JPH01320219A - シリカ被覆水酸化マグネシウム及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は合成樹脂に配合して難燃化するために用いられ
るシリカ被覆水酸化マグネシウムに関し、特に、電線被
覆用合成樹脂の難燃化剤として有用なものである。

［従来の技術］ 現在、各種の合成樹脂に対する難燃化の要求はその各種
の使用分野から強く望まれているが、その中で無害且つ
安価な難燃剤として水酸化マグネシウムや水酸化アルミ
ニウムなどの金属水酸化物が用いられている。

しかしながら、一般に水酸化マグネシウムは微細粒子が
多数アグロメレートしたものであって、これを合成樹脂
に配合しても分散性が著しく悪い。

従って、通常は分散性を改善するためのオレイン酸また
はステアリン酸などの高級脂肪酸またはその塩にて表面
処理が施されている。

［発明が解決しようとする課題］ このようにして表面処理された水酸化マグネシウムは合
成樹脂に練り込まれて使用されるが、長期間にわたって
空気中の水分及び炭酸ガス等の作用を受け、水酸化マグ
ネシウムが塩基性炭酸マグネシウムないし炭酸マグネシ
ウムに変化し、難燃剤としての機能が果たせないばかり
か、成形物の表面に白い粉（チョーキング）となって表
れ、美観を損ねる等の経時変化に伴う劣化が重要な問題
となっている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は係る問題を解決することにあり、水酸化マグネ
シウム粒子の表面をシリカで被覆することによって諸耐
性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った
。

即ち、本発明は結晶性水酸化マグネシウムの粒子表面が
微細な不定形シリカで沈積されてなるシリカ被覆水酸化
マグネシウムに係る。

更に、本発明は結晶性水酸化マグネシウムのアルカリ性
スラリーに温度８０〜１００℃の撹拌下で微細な不定形
シリカの沈積処理を施すことを特徴とするシリカ被覆水
酸化マグネシウムの製造法にｆ系る。

［作　用］ 本発明のシリカ被覆水酸化マグネシウムを製造するに当
たり、水酸化マグネシウム表面へのシリカ処理は水性ス
ラリー系で行なわれ、その基本はこのスラリー系に微細
な不定形シリカを析出させ、それを水酸化マグネシウム
粒子の表面へ沈着被覆させることにある。

本発明の原料となる水酸化マグネシウムは結晶質のもの
であれば特に限定されるものではなく、通常の六角板状
結晶を有する結晶性水酸化マグネシウムから下記の特徴
を有する粒子状の結晶性水酸化マグネシウムのいずれを
も使用することができる。

特に、結晶性水酸化マグネシウムとしては粉末Ｘ線回折
法により測定した［００１］面と［１０１］面の回折線
の強度比［００１］／［１０１］が０．７〜１．３の範
囲にあり、且つＢ　Ｆ、　Ｔ比表面積が１〜２０ｍ”７
ｇであることにより特徴付けられるものを有利に使用す
ることができる。この結晶性水酸化マグネシウムは電子
閉微鏡観察に基づく１次粒子が平均粒径で０．１〜２．
５μ艶にあり且つ厚みと丸味を帯びた粒子であることか
ら更に特徴付けられる。

六角板状の結晶構造を有する結晶性水酸化マグネシウム
は例えば塩化マグネシウム水溶液に水酸化ナトリウムを
添加して水熱処理することにより製造することができる
。また、粒子状の結晶構造を有する結晶性水酸化マグネ
シウムは例えばアルカリ水溶液にマグネシウム塩水溶液
を添加して得られる非常に微細な水酸化マグネシウムを
所定の条件下でオーＩ・クレープ中で加熱熟成すること
により得ることができる。

原料となる結晶性水酸化マグネシウムは合成後の湿った
ままのものであってもよいが、水に分散し、必要に応じ
てホモジナイザー等の分散機を通過させ、より良い分散
状態を造ることが好ましい。

