JPH09295809A - Clay compound and its production - Google Patents

Clay compound and its production

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JPH09295809A
JPH09295809A JP9058541A JP5854197A JPH09295809A JP H09295809 A JPH09295809 A JP H09295809A JP 9058541 A JP9058541 A JP 9058541A JP 5854197 A JP5854197 A JP 5854197A JP H09295809 A JPH09295809 A JP H09295809A
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JP
Japan
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group
clay
swelling
clay composite
silicate
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JP9058541A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Suzuki
紀之 鈴木
Yoichi Ohara
洋一 大原
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a clay compound capable of providing desired rheological characteristics to a matrix compound such as a solvent by a small amount of addition by introducing a specific surface-treating agent onto the surface of a swelling silicate and keeping average layer thickness of the swelling silicate to a prescribed thickness. SOLUTION: A surfactant [e.g. γ-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane] having a functional group, preferably one or more compounds selected from silane-based, titanate-based and alumina-based coupling agent is introduced onto the surface of a swelling silicate, preferably being smectite group clay mineral or a swelling mica by covalent bond to provide the objective clay compound having <=200Å average layer thickness or the objective clay compound in which clay compound having <=100Å average layer thickness occupies >=30%, preferably >=50% based on total clay compound.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な粘土複合体
及びその製造方法に関し、更に詳しくは少量の添加によ
ってもマトリックス化合物に所望のレオロジー特性を与
える粘土複合体及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel clay composite and a method for producing the same, and more particularly to a clay composite which gives a desired rheological property to a matrix compound even when added in a small amount, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】層状ケイ酸塩は、マトリックスとなる種
々の化合物に分散してレオロジー特性を調整又は改良す
る性質を有する為、例えば、塗料、印刷インキ、化粧品
などの流体状ファインケミカル製品の粘度調整剤として
利用されている。また、層状ケイ酸塩は、ゴム、プラス
チックなどの高分子材料の剛性、機械的特性、及び耐熱
変形性などの物理的特性を改良する目的で、充填剤もし
くは補強剤としても利用されている。
2. Description of the Related Art Layered silicates have the property of being dispersed in various compounds serving as a matrix to adjust or improve rheological properties. Therefore, for example, the viscosity of fluid fine chemical products such as paints, printing inks and cosmetics can be adjusted. It is used as an agent. The layered silicate is also used as a filler or a reinforcing agent for the purpose of improving rigidity, mechanical properties, and physical properties such as heat distortion resistance of polymer materials such as rubber and plastics.

【0003】層状ケイ酸塩は単位層が多数積層した積層
構造状態である。該単位層の厚みは10Å前後であるが
該単位層が多数積層するとその層厚は、単位層の積層数
にも依存するが、通常、平均してμmオーダー厚とな
る。その様な層状ケイ酸塩のアスペクト比や比表面積は
小さい為、単位層が多数積層されたままの層状ケイ酸塩
が粘度調整剤として配合されたとしても少量の配合比率
ではレオロジー改質効果や増粘効果が充分に得られな
い。この様に充分な効果を得る為には分散濃度を高くす
る必要があるが、コスト高となり、また、製品の色調を
害する等の問題があった。それに対して、層状ケイ酸塩
の中でも、スメクタイト族粘土鉱物、膨潤性雲母、及び
バーミキュライト等の膨潤性ケイ酸塩は、層間に水を取
り込んで膨潤する性質を有し、水の粘度を効率よく増加
する効果を有する為、水を主成分とする流体物のレオロ
ジー特性を調整することが出来る。水以外の溶媒、もし
くは水以外の溶媒を主成分とする混合溶媒のレオロジー
特性の改良、及び樹脂特性の改良については、下記の膨
潤性ケイ酸塩を処理・変性する技術が知られている。
The layered silicate has a laminated structure in which a large number of unit layers are laminated. The thickness of the unit layer is around 10Å, but when a large number of the unit layers are laminated, the layer thickness is usually on the order of μm, although it depends on the number of laminated unit layers. Since the aspect ratio and the specific surface area of such a layered silicate are small, even if a layered silicate in which a number of unit layers are laminated is blended as a viscosity modifier, a small amount of the blending ratio will result in a rheology modifying effect and The thickening effect cannot be obtained sufficiently. As described above, it is necessary to increase the dispersion concentration in order to obtain a sufficient effect, but there are problems that the cost becomes high and the color tone of the product is impaired. On the other hand, among the layered silicates, swelling silicates such as smectite group clay minerals, swelling mica, and vermiculite have a property of swelling by taking in water between layers, and effectively increase the viscosity of water. Since it has the effect of increasing, it is possible to adjust the rheological properties of a fluid containing water as a main component. For improving the rheological properties of a solvent other than water or a mixed solvent containing a solvent other than water as a main component, and improving resin properties, the following techniques for treating and modifying swelling silicate are known.

