JP2020500811A5

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Publication number: JP2020500811A5
Application number: JP2019525810A
Authority: JP
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2021-02-12

Claims

以下に示す式（Ｉ）の層状複水酸化物：
［Ｍ^ｚ＋ _１−ｘＭ’^ｙ＋ _ｘ（ＯＨ）_２］^ａ＋（Ｘ^ｎ−）_ｍ・ｂＨ_２Ｏ・ｃ（溶媒）・ｄ（変性剤）
（Ｉ）
（式中、
Ｍは、少なくとも１つの荷電金属カチオンであり、
Ｍ’は、Ｍとは異なる少なくとも１つの荷電金属カチオンであり、
ｚは、１または２であり、
ｙは、３または４であり、
０＜ｘ＜０．９であり、
０＜ｂ≦１０であり、
０＜ｃ≦１０であり、
０＜ｄ≦１０であり、
Ｘは、少なくとも１つのアニオンであり、
ｎは、アニオンＸ上の電荷であり、
ａは、ｚ（１−ｘ）＋ｘｙ−２に等しく、
ｍ≧ａ／ｎであり、
前記溶媒は、水と水素結合することができる有機溶媒であり、
前記変性剤は、前記層状複水酸化物の少なくとも１つの表面との共有結合性またはイオン性会合が可能な有機部分であり、かつ前記層状複水酸化物の表面特性を変性する）。
以下の（Ａ）および／または（Ｂ）：
（Ａ）前記変性剤が、少なくとも５個の炭素原子と、前記層状複水酸化物の少なくとも１つの表面との共有結合性またはイオン性会合が可能である少なくとも１つの官能基とを含む有機部分である、
（Ｂ）前記変性剤が、前記層状複水酸化物の親油性を向上させる、
に該当する、請求項１に記載の層状複水酸化物。
前記変性剤が、オルガノシランまたは界面活性剤である、請求項１または２に記載の層状複水酸化物。
以下の（Ａ）〜（Ｃ）のいずれか：
（Ａ）前記オルガノシランが、以下に示す式（ＩＩ）
（式中、
ｑは、１、２または３であり、
各Ｒ_１は、独立して、水素または有機官能基であり、
各Ｙは、独立して、存在せず、または直鎖もしくは分岐鎖の有機リンカーであり、
各Ｒ_２は、独立して、水素、ハロ、ヒドロキシ、カルボキシ、（１〜４Ｃ）アルキルまたは−ＯＲ_３基であり、Ｒ_３は、（１〜６Ｃ）アルキル、アリール（１〜６Ｃ）アルキル、ヘテロアリール（１〜６Ｃ）アルキル、シクロアルキル（１〜６Ｃ）アルキル、ヘテロシクリル（１〜６Ｃ）アルキルおよび（１〜６Ｃ）アルコキシ（１〜４Ｃ）アルキルから選択される）
による構造を有し、
任意選択的に、前記有機官能基が、アクリレート、メタクリレート、メルカプト、アルデヒド、アミノ、アジド、カルボキシレート、ホスホネート、スルホネート、エポキシ、グリシジルオキシ、エステル、ハロゲン、ヒドロキシル、イソシアネート、ホスフィン、ホスホネート、アルケニル（例えば、ビニル）、アリール（例えば、フェニル）、シクロアルキル、ヘテロアリールおよびヘテロシクリル（例えば、モルホリニル）から選択される、
（Ｂ）前記界面活性剤が、非イオン性、カチオン性、アニオン性または両性界面活性剤である、
（Ｃ）前記界面活性剤が、（４〜２２Ｃ）脂肪酸またはその塩（例えば、ナトリウム塩）である、
に該当する、請求項３に記載の層状複水酸化物。
以下の（Ａ）および／または（Ｂ）：
（Ａ）ｄが、式１≦ｄ≦２にしたがう値を有する、
（Ｂ）ＭがＭｇであり、Ｍ’がＡｌであり、Ｘが炭酸イオンである、
に該当する、請求項１から４のいずれか１項に記載の層状複水酸化物。
