JPH06287014A - Organic material-clay complex - Google Patents

Organic material-clay complex

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JPH06287014A
JPH06287014A JP30666593A JP30666593A JPH06287014A JP H06287014 A JPH06287014 A JP H06287014A JP 30666593 A JP30666593 A JP 30666593A JP 30666593 A JP30666593 A JP 30666593A JP H06287014 A JPH06287014 A JP H06287014A
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group
quaternary ammonium
organoclay composite
layered silicate
organoclay
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貴裕 関本
Toshio Kondo
寿夫 近藤
Hiroshi Saiki
博 斉木
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Co Op Chemical Co Ltd
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KOOPU CHEM KK
Co Op Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/36Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
    • C01B33/38Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
    • C01B33/44Products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds, e.g. organoclay material

Abstract

PURPOSE:To obtain an organic material-clay complex having high affinity to organic solvents and polysiloxanes and usable as a thickener stable over a long period by introducing a specific quaternary ammonium ion between layers of a swelling laminar silicate. CONSTITUTION:The organic material-clay complex has a structure containing a quaternary ammonium ion expressed by formula between layers of a swelling laminar silicate. In the formula, R<1> is 1-30C alkyl or benzyl; R<2> and R<3> are (CH2CH(CH3)O)nH, (CH2CH2CH2O)nH or 1-30C alkyl; R<4> is (CH2CH(CH3)O)nH or (CH2CH2CH2O)nH; (n) is 1-50. The organic material-clay complex can be produced by reacting a swelling laminar silicate with 0.5-1.5 times equivalent (in terms of m-equivalent, based on the cation exchange capacity of the laminar silicate) of a quaternary ammonium salt having the quaternary ammonium ion of formula.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、有機溶媒やポリシロキ
サン類に親和性を有し、増粘剤又はゲル化剤として有用
な有機粘土複合体、その製造方法及び組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organoclay composite having an affinity for organic solvents and polysiloxanes and useful as a thickener or a gelling agent, a method for producing the same and a composition thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】層状ケイ酸塩鉱物は、粘土を構成する代
表的な鉱物であって、2:1型層状ケイ酸塩鉱物にあっ
ては、2層のシリカ四面体ケイ酸塩層がマグネシウム八
面体層又はアルミニウム八面体層を間に挟んだサンドイ
ッチ型の3層構造を有し、これが数〜数10層積層した
構造を有している。
2. Description of the Related Art Layered silicate minerals are typical minerals constituting clay, and in a 2: 1 type layered silicate mineral, two silica tetrahedral silicate layers are made of magnesium. It has a sandwich type three-layer structure in which an octahedral layer or an aluminum octahedral layer is sandwiched, and this has a structure in which several to several tens layers are laminated.

【0003】膨潤性層状ケイ酸塩のケイ酸塩層は負の電
荷を有しているが、その電荷は層間に存在するアルカリ
金属カチオン及びアルカリ土類金属カチオンによって中
和されているため、全体として電荷がバランスしてい
る。これらの膨潤性層状ケイ酸塩であるスメクタイト系
粘土や膨潤性雲母は、陽イオン交換能を有する微粒子
で、層間が広がり易く、水中で分散してチクソトロピー
性を有するゾルを形成し、濃度を高くするとゲルを形成
する性質を有している。
The silicate layer of the swellable layered silicate has a negative charge, but since the charge is neutralized by the alkali metal cations and alkaline earth metal cations existing between the layers, As the charge is balanced. Smectite clay and swelling mica which are these swelling layered silicates are fine particles having a cation exchange ability, the layers are easily spread, and a sol having a thixotropic property is dispersed in water to form a sol having a high concentration. Then, it has a property of forming a gel.

【0004】膨潤性層状ケイ酸塩は、種々のカチオン性
の有機化合物と反応させることにより有機粘土複合体と
することができる。このような有機粘土複合体の例とし
ては、スメクタイトの層間にジメチル・ジオクタデシル
・アンモニウムイオンが陽イオン交換によって導入され
たものが工業的に生産され、塗料の増粘剤として用いら
れている。しかし、このものが分散、増粘可能な有機溶
媒は、トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素の一部に
限られる。また、高極性有機溶媒用増粘剤として、スメ
クタイトの層間にジメチル・ベンジル・オクタデシル・
アンモニウムイオンが導入された有機粘土複合体も知ら
れているが、充分な増粘効果を有せず、分散性も悪い。
また、酢酸エチル、ケトン類、アルコール類等に分散さ
せて使用する例も開示されているが、これらの溶媒では
いずれも分散性が悪く十分な増粘効果を有していない。
The swellable layered silicate can be made into an organoclay composite by reacting with various cationic organic compounds. As an example of such an organoclay composite, a product in which dimethyl dioctadecyl ammonium ion is introduced by cation exchange between smectite layers is industrially produced and used as a thickener for a paint. However, organic solvents capable of dispersing and thickening this are limited to a part of aromatic hydrocarbons such as toluene and benzene. In addition, as a thickening agent for highly polar organic solvents, dimethyl benzyl octadecyl
Organoclay composites having ammonium ions introduced are also known, but they do not have a sufficient thickening effect and their dispersibility is poor.
Further, although examples in which they are used by dispersing them in ethyl acetate, ketones, alcohols, etc. are disclosed, none of these solvents has poor dispersibility and does not have a sufficient thickening effect.

【0005】一方、繊細なシリカの表面を有機物で修飾
することにより親有機性とした有機溶媒用増粘剤も知ら
れているが、多量に使用しないと増粘効果が得られず、
また有機溶媒との親和性が低いため、長時間保存すると
一部が沈降して再分散が困難となる欠点を有している。
またポリシロキサン類に対して有効な増粘剤はこれまで
に報告されていない。
On the other hand, a thickener for an organic solvent which is made organic by modifying the surface of delicate silica with an organic substance is also known, but the thickening effect cannot be obtained unless it is used in a large amount.
Further, since it has a low affinity with an organic solvent, it has a drawback that part of it precipitates and redispersion becomes difficult when stored for a long time.
Further, no thickening agent effective for polysiloxanes has been reported so far.

【0006】EP特許公開0133071号公報には、
アルキル基やベンジル基を有する第四級アンモニウム塩
とモノ又はポリヒドロキシル化した含窒素有機表面活性
剤との組合せを使用してスメクタイトクレーを改質した
改質親有機性クレーが記載されている。しかし、これら
は、トルエンやホワイトスピリッツ等の有機溶媒の増粘
剤を目的としたものであり、他の有機溶媒中での分散性
については記載されていない。
[0006] EP Patent Publication No. 0133071 discloses
A modified organophilic clay is described in which a smectite clay is modified using a combination of a quaternary ammonium salt having an alkyl group or a benzyl group and a mono- or polyhydroxylated nitrogen-containing organic surfactant. However, these are intended as thickeners for organic solvents such as toluene and white spirits, and their dispersibility in other organic solvents is not described.