水酸化マグネシウムの分散濃度は５〜２０％程度が好ま
しく、１０％程度が最適であるが、撹拌できる範囲なら
ば分散濃度は特に限定されるものではない。

シリカ源としては珪酸す１−リウム及びアルコキシシラ
ン類が使用される。

本発明のシリカ被覆水酸化ナトリウムの製造方法として
は、珪酸すｌ・リウムを使用する場合には以下の方法を
使用することができる。

（イ）水酸化マグネシウム分散液に珪酸ナトリウム溶液
を加え、次に、酸を加えてシリカを析出させる方法。

（ロ）水酸化ナトリウム分散液に珪酸ナトリウム溶液と
酸の水溶液を同時に添加する方法；（ハ）珪酸ナトリウ
ム水溶液に酸を添加して中和した溶液を水酸化マグネシ
ウム分散液に添加する方法： （ニ）珪酸ナトリウム水溶液をカチオンイオン交換樹脂
によって処理された活性珪酸水溶液を水酸化マグネシウ
ム分散液に添加する方法。

アルコキシシランを使用する場合は、アルコキシシラン
をアルコールで希釈して水酸化マグネシウム分散液に添
加すればよい。

いずれの場合においても水酸化マグネシウムのシリカ被
覆処理に際して温度は８０〜１００℃の範囲が有効であ
る。また、添加速度はなるべくゆっくりま方が良い結果
を示すが、実用的には３０分ないし３時間程度の時間で
添加すればよい、また、処理スラリーは少なくともアル
カリ性であり、好ましくはｐＨ８〜１０がよい。

以上の条件外では多孔質のゲル状シリカが析出して効果
的な水酸化マグネシウムの微細な不定形シリカによる被
覆を行なうことができない。

シリカの被覆量は水酸化マグネシウムの比表面績にも関
係し、水酸化マグネシウムの比表面積が小さい程シリカ
の量は少なくてよく、また、単位体積当たりの比表面積
が小さい程例えば球に近い粒子である程少ないシリカ量
で効果的にシリカ被覆を施すことができる。実際には、
水酸化マグネシウムの比表面積１．２当たりのシリカ量
は約０．２５重１％から効果が現れ、０．３５重量％以
上であればかなり良い結果が得られる。上限は水酸化マ
グネシウムの比表面積ＩＷＡ２当たり２．０重量％程度
までであり、これ以上のシリカを被覆すると難燃剤とし
ての有効成分である水酸化マグネシウムが減少すること
になるために好ましくない。

例えばＬｏＩｌ’／ｙの比表面積をもつ水酸化マグネシ
ウムの場合には実用的にはシリカ被覆量は２．５〜２０
重量％となる。

また、本発明のシリカ被覆水酸化マグネシウムは２モル
／ｌの酢酸水溶液の室温における結晶性水酸化マグネシ
ウムの溶出率が１０重量％以下であることが好ましい、
この理由は微細な不定形シリカ粒子による水酸化マグネ
シウムの被覆が実質的になされ、使用の際の安定性が付
与されるからである。

シリカ被覆を施した水酸化マグネシウムは合成樹脂への
分散性をより付与するため、所望により界面活性剤ある
いは水可溶性の金属石鹸等で表面処理を行なった後、学
友により水洗、濾過、乾燥、粉砕して製品とする。

なお、金属石鹸としてステアリン酸塩、オレイン酸塩、
パルミチン酸塩、リノール酸塩、リシノール酸塩、ラウ
リン酸塩、カプリル酸塩、モンタン酸塩、アラギン酸塩
、ミリスチン酸塩、ベヘニン酸塩等が用いられる。

界面活性剤はアルキル基の炭素数が７〜１８個のモノア
ルキルまたはアルキル第４級アンモニウム塩、炭素数が
８〜１８個の脂肪アミン酢酸塩、非イオン系のものが用
いられる。

［実　施　例］ 以下に実施例を挙げて本発明のシリカ被覆水酸化マグネ
シウムを更に説明する。

護色−燵［ ＢＥＴ方による比表面積１１．２ｍ２／ｙの結晶性水酸
化マグネシウム１８８ｇを少量のアルカリ剤と共にミキ
サーを使用して５分間分散した。得られた水酸化マグネ
シウム分散液のｐＨは１０．１であった。