【0004】(1)スメクタイト族粘土鉱物の単位層間
に存在するアルカリ金属などの交換性陽イオンを、他の
有機陽イオンと交換することにより得られる、有機陽イ
オンが粘土層の表面にイオン結合して成る複合体、具体
的には、ドデシルアミンとスメクタイト族粘土鉱物の1
種であるベントナイトから得られるドデシルアンモニウ
ムがイオン結合したベントナイト複合体が、米国特許第
2531427号に記載されている。 (2)スメクタイト族粘土鉱物の単位層間に陽イオンと
してジメチルオクタデシルアンモニウムイオンを導入し
た複合体がNLIndustry社またはコープケミカ
ル社により工業的に生産されており、塗料の増粘剤等に
利用されている。 (3)アルキド樹脂塗料及びその他の合成樹脂塗料、印
刷インキ、シーラントの様な有機系溶媒を含有する流体
状製品の分野において、第4級アンモニウムイオンと非
イオン性有機化合物とからなる複合物をベントナイトに
導入した新有機性の変性ベントナイトが開発されてい
る。この変性ベントナイトは有機溶媒に分散し、レオロ
ジー特性を調整する目的で使用されている(日本特許2
44306号)。また、同じ流体状製品の分野で、有機
アンモニウムイオンと有機アニオンとの両方をベントナ
イトに導入した新有機性の変性ベントナイトが知られて
おり、上記と同様の目的で使用されている(特開昭57
−111371号公報)。 (4)精製ベントナイトをアルキルトリアルコキシシラ
ンで表面処理することによって、有機系の溶媒に分散す
る変性ベントナイトが開発されている(特公平7−23
211号公報)。この変性ベントナイトの製造方法は以
下の通りである。粗ベントナイトの懸濁液から自然沈降
法または遠心分離法により非粘土質を除去することによ
って精製したベントナイトを抽出する。この精製ベント
ナイトゾルに予備加熱、及び調湿乾燥を行い、最終的に
150〜200℃で充分に乾燥して無水精製ベントナイ
トを調製する。ついで、生成物が撥水性を示さなくなる
に充分な量のアルキルトリアルコキシシランをこの無水
ベントナイトに無水雰囲気中で添加して攪拌し、この生
成物を粉砕して変性ベントナイトを製造する。
(1) Organic cations, which are obtained by exchanging exchangeable cations such as alkali metals existing between unit layers of a smectite group clay mineral with other organic cations, are ionically bonded to the surface of the clay layer. A complex composed of, specifically, dodecylamine and a smectite group clay mineral 1
A dodecylammonium ionically bonded bentonite composite obtained from the seed bentonite is described in US Pat. No. 2,531,427. (2) A complex in which dimethyloctadecyl ammonium ion is introduced as a cation between unit layers of a smectite group clay mineral is industrially produced by NL Industry Co. or Coop Chemical Co., and is used as a thickener for paints. . (3) In the field of fluid products containing organic solvents such as alkyd resin paints and other synthetic resin paints, printing inks and sealants, a compound composed of a quaternary ammonium ion and a nonionic organic compound is used. New organic modified bentonite introduced into bentonite has been developed. This modified bentonite is dispersed in an organic solvent and used for the purpose of adjusting rheological properties (Japanese Patent 2).
44306). Further, in the field of the same fluid product, a novel organic modified bentonite in which both organic ammonium ion and organic anion are introduced into bentonite is known, and it is used for the same purpose as described above (Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho. 57
-111371 gazette). (4) A modified bentonite that is dispersed in an organic solvent by surface-treating purified bentonite with an alkyltrialkoxysilane has been developed (Japanese Patent Publication No. 7-23).
No. 211). The method for producing this modified bentonite is as follows. The purified bentonite is extracted from the suspension of crude bentonite by removing non-clay substances by the natural sedimentation method or the centrifugation method. This purified bentonite sol is preheated and subjected to humidity control drying, and finally dried sufficiently at 150 to 200 ° C. to prepare anhydrous purified bentonite. Then, a sufficient amount of alkyltrialkoxysilane is added to the anhydrous bentonite in an anhydrous atmosphere to stir the product so that the product does not exhibit water repellency, and the product is crushed to produce a modified bentonite.