【0007】特開平5−57288号公報(USP5,
130,028号公報)には、スメクタイトクレーに、
〔メチル・ジエチル・ポリオキシプロピレン(25)〕
アンモニウムクロライドを反応させて得られたオルガノ
クレーが記載されている。しかし、このオルガノクレー
は、有機性(疎水性)であることから、単独では非粘着
剤としては機能せず、塗料の非粘着剤として使用するた
めには、オルガノクレーを親有機性に改良する目的で高
度に疎水性のアンモニウム塩と組合せて使用する必要が
あると記載されている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-57288 (USP 5,
No. 130,028), in smectite clay,
[Methyl / diethyl / polyoxypropylene (25)]
Organoclays obtained by reacting ammonium chloride are described. However, since this organoclay is organic (hydrophobic), it does not function as a non-adhesive agent by itself, and in order to use it as a non-adhesive agent for paints, it improves organophilicity. It is stated that it must be used in combination with a highly hydrophobic ammonium salt for the purpose.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の増粘剤は、
エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、アルコール類、ケ
トン類、アミド類、エステル類等の有機溶媒やポリシロ
キサン類に対しては十分な増粘効果がなく、また長期の
保存にも耐えないという欠点を有するため、有機溶媒や
ポリシロキサン類との親和性が高く、長期に安定な増粘
剤として使用可能な有機粘土複合体の開発が求められて
いる。
The above-mentioned conventional thickeners are
The drawback is that it does not have a sufficient thickening effect on organic solvents such as ethers, halogenated hydrocarbons, alcohols, ketones, amides, esters, etc. and polysiloxanes, and cannot withstand long-term storage. Therefore, it is required to develop an organoclay composite that has a high affinity with organic solvents and polysiloxanes and can be used as a thickener that is stable for a long period of time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、有機溶媒
やポリシロキサン類の増粘剤として有用な有機粘土複合
体を開発するため、長年鋭意研究を重ねた結果、置換基
としてポリオキシプロピレン基を有する後記一般式
(I)の第四級アンモニウムイオンが、膨潤性層状ケイ
酸塩の層間に導入された有機粘土複合体は、芳香族炭化
水素類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、アルコー
ル類、ケトン類、アミド類、エステル類等の有機溶媒及
びポリシロキサン類との親和性が優れ、これらに分散し
て十分な増粘効果を示すことを見いだした。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted extensive studies for many years to develop an organoclay composite useful as a thickener for organic solvents and polysiloxanes. Organoclay composites in which a quaternary ammonium ion having the following general formula (I) having a propylene group is introduced between the layers of the swelling layered silicate are aromatic hydrocarbons, ethers, halogenated hydrocarbons. It has been found that it has a good affinity with organic solvents such as alcohols, ketones, amides and esters, and polysiloxanes, and has a sufficient thickening effect when dispersed in these.

【0010】すなわち、本発明は、膨潤性層状ケイ酸塩
の層間に、一般式(I)で示される第四級アンモニウム
イオンが導入された有機粘土複合体に関する。
That is, the present invention relates to an organoclay composite in which a quaternary ammonium ion represented by the general formula (I) is introduced between layers of a swellable layered silicate.

【化3】 [Chemical 3]

【0011】本発明の有機粘土複合体の原料として使用
する膨潤性層状ケイ酸塩は、陽イオン交換能を有し、さ
らに層間に水を取り込んで膨潤する特異な性質を示す層
状ケイ酸塩で、スメクタイト型粘土や膨潤性雲母等を挙
げることができる。例えば、スメクタイト系粘土として
は、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、バイ
デライト、モンモリロナイト、ノントロナイト、ベント
ナイト等の天然又は化学的に合成したもの、又はこれら
の置換体、誘導体、あるいはこれらの混合物を挙げるこ
とができる。また膨潤性雲母としては、Li型フッ素テ
ニオライト、Na型フッ素テニオライト、Na型四ケイ
素フッ素雲母、Li型四ケイ素雲母等の天然又は化学的
に合成した膨潤性雲母で、層間にLiイオンやNaイオ
ンを有する膨潤性雲母、又はこれらの置換体、誘導体あ
るいはこれらの混合物が挙げられ、バーミキュライト、
フッ素バーミキュライト等も用いることができる。
The swellable layered silicate used as a raw material for the organoclay composite of the present invention is a layered silicate having a cation exchange ability and having a unique property of swelling by taking in water between layers. , Smectite-type clay, swelling mica, and the like. For example, examples of the smectite clay include hectorite, saponite, stevensite, beidellite, montmorillonite, nontronite, bentonite, and other naturally or chemically synthesized substances, or substitution products, derivatives thereof, or a mixture thereof. You can The swelling mica is a natural or chemically synthesized swelling mica such as Li-type fluoro-teniolite, Na-type fluoro-teniolite, Na-type tetrasilicon-fluorine mica, Li-type tetra-silicon-mica, etc., with Li ion or Na ion between the layers. Swellable mica having, or a substitution product thereof, a derivative or a mixture thereof, vermiculite,
Fluorine vermiculite or the like can also be used.

【0012】本発明で使用する合成スメクタイト系粘土
は、特公昭61−12848号公報に記載されている製
法、あるいはそれと類似の製法により製造されるヘクト
ライト型粘土鉱物に類似した構造を有する一般式(II)
の合成スメクタイトが好ましいが、下記の製法に限定さ
れるものではない。
The synthetic smectite clay used in the present invention has a general formula having a structure similar to that of a hectorite type clay mineral produced by the production method described in Japanese Patent Publication No. 61-12848 or a production method similar thereto. (II)
Synthetic smectites are preferred, but are not limited to the following production methods.

【化4】 [Chemical 4]

【0013】該合成スメクタイトは次の方法で製造され
る。すなわち、ケイ酸塩とマグネシウム塩の均質混合液
にアルカリ溶液を反応させてケイ素・マグネシウム複合
体を合成し、副生した電解質を除去した後、該複合体に
リチウムイオンと必要に応じてナトリウムイオン及び/
又はフッ素イオンを添加して、100℃ないし350℃
で水熱反応させ、次いで乾燥して得られる。
The synthetic smectite is produced by the following method. That is, a homogeneous mixture of silicate and magnesium salt is reacted with an alkaline solution to synthesize a silicon-magnesium complex, the by-produced electrolyte is removed, and then lithium ion and sodium ion are optionally added to the complex. as well as/
Or add fluoride ion, 100 ℃ -350 ℃
It is obtained by hydrothermally reacting with and then drying.

【0014】より詳細に説明すると、まず、ケイ酸塩溶
液とマグネシウム塩溶液の均質混合溶液を製造する。ケ
イ酸塩とマグネシウム塩の混合割合は、一般式(II)の
化学量論的割合であることが好ましい。ケイ酸塩溶液
は、ケイ酸ナトリウムと鉱酸を混合し、この混合液を酸
性にすることにより得られる。ケイ酸ナトリウムは一般
に市販されている1号ないし4号水ガラスならびにメタ
ケイ酸ナトリウムのいずれかを使用してもかまわない。
鉱酸としては硝酸、塩酸、硫酸等が使用できる。ケイ酸
塩と鉱酸を混合する場合、鉱酸の量が少ないとゲル化す
る場合が多いので、液のpHが5以下、好ましくは1〜3
になるように鉱酸を添加する必要がある。
More specifically, first, a homogeneous mixed solution of a silicate solution and a magnesium salt solution is prepared. The mixing ratio of the silicate and the magnesium salt is preferably the stoichiometric ratio of the general formula (II). The silicate solution is obtained by mixing sodium silicate and mineral acid and acidifying the mixed solution. As the sodium silicate, any of commercially available No. 1 to No. 4 water glass and sodium metasilicate may be used.
As the mineral acid, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid or the like can be used. When a silicate and a mineral acid are mixed, a gel is often formed when the amount of the mineral acid is small. Therefore, the pH of the solution is 5 or less, preferably 1 to 3
It is necessary to add a mineral acid so that

【0015】得られた均質混合溶液に、常温でアルカリ
溶液を混合して均質沈殿を得る。アルカリ溶液として
は、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、
水酸化カリウム及びこれらの混合物の溶液が好ましい。
アルカリ溶液の添加量は、混合後のpHが10以上になる
ようにする。次いで生成した沈澱を濾過、水洗を繰り返
して副生した電解質を充分に除去する。
An alkaline solution is mixed with the obtained homogeneous mixed solution at room temperature to obtain a homogeneous precipitate. As the alkaline solution, ammonia, sodium hydroxide, lithium hydroxide,
Solutions of potassium hydroxide and mixtures thereof are preferred.
The amount of the alkaline solution added is such that the pH after mixing becomes 10 or more. Next, the formed precipitate is filtered and washed with water repeatedly to sufficiently remove the by-produced electrolyte.