以下の（Ａ）〜（Ｄ）のいずれか１以上：
（Ａ）ｚが２であり、Ｍが、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、ＭｎもしくはＣｄまたはそれらのうちの２つ以上の混合物であり、あるいはｚが１であるとき、ＭがＬｉである、
（Ｂ）ｙが３であり、Ｍ’が、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｌａまたはそれらの混合物であり、あるいはｙが４であるとき、Ｍ’が、Ｓｎ、ＴｉもしくはＺｒまたはそれらの混合物である、
（Ｃ）Ｍ’がＡｌである、
（Ｄ）式（Ｉ）の前記層状複水酸化物が、Ｚｎ／Ａｌ、Ｍｇ／Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ／Ａｌ、Ｍｇ／Ａｌ、Ｓｎ、Ｃａ／Ａｌ、Ｎｉ／ＴｉまたはＣｕ／Ａｌ層状複水酸化物である、
に該当する、請求項１から５のいずれか１項に記載の層状複水酸化物。
以下の（Ａ）または（Ｂ）：
（Ａ）Ｘが、ハロゲン化物、無機オキシアニオンまたは有機アニオン（例えば、アニオン性界面活性剤、アニオン性発色団またはアニオン性ＵＶ吸収剤）のうちの少なくとも１つから選択されるアニオンであり、
任意選択的に、前記無機オキシアニオンが、炭酸イオン、重炭酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、亜硝酸イオン、ホウ酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオンもしくはリン酸イオンまたはそれらのうちの２つ以上の混合物である、
（Ｂ）Ｘが炭酸イオンである、
に該当する、請求項１から６のいずれか１項に記載の層状複水酸化物。
以下の（Ａ）〜（Ｄ）のいずれか１以上：
（Ａ）前記溶媒が、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、エタノール、メタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、ｔｅｒｔ−アミルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソアミルケトン、メチルｎ−アミルケトン、フルフラール、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ｎ−ブチル、ｎ−アミルアセテート、酢酸ｎ−ヘキシル、メチルアミルアセテート、メトキシプロピルアセテート、２−エトキシエチルアセテート、ニトロメタンおよびそれらのうちの２つ以上の混合物から選択される、
（Ｂ）前記溶媒が、アセトン、エタノール、酢酸エチルおよびそれらのうちの２つ以上の混合物から選択される、
（Ｃ）前記層状複水酸化物のゆるみかさ密度および／またはタップ密度が０．３５ｇ／ｍＬ未満である、
（Ｄ）前記層状複水酸化物が、少なくとも０．３ｃｃ／ｇのＢＥＴ細孔容積を有する、
に該当する、請求項１から７のいずれか１項に記載の層状複水酸化物。
式（Ｉ）の層状複水酸化物を調製するための方法であって、
ａ）式（Ｉａ）：
［Ｍ^ｚ＋ _１−ｘＭ’^ｙ＋ _ｘ（ＯＨ）_２］^ａ＋（Ｘ^ｎ−）_ｍ・ｂＨ_２Ｏ・ｃ（溶媒）
（Ｉａ）
（式中、Ｍ、Ｍ’、ｚ、ｙ、ｘ、ｂ、ｃ、Ｘ、ｍおよび前記溶媒は、請求項１に記載の通りである）
の層状複水酸化物を用意するステップと、
ｂ）前記層状複水酸化物の少なくとも１つの表面との共有結合性またはイオン性会合が可能な有機部分であり、かつ前記層状複水酸化物の表面特性を変性することができる変性剤を用意するステップと、