【0005】しかし、従来技術(1)〜(3)の方法に
よって得られるスメクタイト族粘土鉱物系複合体によっ
てレオロジー特性を調整できる溶媒は、ベンゼン、トル
エン等の芳香族有機溶媒に限られ、脂肪族炭化水素系の
溶媒に用いる際には、メタノール、エタノール、及びア
セトンなどの極性化合物を適当量添加しなければならな
い。この様な方法は煩雑であり、さらにメタノール等の
極性溶媒が、スメクタイト族粘土鉱物と脂肪族炭化水素
系溶媒からなる分散体に混入する問題があった。
However, the solvents whose rheological properties can be adjusted by the smectite group clay-mineral composites obtained by the methods of the prior arts (1) to (3) are limited to aromatic organic solvents such as benzene and toluene, and aliphatic solvents. When used as a hydrocarbon-based solvent, an appropriate amount of polar compounds such as methanol, ethanol, and acetone must be added. Such a method is complicated, and there is a problem that a polar solvent such as methanol is mixed in a dispersion composed of a smectite group clay mineral and an aliphatic hydrocarbon solvent.

【0006】従来技術(4)の変性ベントナイトの製造
方法は、乾燥及び粉砕に多大の労力とコストがかかる
上、無水雰囲気中では、精製ベントナイトは単位層が幾
重にも積層したμmオーダーの厚みまでしか分離しな
い。従って、アルキルトリアルコキシシランは、このμ
mオーダーの大きさの層状ケイ酸塩の積層体の表面と反
応するにすぎない。また、無水雰囲気中で無水精製ベン
トナイトとアルキルトリアルコキシシランとを直接反応
させてシラン変性精製ベントナイトを効率よく得ようと
する場合には、通常、アミン化合物のような触媒が必要
であるが、上記(4)の特公平7−23211号公報に
記載の方法では、触媒を使用していないため、シラン変
性精製ベントナイトを効率よく得ることは困難である。
従って、上記(4)の方法を工業的に利用することは困
難である。さらに、上記(4)の方法で用いられるアル
キルトリアルコキシシランは炭素数が1〜22個の飽和
アルキル基で表面が疎水化されている。この様に疎水化
されたベントナイトと、アルコール類、エーテル類、及
びアミン化合物などの高極性溶媒との親和性は低く、充
分な微分散が困難である。従って、(4)の方法で得ら
れた変性ベントナイトは、極性が高い溶媒への利用が制
限される。
The method for producing a modified bentonite according to the prior art (4) requires a great deal of labor and cost for drying and crushing, and in an anhydrous atmosphere, purified bentonite has a thickness of the order of μm in which unit layers are laminated in multiple layers. Only separate. Therefore, the alkyltrialkoxysilane is
It only reacts with the surface of the layered silicate laminate of the m-order size. Further, in order to efficiently obtain a silane-modified purified bentonite by directly reacting an anhydrous purified bentonite and an alkyltrialkoxysilane in an anhydrous atmosphere, a catalyst such as an amine compound is usually required. In the method described in Japanese Patent Publication No. 7-23211 of (4), since no catalyst is used, it is difficult to efficiently obtain silane-modified purified bentonite.
Therefore, it is difficult to industrially utilize the method (4). Further, the surface of the alkyltrialkoxysilane used in the above method (4) is made hydrophobic by a saturated alkyl group having 1 to 22 carbon atoms. The affinity between the hydrophobized bentonite and highly polar solvents such as alcohols, ethers, and amine compounds is low, and sufficient fine dispersion is difficult. Therefore, the modified bentonite obtained by the method (4) is limited in use in a highly polar solvent.