【0016】副生電解質をできるだけ完全に除去する方
法としては、特開平5−279012号公報に記載され
たクロスフロー方式による限外濾過処理方法(レイノズ
ル数50〜5,000、濾過膜の平均細孔径0.1〜5
μm)が好ましいが、同様の分離・除去が可能であれば、
この方法に限定されない。
As a method for removing the by-produced electrolyte as completely as possible, an ultrafiltration method by a cross-flow method described in JP-A-5-279012 (Rey nozzle number 50 to 5,000, average fineness of filtration membrane). Pore size 0.1-5
μm) is preferred, but if similar separation / removal is possible,
The method is not limited to this.

【0017】生成した均質沈殿物に、リチウムイオン
と、上記アルカリ溶液として水酸化ナトリウム以外のも
のを用いた場合は、ナトリウムイオンを、さらに必要に
応じてフッ素イオンを添加し、オートクレーブ等の加圧
反応器に仕込んで100〜350℃で反応させる。反応
時間は、一般に反応温度が高いほど反応速度は大とな
り、反応時間が長いほど結晶化は良好になるので、常圧
100℃の条件では少なくとも6時間以上、望ましくは
24時間以上反応させる。41kg/cm2、250℃の条件
下では、1〜3時間の反応時間で十分である。
When lithium ions and other than sodium hydroxide are used as the alkaline solution in the produced homogeneous precipitate, sodium ions are further added, and if necessary, fluorine ions are added, and the mixture is pressurized in an autoclave or the like. It is charged in a reactor and reacted at 100 to 350 ° C. Regarding the reaction time, generally, the higher the reaction temperature, the higher the reaction rate, and the longer the reaction time, the better the crystallization. Under the conditions of 41 kg / cm 2 and 250 ° C., a reaction time of 1 to 3 hours is sufficient.

【0018】添加するリチウムイオン、ナトリウムイオ
ン及びフッ素イオンとしては、例えば水酸化リチウム、
水酸化ナトリウム、ふっ化水素酸、フッ化ナトリウム等
から選ぶことができる。フッ素イオンは特に添加しなく
ても、反応は容易に達成される。反応終了後、反応器内
容物を乾燥し、粉砕することにより、一般式(II)の合
成スメクタイトが得られる。
Examples of the lithium ion, sodium ion and fluorine ion to be added include lithium hydroxide,
It can be selected from sodium hydroxide, hydrofluoric acid, sodium fluoride and the like. The reaction can be easily achieved without adding fluorine ion. After completion of the reaction, the content of the reactor is dried and pulverized to obtain the synthetic smectite of the general formula (II).

【0019】本発明で使用する膨潤性雲母は、例えば特
開平2−149415号公報に記載された方法により、
ケイフッ化ナトリウムもしくはケイフッ化リチウムとタ
ルクの混合物、又はケイフッ化ナトリウムもしくはケイ
フッ化リチウムとフッ化ナトリウムもしくはフッ化リチ
ウムとタルクの混合物を、700〜1,000℃で加熱
処理することにより得られる。
The swellable mica used in the present invention can be prepared, for example, by the method described in JP-A-2-149415.
It is obtained by heat-treating a mixture of sodium silicofluoride or lithium silicofluoride and talc, or a mixture of sodium silicofluoride or lithium silicofluoride and sodium fluoride or lithium fluoride and talc at 700 to 1,000 ° C.

【0020】本発明の有機粘土複合体を製造するのに使
用される膨潤性層状ケイ酸塩の陽イオン交換容量は、粘
土100g 当り10ミリ当量以上、好ましくは60ミリ
当量以上であり、一般式(II)の合成スメクタイトの場
合は85〜130ミリ当量であり、交換容量が大きいほ
どよい。膨潤性層状ケイ酸塩は、50%以下の非粘土不
純物を含有していてもよいが、非粘土不純物の量は10
%以下が望ましい。
The cation exchange capacity of the swellable layered silicate used for producing the organoclay composite of the present invention is 10 milliequivalents or more, preferably 60 milliequivalents or more per 100 g of clay. In the case of the synthetic smectite of (II), it is 85 to 130 meq, and the larger the exchange capacity, the better. The swellable layered silicate may contain up to 50% non-clay impurities, but the amount of non-clay impurities is 10%.
% Or less is desirable.

【0021】一般式(I)で示される第四級アンモニウ
ムイオンにおけるアルキル基は、炭素数1〜30であ
り、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、
ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノ
ニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テ
トラデシル、ペンタデシル、オクタデシル等が挙げられ
る。
The alkyl group in the quaternary ammonium ion represented by the general formula (I) has 1 to 30 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl,
Examples thereof include butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, octadecyl and the like.

【0022】ポリオキシプロピレン基〔(CH2 CH
(CH3)O)nH又は(CH2 CH2 CH2 O)nH〕のn
は1〜50であり、好ましくは5〜50であり、その付
加モル数が多いほど、有機溶媒に対する分散性は良くな
るが、過剰になり過ぎると、生成物が粘着性を帯びるよ
うになるので、溶媒に対する分散性に重点をおけばnの
数は、20〜50がより好ましい。また、nの数が5〜
20である場合には、生成物が非粘着性で粉砕性がすぐ
れている。また、分散性とハンドリングの点から、第四
級アンモニウム全体のnの総数は5〜50が好ましい。
Polyoxypropylene group [(CH 2 CH
N of (CH 3 ) O) n H or (CH 2 CH 2 CH 2 O) n H]
Is from 1 to 50, preferably from 5 to 50, and the greater the number of added moles, the better the dispersibility in the organic solvent, but if it is excessive, the product becomes tacky. When the dispersibility in the solvent is emphasized, the number of n is more preferably 20 to 50. Also, the number of n is 5
When it is 20, the product is non-tacky and has excellent grindability. From the viewpoint of dispersibility and handling, the total number of n in the whole quaternary ammonium is preferably 5 to 50.

【0023】一般式(I)で示される第四級アンモニウ
ムイオンを層状ケイ酸塩の層間に導入するには、該イオ
ンを含む第四級アンモニウム塩が用いられるが、そのよ
うな塩としては、例えばCl- 、Br- 、NO3 -、OH
- 、CH3 COO- 等の陰イオンとの塩を挙げることが
できる。
In order to introduce the quaternary ammonium ion represented by the general formula (I) between the layers of the layered silicate, a quaternary ammonium salt containing the ion is used. Examples of such a salt include: For example, Cl , Br , NO 3 , OH
-, CH 3 COO - it can be exemplified salts with such anions.