ｃ）ステップａ）において用意された式（Ｉａ）の前記層状複水酸化物を、ステップｂ）において用意された前記変性剤と接触させるステップと
を含む、方法。
ステップａ）において用意される前記層状複水酸化物が、
Ｉ．以下に示す式（ＩＩ）：
［Ｍ^ｚ＋ _１−ｘＭ’^ｙ＋ _ｘ（ＯＨ）_２］^ａ＋（Ｘ^ｎ−）_ｍ・ｂＨ_２Ｏ
（ＩＩ）
（式中、Ｍ、Ｍ’、ｚ、ｙ、ｘ、ｍ、ｂおよびＸは、式（Ｉ）に定義した通りである）
の水洗された湿った沈殿物を用意するステップであって、前記沈殿物は、前記金属ＭおよびＭ’のカチオンと、前記アニオンＸ^ｎ−と、任意選択的にアンモニア放出剤とを含有する水性溶液を接触させ、次いで、反応混合物を熟成することにより形成されたものである、ステップと、
ＩＩ．ステップＩ）の前記水洗された湿った沈殿物を、式（Ｉ）に定義した溶媒と接触させるステップと
を含む方法により調製され、
任意選択的に、ステップＩＩ）が、
ｉ）式（Ｉ）に定義した溶媒中にステップＩ）の前記水洗された湿った沈殿物を分散させて、スラリーを生成するステップと、
ｉｉ）前記スラリーを維持するステップと
を含み、
さらに任意選択的に、前記スラリーが、ステップにおいて０．５〜５時間の期間、維持される、請求項９に記載の方法。
以下の（Ａ）〜（Ｄ）のいずれか１以上：
（Ａ）ステップｂ）において、前記変性剤が溶媒中で用意され、
任意選択的に、ステップｂ）において、前記変性剤が、アセトンおよび／またはエタノール中で用意される、
（Ｂ）ステップｃ）が、ステップｂ）において用意された前記変性剤の存在下、ステップａ）において用意された前記層状複水酸化物を粉砕するステップを含む、
（Ｃ）ステップｃ）が不活性雰囲気下で実施される、
（Ｄ）ステップｃ）によって得られる固体が、任意選択的に真空下で、熱的に処理される、
に該当する、請求項９または１０に記載の方法。
前記層状複水酸化物が、請求項１において式（Ｉ）に定義した通りである溶媒を含むスラリーとしてステップａ）において用意され、
任意選択的に、ステップｃ）が、ステップｂ）において用意された前記変性剤の存在下、撹拌下で実施されるか、またはステップａ）において用意された前記スラリーを粉砕することにより実施され、
さらに任意選択的に、ステップｃ）が不活性雰囲気下で実施される、請求項９または１０に記載の方法。
以下の（Ａ）または（Ｂ）：
（Ａ）ステップｃ）によって得られる前記混合物が、真空下で熱的に処理される、
（Ｂ）ステップｃ）によって得られる前記混合物が、噴霧乾燥機内で熱的に処理される、
に該当する、請求項１２に記載の方法。
以下の（Ａ）〜（Ｆ）のいずれか１以上：
（Ａ）Ｍ、Ｍ’、ｚ、ｙ、ｘ、ａ、ｂ、ｍ、ｃ、ｎおよびＸのいずれか１つまたは複数が、請求項１から７のいずれか１項に記載の通りである、
（Ｂ）前記変性剤が、請求項１から４のいずれか１項に記載の通りである、
（Ｃ）式（Ｉａ）の前記ＬＤＨが、少なくとも７０ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有する、
（Ｄ）式（Ｉａ）の前記ＬＤＨが、少なくとも０．３ｃｍ^３／ｇのＢＥＴ細孔容積を有する、
（Ｅ）式（Ｉａ）の前記ＬＤＨが、０．３５ｇ／ｍＬ未満のゆるみかさ密度を有する、
（Ｆ）式（Ｉａ）の前記ＬＤＨが、０．３５ｇ／ｍＬ未満のタップ密度を有する、
に該当する、請求項９から１３のいずれか１項に記載の方法。
ポリマー全体にわたって分散した請求項１から８のいずれか１項に記載の層状複水酸化物を含む複合材料。