次に、市販の３号珪酸ナトリウム４１．４ｇに水を加え
て約５００ａ＋１とした。この３号珪酸ナトリウム水溶
液の約’５０ｍ１を前記水酸化マグネシウム分散液中に
添加して撹拌しながら昇温して９０”Ｃとした。また、
９．７％の硫酸６４．１−を５００ｍ１のビーカーに秤
り取り、水を加えて約５０Ｏｎ＋１とした。

９０℃に保った水酸化マグネシウム分散液を撹拌しなが
ら希釈３号珪酸ナトリウム水溶液と硫酸水溶液とを同じ
流速で滴下する。１酸水溶液を添加し終えるまでの時間
は１時間３２分であった。

その後、３０分間撹拌を続けて反応を完結させる。

冷却後、常法により水洗、Ｐ別、乾燥、粉砕してシリカ
被覆水酸化マグネシウムを得、これを試料■とする。な
お、このシリカ被覆水酸化マグネシウムはｌ　ｖｂ　２
当たりのシリカ量は０．５４％であった。

夾１」ＬＬ ＢＥＴ法による比表面積４．５ｍ２／ｇの結晶性水酸化
マグネシウム１９４ｇを３１のビーカーに収り、水約２
１を加えて実験用ホモジナイザーを使用して３０分間分
散させた０次に、市販の３号珪酸すｌ−リウム２０゜７
ｇに水を加えて約２００ｍｊ！とする。

この溶液を強酸性カチオン交換樹脂（アンバーライトＩ
Ｒ−１２０Ｂ）に通しながら１分間約２ＩＩ１１の流速
で９５℃に加温し、撹拌した水酸化マグネシウム分散液
に滴下した。その後、強酸性カチオン交換樹脂に水を通
してシリカ分を洗った。更に、約３０分間加熱撹拌を続
けてシリカ皮膜の形成を完結させた。冷却後、常法によ
り水洗、ン戸別、乾燥、粉砕してシリカ被覆水酸化マグ
ネシウムを得、これを試料■とする。なお、このシリカ
被覆水酸化マグネシウムは１１２当たりのシリカ量は０
．６７％であった。

ＬＩＬＬ ＢＥＴ法による比表面積６．８ｍ２／ｇの結晶性水酸化
マグネシウム２００ｇをミキサーを使用して分散させ、
ミキサーカップ等に付着した水酸化マグネシウムを洗い
落として全量を約２１とした。

少量のアルカリ剤を添加したこの水酸化マグネシウム分
散液を撹拌しなから９５℃に加温し、これに９５％の珪
酸エチル（テトラエトキシシラン）３６．５ｇにエチル
アルコールを加えて約２００ｍ１とした溶液を２ｍ１／
分の速度で滴下した。珪酸エチルの添加終了後、更に４
５分間加温、撹拌を続けて皮膜の形成を完結させた。冷
却後、固液分離、乾燥、粉砕してシリカ被覆水酸化マグ
ネシウム粉砕を得た。この試料を■とする。なお、この
シリカ被覆水酸化マグネシウムは１ｍ２当たりのシリカ
量は０．８６％であった。

夾−施且土 ＢＥＴ法による比表面積８．５ｍ２／ｇの９，７３３重
丸の結晶性水酸化マグネシウムスラリー１９Ｂ２ｙを３
１のビーカーに秤り取り、撹拌しながら９５℃に加温す
る。

次に、５．０重量％の硫酸１２４．４ｙに３号珪酸ナト
リウム４１．４ｇを約１５０１に希釈した水溶液を加え
た溶液を、９５℃に加温した水酸化マグネシウム分散液
に滴下した０滴下に要した時間は１時間３６分であった
。滴下終了後、そのまま撹拌を１時間続けて皮膜の形成
を完結させた。