【0024】該第四級アンモニウム塩の具体的例として
は、 ポリオキシプロピレン・トリアルキルアンモニウムクロ
リド ポリオキシプロピレン・トリアルキルアンモニウムブロ
ミド ジ(ポリオキシプロピレン)・ジアルキルアンモニウム
クロリド ジ(ポリオキシプロピレン)・ジアルキルアンモニウム
ブロミド トリ(ポリオキシプロピレン)・アルキルアンモニウム
クロリド トリ(ポリオキシプロピレン)・アルキルアンモニウム
ブロミド 等を挙げることができる。
Specific examples of the quaternary ammonium salt include polyoxypropylene / trialkylammonium chloride polyoxypropylene / trialkylammonium bromide di (polyoxypropylene) / dialkylammonium chloride di (polyoxypropylene) / dialkyl. Examples thereof include ammonium bromide tri (polyoxypropylene) / alkylammonium chloride tri (polyoxypropylene) / alkylammonium bromide.

【0025】一般式(I)の第四級アンモニウムイオン
において、R1 で好ましいものはメチル基又はベンジル
基である。R2 で好ましいものは炭素数1〜12のアル
キル基であり、特に好ましいものは炭素数1〜4のアル
キル基であり、最も好ましいものはエチル基である。R
3 で好ましいものは炭素数1〜4のアルキル基であり、
特に好ましいものはエチル基である。R4 で好ましいも
のは(CH2 CH(CH3)O)nH基又は(CH2 CH2
CH2 O)nH基である。nは5〜50であるものが好ま
しい。
In the quaternary ammonium ion of the general formula (I), the preferable one for R 1 is methyl group or benzyl group. R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and most preferably an ethyl group. R
Preferred as 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
Particularly preferred is the ethyl group. R 4 is preferably a (CH 2 CH (CH 3 ) O) n H group or (CH 2 CH 2
CH 2 O) n H group. It is preferable that n is 5 to 50.

【0026】本発明の有機粘土複合体は、層間の陽イオ
ン交換により得られるが、例えば以下の方法で製造する
ことができる。第1工程では膨潤性層状ケイ酸塩を水中
に分散させ、その固体分散濃度は通常1〜15wt%が望
ましいが、膨潤性層状ケイ酸塩が充分分散可能な濃度の
範囲ならば自由に設定することが可能である。この場
合、あらかじめ凍結乾燥処理した膨潤性層状ケイ酸塩を
用いることは、有機粘土複合体を容易に製造するために
有効である。第2工程ではこの膨潤性層状ケイ酸塩懸濁
液に前述の第四級アンモニウム塩溶液を添加するか、ま
たは逆に、前述の第四級アンモニウム塩溶液に膨潤性層
状ケイ酸塩懸濁液を添加することによっても有機粘土複
合体を製造することが可能である。
The organoclay composite of the present invention is obtained by cation exchange between layers, and can be produced, for example, by the following method. In the first step, the swellable layered silicate is dispersed in water, and the solid dispersion concentration is usually desired to be 1 to 15 wt%, but it is freely set as long as the concentration of the swellable layered silicate is sufficiently dispersible. It is possible. In this case, it is effective to use the swellable layered silicate that has been previously freeze-dried in order to easily produce the organoclay composite. In the second step, the quaternary ammonium salt solution is added to the swellable layered silicate suspension, or conversely, the swellable layered silicate suspension is added to the quaternary ammonium salt solution. It is also possible to produce an organoclay composite by adding.

【0027】第四級アンモニウム塩の添加量は、第四級
アンモニウムイオンとして、膨潤性層状ケイ酸塩の陽イ
オン交換容量と当量用いることが望ましいが、これより
少ない量でも製造は可能である。また陽イオン交換容量
に対して過剰量添加しても差し支えはない。その量は層
状ケイ酸塩の陽イオン交換容量の0.5〜1.5倍量
(ミリ当量換算)、とくに0.8〜1.4倍量であるこ
とが望ましい。
The amount of the quaternary ammonium salt added is preferably equivalent to the cation exchange capacity of the swellable layered silicate as the quaternary ammonium ion, but a smaller amount than this can be used for production. There is no problem even if an excessive amount is added to the cation exchange capacity. The amount thereof is preferably 0.5 to 1.5 times (milliequivalent) the cation exchange capacity of the layered silicate, and particularly preferably 0.8 to 1.4 times.

【0028】反応は室温で充分進行するが、加温しても
よい。加温の最高温度は用いる第四級アンモニウム塩の
耐熱性に支配され、その分解点以下であれば任意に設定
が可能である。次いで固液を分離し、生成した有機粘土
複合体を水洗浄して、副生電解質を充分に除去する。こ
れを乾燥、必要に応じて粉砕して最終製品とする。
The reaction proceeds sufficiently at room temperature, but may be heated. The maximum temperature of heating is governed by the heat resistance of the quaternary ammonium salt used, and can be arbitrarily set as long as it is below its decomposition point. Then, the solid-liquid is separated, and the produced organoclay composite is washed with water to sufficiently remove the by-product electrolyte. This is dried and, if necessary, crushed to obtain a final product.

【0029】このようにして得られた有機粘土複合体の
一般的な特性は、次の項目から目的に応じて選び、ある
いはこれらを組み合わせて実施することにより評価する
ことができる。 (1)化学分析 (2)X線回析(粉末法あるいは定方位法) (3)NMR (4)赤外線吸収スペクトル (5)熱天秤・示差熱分析 (6)有機溶媒系のレオロジー測定 (7)色調 (8)有機溶媒中の膨潤力
The general characteristics of the thus obtained organoclay composite can be evaluated by selecting from the following items according to the purpose or by carrying out a combination of these. (1) Chemical analysis (2) X-ray diffraction (powder method or oriented method) (3) NMR (4) Infrared absorption spectrum (5) Thermobalance / differential thermal analysis (6) Rheology measurement of organic solvent system (7) ) Color tone (8) Swelling power in organic solvent

【0030】例えば本発明の有機粘土複合体の生成は、
X線回析で(001)底面反射の位置を測定することに
より容易に確認することができる。原料の合成スメクタ
イトは、脱水状態で10Å、通常の温度、湿度下では1
2〜15Åの底面間隔を有するが、本発明の有機粘土複
合体は、第四級アンモニウムイオンにおけるアルキル基
の炭素数と、ポリオキシプロピレン基の付加縮合数に依
存するが、15Å以上であることから、有機粘土複合体
が生成していることが分かる。また、増粘剤としての機
能は、アルコール等の有機溶媒に分散させ、視覚的に粘
性を観察することにより容易に確認することができる
が、生成した分散液のレオロジー特性を粘度計で測定す
ることにより知ることができる。
For example, the formation of the organoclay composite of the present invention is
It can be easily confirmed by measuring the position of the (001) bottom surface reflection by X-ray diffraction. The raw material, synthetic smectite, is 10Å in dehydrated state, and 1 in normal temperature and humidity.
It has a bottom spacing of 2 to 15 Å, but the organoclay composite of the present invention has 15 Å or more, depending on the number of carbon atoms of the alkyl group in the quaternary ammonium ion and the number of addition condensation of polyoxypropylene groups. From this, it can be seen that the organoclay composite is formed. The function as a thickener can be easily confirmed by visually observing the viscosity by dispersing it in an organic solvent such as alcohol, but the rheological properties of the resulting dispersion are measured with a viscometer. You can know it.

【0031】本発明の有機粘土複合体を増粘剤やゲル化
剤として使用するには、有機粘土複合体を有機溶媒やポ
リシロキサン類に添加して撹拌等により分散させる。分
散し得る量であれば添加量は多いほど増粘効果は高い。
有機粘土複合体の添加量は、有機溶媒やポリシロキサン
類の種類や用途によって異なるが、一般的には0.1〜
20重量%の範囲で分散させることにより、各種の用途
に使用することができる。
To use the organoclay composite of the present invention as a thickener or gelling agent, the organoclay composite is added to an organic solvent or polysiloxane and dispersed by stirring or the like. The thicker the amount is, the higher the thickening effect is.
The amount of the organoclay complex added varies depending on the type and application of the organic solvent or polysiloxane, but generally 0.1 to
By dispersing in the range of 20% by weight, it can be used for various purposes.

