ion.)
シリル化剤が下記式(2)で表される化合物である請求項1〜請求項3のいずれかに記載のシリル化層状無機化合物の製造方法。
[R5 nSi(OR64-n] (2)
(式(2)において、R5はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数1〜8の直鎖または分岐鎖の飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、炭素数1〜20のアリール基、炭素数1〜20のアラルキル基であり、それぞれビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、アンモニウム基、チオール基、イソシアヌレート基、ウレイド基、イソシアナート基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシシリル基で置換されていても良く、R6はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和アルキル基、炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和シクロアルキル基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、または炭素数1〜8の飽和もしくは不飽和ヘテロシクロアルキル基を示し、nは0〜4の整数を示す。)
The method for producing a silylated layered inorganic compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the silylating agent is a compound represented by the following formula (2).
[R 5 n Si (OR 6 ) 4-n ] (2)
(In Formula (2), each R 5 is independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. A saturated cycloalkyl group, an aryl group having 1 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms, each of which includes a vinyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, an acryloxy group, a methacryloxy group, a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group, It may be substituted with an ammonium group, a thiol group, an isocyanurate group, a ureido group, an isocyanate group, a carboxyl group, a halogen atom, or an alkoxysilyl group, and each R 6 is independently a hydrogen atom or a saturated group having 1 to 8 carbon atoms. Or an unsaturated alkyl group, a C1-C8 saturated or unsaturated cycloalkyl group, a trimethylsilyl group, a dimethylsilyl group Or a saturated or unsaturated heterocycloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 4.)
層状無機化合物が層状ケイ酸塩、層状粘土鉱物および層状金属酸化物のいずれかを含む請求項1〜請求項4のいずれかに記載のシリル化層状無機化合物の製造方法。   The manufacturing method of the silylated layered inorganic compound in any one of Claims 1-4 in which a layered inorganic compound contains either a layered silicate, a layered clay mineral, and a layered metal oxide.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020031606A1 (en) 2018-08-09 2020-02-13 Kddi株式会社 Mobile communication system, terminal device, base station device, communication method, and computer program
JPWO2019146304A1 (en) * 2018-01-23 2021-01-07 東亞合成株式会社 Sustained-release composite agent containing an interlayer-modified layered inorganic compound and its production method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000128521A (en) * 1998-10-20 2000-05-09 Kazuyuki Kuroda Porous sheet silicate and its production
JP2005104780A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Shiseido Co Ltd Layered organosilicic acid and method of manufacturing the same
JP2007186380A (en) * 2006-01-13 2007-07-26 Nippon Chem Ind Co Ltd Antibacterial agent
JP2009520671A (en) * 2005-12-23 2009-05-28 サンーゴバン テクニカル ファブリックス ヨーロッパ Preparation method of plate-like nanoparticles and obtained nanoparticles
JP2009541186A (en) * 2006-05-15 2009-11-26 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド Compositions useful for making nanocomposite polymers
JP2010155752A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Asahi Kasei Corp Method for producing solid material containing layered inorganic compound, solid material and formed body formed using the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000128521A (en) * 1998-10-20 2000-05-09 Kazuyuki Kuroda Porous sheet silicate and its production
JP2005104780A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Shiseido Co Ltd Layered organosilicic acid and method of manufacturing the same
JP2009520671A (en) * 2005-12-23 2009-05-28 サンーゴバン テクニカル ファブリックス ヨーロッパ Preparation method of plate-like nanoparticles and obtained nanoparticles
JP2007186380A (en) * 2006-01-13 2007-07-26 Nippon Chem Ind Co Ltd Antibacterial agent
JP2009541186A (en) * 2006-05-15 2009-11-26 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド Compositions useful for making nanocomposite polymers
JP2010155752A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Asahi Kasei Corp Method for producing solid material containing layered inorganic compound, solid material and formed body formed using the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FERNANDEZ, M. J. ET AL., APPLIED CLAY SCIENCE, vol. Vol.80-81, JPN6021002823, 23 July 2013 (2013-07-23), pages 372 - 381, ISSN: 0004437697 *
WANG, L. ET AL., APPLIED CLAY SCIENCE, vol. Vol.75-76, JPN6021002822, 9 April 2013 (2013-04-09), pages 74 - 81, ISSN: 0004437698 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019146304A1 (en) * 2018-01-23 2021-01-07 東亞合成株式会社 Sustained-release composite agent containing an interlayer-modified layered inorganic compound and its production method
JP7028263B2 (en) 2018-01-23 2022-03-02 東亞合成株式会社 A sustained release complex containing an interlayer-modified layered inorganic compound and a method for producing the same.
WO2020031606A1 (en) 2018-08-09 2020-02-13 Kddi株式会社 Mobile communication system, terminal device, base station device, communication method, and computer program

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