冷却後、水洗、ｒ過、乾燥、粉砕してシリカ被覆水酸化
マグネシウムを得、これを試料■とする。

なお、このシリカ被覆水酸化マグネシウムは１翔２当た
りのシリカ量は０７１％であった。

上記実施例１〜４で得られたシリカ被覆水酸化マグネシ
ウムのシリカ皮膜の良否を以下に記載する試験方法で比
鮫した。

＜１）耐酸性の評価 ２００ｎｌの共栓付三角フラスコに試料２．０ｇを秤り
取り、５０ｍ１のメスピペットで水を加えて分散させる
０次に、２モル／１の酢酸水／′Ｂ液をメスピペットで
５０１１加え、室温で１時間振とうする。

振どう速度は３００回／分、振幅中は約４ｃｍとする。

次に、東洋ｐ紙製のｐ紙５Ｃを２枚重ねて乾式−過し、
初めの約１５ｍ１を捨て、継ぎのｐ紙を直接または適当
に分取してＭｇを定量し、次式によって水酸化マグネシ
ウムの溶出率を求めて耐酸性を評価する。

得られた結果を以下の第１表に記載する。

（２）耐炭酸化性の評価 直径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのガラス管の中央に磁製
ボートに入れた試料２ｇを置き、ガラス管内空気をバー
シュした後、炭酸ガスで充満する。

その後、管の一方の口より水中をバブルさせて出る湿っ
た炭酸ガスを約５ｍｌ／分の速度で室温において９６時
間流入さすた後、粉末Ｘ線回折により試料の変化を調べ
る。

他方、試料を５規定ＨＣＩにて分解してガスの発生の有
無を調べる。

１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
は第１表から判るように、本発明のシリカ被覆水酸化マ
グネシウムは耐酸性及び耐炭酸化性が著しく優れており
、安定性を有するものであった。

［発明の効果］ 本発明のシリカ被覆水酸化マグネシウムは耐酸性及び耐
炭酸化性など外部刺激に対し優れた安定性を有す。また
、分散性も良好である。

従って、合成樹脂等の難燃剤として好適に使用すること
ができる。

また、本発明に係る方法によれば、このような安定性の
あるシリカ被覆水酸化マグネシウムを工業的に有利に製
造することができる。

特許出願人　日本化学工業株式会社 １−ニー。

代　　理　　人　　曽　　我　　道　　照　　−−・−
； 手続捕正書 昭和６３年７月２５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、結晶性水酸化マグネシウムの粒子表面が微細な不定
   形シリカで沈積されてなるシリカ被覆水酸化マグネシウ
   ム。 ２、結晶性水酸化マグネシウムの粒子表面に微細な不定
   形シリカをＳｉＯ＿２として該粒子のＢＥＴ比表面積１
   ｍ＾２／ｇ当たり０．２５〜２．０重量％の量で沈積さ
   れてなるシリカ被覆水酸化マグネシウム。 ３、シリカ被覆水酸化マグネシウムの２モル／ｌの酢酸
   水溶液の室温における結晶性水酸化マグネシウムの溶出
   率が１０重量％以下である請求項１または２記載のシリ
   カ被覆水酸化マグネシウム。 ４、結晶性水酸化マグネシウムは粉末Ｘ線回折法により
   測定した［００１］面と［１０１］面の回折線の強度比
   ［００１］／［１０１］が０．７〜１．３の範囲にあり
   、且つＢＥＴ比表面積が１〜２０ｍ＾２／ｇである請求
   項１ないし３のいずれか１項記載のシリカ被覆水酸化マ
   グネシウム。 ５、結晶性水酸化マグネシウムは電子顕微鏡観察に基づ
   く１次粒子が平均粒径で０．１〜２．５μｍにあり且つ
   厚みと丸味を帯びた粒子からなる請求項１ないし４のい
   ずれか１項記載のシリカ被覆水酸化マグネシウム。 ６、結晶性水酸化マグネシウムのアルカリ性スラリーに
   温度８０〜１００℃の撹拌下で微細な不定形シリカの沈
   積処理を施すことを特徴とするシリカ被覆水酸化マグネ
   シウムの製造法。