【0032】本発明の有機粘土複合体は、各種有機溶媒
及び/又はポリシロキサン類に分散させて有機粘土複合
体組成物とすることができる。有機溶媒としては、高極
性、低極性あるいは無極性の各種有機溶媒、具体的に
は、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭
化水素類;テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の
ケトン類;メタノール、エタノール、プロパノール、イ
ソプロパノール等の低級アルコール類;デカノール、ヘ
キサノール、デカノールのような高級アルコール類;四
塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエ
タン、パークロロエチレン、クロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素類;ジメチルホルムアミドのようなアミド
類;酢酸エチルのようなエステル類およびフタル酸ジオ
クチド、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ、N
−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に分散する。さら
に、ポリシロキサン類、例えば各種のシリコーンオイル
等に分散させることができる。
The organoclay composite of the present invention can be dispersed in various organic solvents and / or polysiloxanes to give an organoclay composite composition. As the organic solvent, various high-polarity, low-polarity or non-polar organic solvents, specifically, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene; ethers such as tetrahydrofuran, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone Such as ketones; lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropanol; higher alcohols such as decanol, hexanol and decanol; halogenated carbonization such as carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, perchloroethylene and chlorobenzene Hydrogens; amides such as dimethylformamide; esters such as ethyl acetate and dioctide phthalate, dimethylsulfoxide, methylcellosolve, N
-Disperse in a solvent such as methyl-2-pyrrolidone. Further, it can be dispersed in polysiloxanes such as various silicone oils.

【0033】[0033]

【作用】本発明の有機粘土複合体が、有機溶媒及びポリ
シロキサン類に親和性を有し、さらに分散、増粘効果を
示すのは、ポリオキシプロピレン基の酸素または末端の
水酸基と、有機溶媒及びポリシロキサン類の水酸基又は
酸素とが水素結合するため、ないしは、層間有機物と有
機溶媒及びポリシロキサン類との親水性、疎水性バラン
スの一致により、溶媒分子が膨潤性層状ケイ酸塩の層間
に侵入して層間を押し広げ、さらに積層したケイ酸塩層
を分離させるためと考えられる。分離したケイ酸塩層
は、層面に残る陰電荷や端面の陽電荷により相互に不規
則な結合をして、ゲル構造を形成するものと推測され
る。
The organoclay composite of the present invention has an affinity for organic solvents and polysiloxanes, and further exhibits the effect of dispersing and thickening that the oxygen of the polyoxypropylene group or the terminal hydroxyl group and the organic solvent And, because the hydroxyl group or oxygen of the polysiloxane is hydrogen-bonded, or because the hydrophilicity and the hydrophobicity balance between the interlayer organic substance and the organic solvent and the polysiloxane are the same, the solvent molecule is formed between the layers of the swelling layered silicate. It is considered that this is because it penetrates and spreads the layers to separate the further laminated silicate layers. It is presumed that the separated silicate layers form a gel structure by irregularly bonding to each other due to the negative charges remaining on the layer surfaces and the positive charges on the end surfaces.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の有機粘土複合体は、従来の有機
粘土複合体が芳香族炭化水素やハロゲン化炭化水素等に
使用が限定されていたのとは異なり、芳香族炭化水素
類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、ケトン類、ア
ルコール類、アミド類、エステル類等の有機溶媒及びポ
リシロキサン類あるいはそれらを含む溶媒に分散し、増
粘剤として使用することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The organoclay composite of the present invention is different from the conventional organoclay composites in that the use thereof is limited to aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons. It can be used as a thickener by dispersing it in an organic solvent such as compounds, halogenated hydrocarbons, ketones, alcohols, amides and esters, and polysiloxanes or a solvent containing them.

【0035】本発明の有機粘土複合体は、有機溶媒やポ
リシロキサン類に親和性を有し、容易に分散し、少量の
添加で優れた増粘、ゲル化効果を示すため、粘性調整が
必要な化粧品、医薬品、衛生剤、接着剤、塗料、塗料原
料、各種プラスチック製品、繊維工業等各種の製品や工
業プロセスにおいて、粘性調整剤、分散剤、乳化剤、粘
結剤等の組成物として用いることができ、極めて有用で
ある。さらにこの有機粘土複合体はポリオキシプロピレ
ン基を含むため、プラスチックや繊維の帯電防止剤、殺
菌剤、染色助剤、均染剤、カップリング剤としても用い
ることができる。また、その層空間を利用して、有機物
質貯蔵剤、徐放剤、触媒、分離剤、吸着剤、樹脂安定
剤、重合開始剤、担体、フィラー等として利用すること
もできる。
The organoclay composite of the present invention has an affinity for organic solvents and polysiloxanes, disperses easily, and exhibits excellent thickening and gelling effects even when added in a small amount. Use as a composition of viscosity modifier, dispersant, emulsifier, binder, etc. in various products and industrial processes such as various cosmetics, pharmaceuticals, sanitizers, adhesives, paints, coating materials, various plastic products, textile industry, etc. It is possible and extremely useful. Furthermore, since this organoclay composite contains a polyoxypropylene group, it can be used as an antistatic agent for plastics and fibers, a bactericidal agent, a dyeing auxiliary agent, a leveling agent, and a coupling agent. Further, the layer space can be utilized as an organic substance storage agent, sustained release agent, catalyst, separating agent, adsorbent, resin stabilizer, polymerization initiator, carrier, filler and the like.

【0036】特に、前記一般式(I)の第四級アンモニ
ウムイオンのうち好ましい第四級アンモニウムイオンが
合成スメクタイトの層間に導入された有機粘土複合体
を、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコ
ール類、ケトン類、アミド類又はN−メチル−2−ピロ
リドンに分散させて使用する場合には、透明に分散し沈
降物を生成しないため、分散度の高いゾルやゲルが要求
される場合には特に有用である。また、原料に膨潤性雲
母を使用して製造した有機粘土複合体は、スメクタイト
系粘土と異なる構造を有しているため、これら特性を生
かして特に化粧品、樹脂用フィラー、触媒、塗料、グリ
ース等の各種用途への利用が期待できる。
Particularly, an organic clay complex in which a preferable quaternary ammonium ion among the quaternary ammonium ions of the general formula (I) is introduced between the layers of synthetic smectite is used as an aromatic hydrocarbon or a halogenated hydrocarbon. When used by dispersing it in alcohols, alcohols, ketones, amides or N-methyl-2-pyrrolidone, a sol or gel having a high degree of dispersion is required because it disperses transparently and does not form a precipitate. This is especially useful in some cases. In addition, since the organoclay composite produced by using swelling mica as a raw material has a structure different from that of smectite clay, cosmetics, resin fillers, catalysts, paints, greases, etc. are particularly utilized by taking advantage of these characteristics. Can be expected to be used for various purposes.

【0037】[0037]

【実施例】【Example】

合成例1 合成スメクタイトの合成 10L のビーカーに水4L を入れ、3号水ガラス(Si
2 28%、Na2 O9%、モル比3.22)860g
を溶解し、95%硫酸162g を撹拌しながら一度に加
えてケイ酸塩溶液を得る。次に水1L にMgCl2 ・6
2 O一級試薬(純度98%)560g を溶解し、これ
を前記ケイ酸溶液に加えて均質混合溶液を調製した。こ
れを2N −NaOH溶液3.6L 中に撹拌しながら5分
間で滴下した。得られた反応沈澱物を、直ちに日本ガイ
シ(株)製のクロスフロー方式による濾過システム〔ク
ロスフロー濾過器(セラミック膜フィルター:孔径2μ
m 、チューブラータイプ、濾過面積400cm2)、加圧:
2kg/cm2、濾布:テトロン1310〕で濾過及び充分に
水洗した後、水200mlとLi(OH)・H2 O 1
4.5gとよりなる溶液を加えてスラリー状とした。こ
れをオートクレーブに移し、41kg/cm2、250℃で3
時間、水熱反応させた。冷却後反応物を取出し、80℃
で乾燥し、粉砕して下記式の合成スメクタイトを得た。
この合成スメクタイトは、X線回析で測定した底面間隔
が、空気中で12.5Å、陽イオン交換容量が110ミ
リ当量/100g であった。Na0.4 Mg2.6 Li0.4
Si410(OH)
Synthesis Example 1 Synthesis of synthetic smectite 4 L of water was placed in a 10 L beaker, and water glass No. 3 (Si
O 2 28%, Na 2 O 9%, molar ratio 3.22) 860 g
Is dissolved and 162 g of 95% sulfuric acid are added at once with stirring to obtain a silicate solution. Then add 1 L of water to MgCl 2 · 6
560 g of H 2 O primary reagent (purity 98%) was dissolved and added to the silicic acid solution to prepare a homogeneous mixed solution. This was dropped into 3.6 L of 2N-NaOH solution with stirring for 5 minutes. The reaction precipitate obtained was immediately filtered by NGK Insulators Co., Ltd. using a cross-flow filtration system [Cross-flow filter (ceramic membrane filter: pore size 2 μm
m, tubular type, filtration area 400 cm 2 ), pressurization:
2 kg / cm 2 , filter cloth: Tetron 1310], and after thoroughly washing with water, 200 ml of water and Li (OH) · H 2 O 1
A solution of 4.5 g was added to form a slurry. This was transferred to an autoclave, 41kg / cm 2 , 3 at 250 ℃
It was hydrothermally reacted for a time. After cooling, the reaction product is taken out, and the temperature is 80 ° C.
And then pulverized to obtain a synthetic smectite of the following formula.
This synthetic smectite had a bottom distance measured by X-ray diffraction of 12.5Å in air and a cation exchange capacity of 110 meq / 100 g. Na 0.4 Mg 2.6 Li 0.4
Si 4 O 10 (OH) 2

【0038】合成例2 合成膨潤性雲母の合成 特開平2−149415号公報に記載された方法に準じ
て、タルク13.5gとケイフッ化ナトリウム2.5g
の微粉砕物を混合し、800℃で加熱処理して合成膨潤
性雲母15.0g を得た。この合成膨潤性雲母の陽イオ
ン交換容量は70ミリ当量/100g であった。
Synthesis Example 2 Synthesis of synthetic swelling mica According to the method described in JP-A-2-149415, 13.5 g of talc and 2.5 g of sodium silicofluoride.
The finely pulverized products of 1. were mixed and heat-treated at 800 ° C. to obtain 15.0 g of synthetic swelling mica. The cation exchange capacity of this synthetic swellable mica was 70 meq / 100 g.

【0039】実施例1 合成スメクタイト系有機粘土複
合体Aの製造 合成例1で合成した合成スメクタイト10g を水道水5
00mlに分散させて懸濁液とした。該合成スメクタイト
の陽イオン交換容量相当量の次式(III)
Example 1 Production of Synthetic Smectite Organoclay Complex A 10 g of the synthetic smectite synthesized in Synthesis Example 1 was added to tap water 5
It was dispersed in 00 ml to give a suspension. The cation exchange capacity equivalent amount of the synthetic smectite represented by the following formula (III)

【化5】 の第四級アンモニウム塩の17.7g(98%含有品)を
溶解した水溶液300mlを、前記合成スメクタイト懸濁
液に添加し、撹拌しながら室温で2時間反応させた。生
成物を固液分離、洗浄して副生塩類を除去した後、乾燥
して合成スメクタイト系有機粘土複合体Aを得た。該生
成物のX線回析測定によれば、その(001)底面反射
の位置から計算された底面間隔は44Åであり、本発明
の合成スメクタイト系有機粘土複合体の生成が確認され
た。
[Chemical 5] 300 ml of an aqueous solution containing 17.7 g (98% content) of the quaternary ammonium salt of was dissolved in the synthetic smectite suspension, and the mixture was reacted for 2 hours at room temperature with stirring. The product was subjected to solid-liquid separation, washed to remove by-product salts, and then dried to obtain a synthetic smectite-based organoclay complex A. According to X-ray diffraction measurement of the product, the basal plane distance calculated from the position of the (001) basal plane reflection was 44Å, confirming the formation of the synthetic smectite-based organoclay composite of the present invention.

【0040】実施例2 合成スメクタイト系有機粘土複
合体B、C及びDの製造 合成例1で合成した合成スメクタイト10g を水道水5
00mlに分散させて懸濁液とした。該合成スメクタイト
の陽イオン交換容量相当量の次式(IV)、(V)及び
(VI)
Example 2 Production of Synthetic Smectite Organoclay Complexes B, C and D 10 g of the synthetic smectite synthesized in Synthesis Example 1 was added to 5 parts of tap water.
It was dispersed in 00 ml to give a suspension. The following formulas (IV), (V) and (VI) corresponding to the cation exchange capacity of the synthetic smectite

【化6】 [Chemical 6]

【化7】 [Chemical 7]

【化8】 の第四級アンモニウム塩のそれぞれを溶解した水溶液3
00mlを、前記合成スメクタイト懸濁液に添加し、撹拌
しながら室温で2時間反応させた。生成物を固液分離、
洗浄して副生塩類を除去した後、乾燥して合成スメクタ
イト系有機粘土複合体B、C及びDをそれぞれ得た。
[Chemical 8] Aqueous solution 3 in which each of the quaternary ammonium salts of
00 ml was added to the above synthetic smectite suspension, and the mixture was reacted for 2 hours at room temperature with stirring. Solid-liquid separation of products,
After washing to remove by-product salts, it was dried to obtain synthetic smectite-based organoclay composites B, C and D, respectively.

【0041】実施例3 合成膨潤性雲母系有機粘土複合
体A及びBの製造 合成例2で合成した合成膨潤性雲母15g を水道水50
0mlに分散させて懸濁液とした。前記式(III)及び
(V)の第四級アンモニウム塩のそれぞれ17.7g(9
8%含有品)を溶解した水溶液300mlを、前記膨潤性
雲母懸濁液に添加し、撹拌しながら室温で2時間反応さ
せた。生成物を固液分離、洗浄して副生塩類を除去した
後、乾燥して合成膨潤性雲母系有機粘土複合体A及びB
をそれぞれ得た。
Example 3 Production of Synthetic Swellable Mica-based Organoclay Complexes A and B 15 g of the synthetic swellable mica synthesized in Synthetic Example 2 was added to 50 parts of tap water.
It was dispersed in 0 ml to give a suspension. 17.7 g (9) each of the quaternary ammonium salts of formulas (III) and (V) above
300 ml of an aqueous solution in which 8% content product) was dissolved was added to the swelling mica suspension and reacted at room temperature for 2 hours while stirring. The product is subjected to solid-liquid separation, washed to remove by-product salts, and then dried to produce a synthetic swelling mica-based organoclay complex A and B.
Respectively obtained.

【0042】 実施例4 その他の有機粘土複合体の製造 第1表記載の膨潤性層状ケイ酸塩10g を水道水500
mlに分散させて懸濁液とした。該有機粘土複合体の陽イ
オン交換容量相当量の前記式(III)の第四級アンモニウ
ム塩を溶解した水溶液300mlを、前記膨潤性層状ケイ
酸塩懸濁液に添加し、撹拌しながら室温で2時間反応さ
せた。生成物を固液分離、洗浄して副生塩類を除去した
後、乾燥してその他の有機粘土複合体A、B、C、D、
E、F、G及びHをそれぞれ得た。
Example 4 Production of Other Organoclay Composites 10 g of the swellable layered silicate described in Table 1 was added to tap water 500
It was dispersed in ml to give a suspension. 300 ml of an aqueous solution in which an amount equivalent to the cation exchange capacity of the organoclay complex was dissolved in the quaternary ammonium salt of the formula (III) was added to the swellable layered silicate suspension and stirred at room temperature. The reaction was carried out for 2 hours. The product is subjected to solid-liquid separation, washed to remove by-product salts, and then dried to obtain other organoclay complexes A, B, C, D,
E, F, G and H were obtained respectively.

【表1】 比較例1 実施例1で用いた第四級アンモニウム塩の代わりに、ジ
メチル・ジオクタデシルアンモニウム塩(商品名アーカ
ード2HT、ライオンアクゾ株)7.7g を用いた以外
は、実施例1と同様にして比較の有機粘土複合体を製造
した。
[Table 1] Comparative Example 1 The same procedure as in Example 1 was carried out except that 7.7 g of dimethyl dioctadecyl ammonium salt (trade name: Arcard 2HT, Lion Akzo strain) was used in place of the quaternary ammonium salt used in Example 1. A comparative organoclay composite was prepared.

【0043】試験例1 分散性試験 本発明のスメクタイト系有機粘土複合体A及びBとその
他の有機粘土複合体A〜Hを2wt%の濃度になるよう
に、各種有機溶媒に添加し、この分散液30g を50ml
のスクリュー管ビンに投入し、激しく振盪して均一にし
た後、25℃で1週間静置して、分散性を肉眼で測定し
た。結果を第2表に示す。なお分散状態は次の基準で表
わした。 完全に分散している:A、分散しているが沈降物が一部
生成している:B、膨潤せず分散していない:C
Test Example 1 Dispersibility Test The smectite-based organoclay composites A and B of the present invention and the other organoclay composites A to H were added to various organic solvents so as to have a concentration of 2 wt%, and the dispersion was conducted. 50g of liquid 30g
The mixture was placed in a screw tube bottle of No. 1 and shaken vigorously to make it uniform, and then allowed to stand at 25 ° C. for 1 week, and the dispersibility was visually measured. The results are shown in Table 2. The dispersed state was represented by the following criteria. Completely dispersed: A, dispersed but some sediment is formed: B, not swelled and not dispersed: C

【表2】 [Table 2]

【0044】第2表からわかるように、合成スメクタイ
ト系有機粘土複合体A及びBならびにその他の有機粘土
複合体A〜Hの分散性は、各種有機溶媒中でAランク又
はBランクであった。特に合成例1で製造した合成スメ
クタイトから製造した合成スメクタイト系有機粘土複合
体は、各種有機溶媒中で分散性がすぐれていることがわ
かる。
As can be seen from Table 2, the dispersibility of the synthetic smectite type organic clay composites A and B and the other organic clay composites A to H was A rank or B rank in various organic solvents. In particular, it is understood that the synthetic smectite-based organoclay composite produced from the synthetic smectite produced in Synthesis Example 1 has excellent dispersibility in various organic solvents.

【0045】 試験例2 分散性・透明性・ゾルゲル性試験 〔分散性試験〕試験例1における有機粘土複合体の濃度
を4wt%とした以外は試験例1と同様に行った。 〔透明性試験〕本発明の合成スメクタイト系有機粘土複
合体A〜D及び合成膨潤性雲母系有機粘土複合体Bを4
wt%濃度になるように、各種有機溶媒及びポリシロキサ
ン類溶液に添加し、この分散液30g を50mlのスクリ
ュー管ビンに投入し、激しく振盪して均一にした後、2
5℃で一晩放置した分散液の光透過率を、日立製分光光
度計を用いて500nmの吸光度を純水を対照として測定
し、透過率70%以上のものを透明とした。 〔ゾル・ゲル性試験〕上記有機粘土複合体を4wt%の濃
度になるように、各種有機溶媒及びポリシロキサン類溶
液に添加し、この分散液30g を50mlのスクリュー管
ビンに投入し、激しく振盪して均一にした後、25℃で
一晩静置し、ゆっくり180度回転させてさかさまに
し、分散液の状態を次の基準で調べた。 ビンをさかさまにしたとき、分散液が垂れ下がるもの−
−−ゾル ビンをさかさまにしても、分散液が垂れ下がらないもの
−−ゲル 試験結果を第3表〜第7表に示す。
Test Example 2 Dispersibility / Transparency / Sol-Gel Property Test [Dispersion Test] The test was performed in the same manner as in Test Example 1 except that the concentration of the organoclay composite in Test Example 1 was changed to 4 wt%. [Transparency test] Synthetic smectite-based organoclay composites A to D and synthetic swellable mica-based organoclay composite B of the present invention
Add various organic solvents and polysiloxane solutions to a wt% concentration, add 30 g of this dispersion into a 50 ml screw tube bottle, shake vigorously to homogenize, and then
The light transmittance of the dispersion liquid left at 5 ° C. overnight was measured using a spectrophotometer manufactured by Hitachi, and the absorbance at 500 nm was measured with pure water as a control, and those having a transmittance of 70% or more were made transparent. [Sol-gel property test] The above organic clay complex was added to various organic solvents and polysiloxane solutions so as to have a concentration of 4 wt%, and 30 g of this dispersion was put into a 50 ml screw tube bottle and shaken vigorously. Then, the mixture was left to stand overnight at 25 ° C., slowly rotated 180 ° upside down, and the state of the dispersion was examined according to the following criteria. Dispersion drops when the bottle is turned upside down-
--- Even if the sol-bin is turned upside down, the dispersion does not hang down --- Gel test results are shown in Tables 3 to 7.

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

【表6】 [Table 6]

【表7】 [Table 7]

【0046】試験例3 粘性試験 下記有機粘土複合体を有機溶媒及びポリシロキサン類に
各種濃度で分散させ、回転粘度計(東京計器(株)製B
型粘度計)を用い、6回転(rpm) /分(剪断速度5.5
8s−1)及び60回転(rpm)/分(剪断速度55.8
s−1.)における見掛け粘度(mPa・S)を測定した。 (1)合成スメクタイト系有機粘土複合体Aを酢酸エチ
ル及びメチルイソブチルケトンに各種濃度で分散させ、
6回転/分における見掛け粘度を測定した結果を表8に
示す。
Test Example 3 Viscosity Test The following organic clay complex was dispersed in an organic solvent and polysiloxanes at various concentrations, and a rotational viscometer (B, manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.) was used.
Type viscometer), 6 rotations (rpm) / min (shear rate 5.5
8 s-1) and 60 rotations (rpm) / min (shear rate 55.8
s-1. The apparent viscosity (mPa · S) was measured. (1) Dispersing the synthetic smectite-based organoclay composite A in ethyl acetate and methyl isobutyl ketone at various concentrations,
Table 8 shows the results of measuring the apparent viscosity at 6 revolutions / minute.

【表8】 酢酸エチルに分散させた分散液は、透明感のある白色
で、チクソトロピー性を有していた。また、メチルイソ
ブチルケトンに分散させた分散液は、ほぼ透明で、チク
ソトロピー性を有していた。 (2)合成膨潤性雲母系有機粘土複合体Aをメチルイソ
ブチルケトンに各種濃度で分散させ、6回転/分におけ
る見掛け粘度を測定し結果を第9表に示す。
[Table 8] The dispersion liquid dispersed in ethyl acetate was transparent white and had thixotropy. The dispersion liquid in which methyl isobutyl ketone was dispersed was almost transparent and had thixotropy. (2) The synthetic swelling mica-based organoclay complex A was dispersed in methyl isobutyl ketone at various concentrations, and the apparent viscosity at 6 revolutions / minute was measured. The results are shown in Table 9.

【表9】 メチルイソブチルケトンに分散させた分散液は、きわめ
て良好な増粘効果を示した。分散液は、透明感のある白
色で、チクソロピー性を有していた。
[Table 9] The dispersion dispersed in methyl isobutyl ketone showed a very good thickening effect. The dispersion was transparent white and had a thixotropy.

【0047】試験例4 粘性試験 合成スメクタイト系有機粘土複合体A及びBを各種溶媒
及びポリシロキサン類に濃度が2wt%になるように分散
させたときの粘性試験結果を第10表に示す。
Test Example 4 Viscosity Test Table 10 shows the results of the viscosity test when the synthetic smectite-based organoclay composites A and B were dispersed in various solvents and polysiloxanes at a concentration of 2 wt%.

【表10】 [Table 10]

【0048】試験例5 粘性試験 合成スメクタイト系有機粘土複合体A、B及びCをエタ
ノール、アセトン、ジメチルホルムアミド、N−メチル
−2−ピロリドン及びポリシロキサンに、各種濃度で分
散させたときの粘性試験結果を第11表〜第13表に示
す。なお、いずれの試験でも完全に分散した。
Test Example 5 Viscosity Test Synthetic smectite-based organoclay composites A, B and C were dispersed in ethanol, acetone, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and polysiloxane at various concentrations. The results are shown in Tables 11 to 13. In addition, in all the tests, it was completely dispersed.

【表11】 [Table 11]

【表12】 [Table 12]

【表13】 [Table 13]

【0049】試験例6 粉砕性試験 有機粘度複合体を、共立理工(株)製のサンプルミルを
用いて粉砕性を試験した結果を第14表に示す。粉砕が
容易なものを◎、粉砕が可能なものを○、粉砕できない
ものを×として、3段階評価した。
Test Example 6 Grindability Test Table 14 shows the results of the grindability test of the organic viscosity composite using a sample mill manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd. The ones that were easy to pulverize were evaluated as ⊚, those that could be pulverized were rated as ◯, and those that could not be pulverized were rated as x.

【表14】 [Table 14]

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 膨潤性層状ケイ酸塩の層間に、一般式
(I)で示される第四級アンモニウムイオンが導入され
た有機粘土複合体。 【化1】 〔式中、R1 は炭素数1〜30のアルキル基又はベンジ
ル基を示し;R2 及びR3 は(CH2 CH(CH3)O)
n H基、(CH2 CH2 CH2 O)nH基又は炭素数1〜
30のアルキル基を示し;R4 は(CH2 CH(CH3)
O)nH基又は(CH2 CH2 CH2 O)nH基を示し;n
は1〜50を示す〕
1. An organoclay composite in which a quaternary ammonium ion represented by the general formula (I) is introduced between layers of a swelling layered silicate. [Chemical 1] Wherein, R 1 represents an alkyl group or a benzyl group having 1 to 30 carbon atoms; R 2 and R 3 is (CH 2 CH (CH 3) O)
n H group, (CH 2 CH 2 CH 2 O) n H group or 1 to 1 carbon atoms
30 is an alkyl group; R 4 is (CH 2 CH (CH 3 ).
O) n H group or (CH 2 CH 2 CH 2 O) n H group;
Indicates 1 to 50]
【請求項2】 膨潤性層状ケイ酸塩がスメクタイト系粘
土である、請求項1の有機粘土複合体。
2. The organoclay composite of claim 1, wherein the swellable layered silicate is a smectite clay.
【請求項3】 スメクタイトが、ケイ酸塩とマグネシウ
ム塩の均質混合液にアルカリ溶液を反応させてケイ素・
マグネシウム複合体を合成し、副生した電解質を除去し
た後、該複合体にリチウムイオンと必要に応じてナトリ
ウムイオン及び/又はフッ素イオンを添加して、100
℃ないし350℃で水熱反応させ、次いで乾燥して得ら
れる一般式(II)の合成スメクタイトである、請求項2
の有機粘土複合体。 【化2】
3. Smectite is formed by reacting a homogeneous mixture of a silicate and a magnesium salt with an alkaline solution to obtain silicon.
After synthesizing the magnesium complex and removing the by-produced electrolyte, lithium ion and optionally sodium ion and / or fluorine ion are added to the complex to obtain 100
A synthetic smectite of the general formula (II) obtained by hydrothermal reaction at ℃ to 350 ℃, followed by drying.
Organic clay complex. [Chemical 2]
【請求項4】 膨潤性層状ケイ酸塩が膨潤性雲母であ
る、請求項1の有機粘土複合体。
4. The organoclay composite of claim 1, wherein the swellable layered silicate is a swellable mica.
【請求項5】 前記一般式(I)の第四級アンモニウム
イオンにおいて、R1 がメチル基又はベンジル基であ
り;R2 及びR3 が炭素数1〜4のアルキル基であり;
4 が(CH2 CH(CH3)O)nH基又は(CH2 CH
2 CH2 O)nH基であり;nが5〜50である、請求項
1〜4のいずれか1項の有機粘土複合体。
5. In the quaternary ammonium ion of the general formula (I), R 1 is a methyl group or a benzyl group; R 2 and R 3 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms;
R 4 is a (CH 2 CH (CH 3 ) O) n H group or (CH 2 CH
It is 2 CH 2 O) n H group; n is 5 to 50, organic clay complex of any one of claims 1-4.
【請求項6】 膨潤性層状ケイ酸塩に、前記一般式
(I)の第四級アンモニウムイオンを有する第四級アン
モニウム塩を、該層状ケイ酸塩の陽イオン交換容量の
0.5〜1.5倍当量(ミリ当量換算)反応させること
を特徴とする請求項1の有機粘土複合体の製造方法。
6. A quaternary ammonium salt having a quaternary ammonium ion represented by the general formula (I) is added to the swelling layered silicate in an amount of 0.5 to 1 of the cation exchange capacity of the layered silicate. The method for producing an organoclay composite according to claim 1, wherein the reaction is carried out at a rate of 5 times equivalent (in terms of milliequivalent).
【請求項7】 請求項1〜5項のいずれか1項に記載の
有機粘土複合体からなる有機溶媒及び/又はポリシロキ
サン類用増粘剤又はゲル化剤。
7. A thickener or gelling agent for organic solvents and / or polysiloxanes, which comprises the organoclay composite according to any one of claims 1 to 5.
【請求項8】 請求項1〜5項のいずれか1項に記載の
有機粘土複合体を有機溶媒及び/又はポリシロキサン類
に分散させた有機粘土複合体組成物。
8. An organoclay composite composition in which the organoclay composite according to any one of claims 1 to 5 is dispersed in an organic solvent and / or polysiloxane.
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