【0007】以上のように、種々の溶媒に良好に均一分
散し、少量の添加でも溶媒のレオロジー特性を調整し得
る、変性された層状ケイ酸塩はいまだ提供されていない
のが現状である。
As described above, at present, a modified layered silicate which can be well uniformly dispersed in various solvents and whose rheological properties of the solvent can be adjusted even when added in a small amount has not yet been provided.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
ような従来の問題を解決することにあり、少量の添加に
よってもマトリックスとなる各種化合物に所望のレオロ
ジー特性を与え得る粘土複合体及びその製造方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and a clay complex which can give various rheological properties to a matrix compound even when added in a small amount, It is to provide the manufacturing method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成する為に鋭意検討した結果、膨潤性ケイ酸塩の表
面に、官能基を有する表面処理剤を共有結合により導入
し、平均層厚を特定の厚み以下の薄片状とすることによ
り、上記した如き問題点の解消された粘土複合体を提供
し得ることを見出し、本発明に至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have introduced a surface-treating agent having a functional group onto the surface of a swelling silicate by a covalent bond, It has been found that a clay composite in which the above-mentioned problems are solved can be provided by making the average layer thickness into a flaky shape having a specific thickness or less, and the present invention has been completed.

【0010】即ち、本発明によれば、膨潤性ケイ酸塩
(A)の表面に、官能基を有する表面処理剤(B)が共
有結合により導入され、全体の平均層厚が200Å以下
である粘土複合体が提供される(請求項1)。また、本
発明によれば、膨潤性ケイ酸塩(A)の表面に、官能基
を有する表面処理剤(B)が共有結合により導入され、
層厚が100Å以下のものが全体の30%以上を占める
粘土複合体が提供される(請求項2)。好適な実施態様
においては、層厚が100Å以下のものが全体の50%
以上を占める(請求項3)。更に本発明によれば、膨潤
性ケイ酸塩(A)の表面に、表面処理剤(B)が共有結
合により導入されることにより平均底面間隔が拡大され
た粘土複合体が提供される(請求項4)。好適な実施態
様においては、底面間隔が2倍以上拡大される(請求項
5)。更に好適な実施態様においては、請求項1、3、
又は4に記載の粘土複合体のいずれかを2種以上含む
(請求項6)。更に好適な実施態様においては、層厚が
50Å以下のものが全体の10%以上を占める(請求項
7)。更に好適な実施態様においては、層厚が50Å以
下のものが全体の20%以上を占める(請求項8)。更
に好適な実施態様においては、前記膨潤性ケイ酸塩
(A)がスメクタイト族粘土鉱物である(請求項9)。
更に好適な実施態様においては、前記膨潤性ケイ酸塩
(A)が膨潤性雲母である(請求項10)。更に好適な
実施態様においては、表面処理剤(B)がシラン系カッ
プリング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミ
ナ系カップリング剤から成る群より選択される少なくと
も1種である(請求項11)。更に好適な実施態様にお
いては、表面処理剤(B)が、一般式(I)
That is, according to the present invention, the surface-treating agent (B) having a functional group is covalently introduced onto the surface of the swelling silicate (A), and the total average layer thickness is 200 Å or less. A clay composite is provided (claim 1). Further, according to the present invention, the surface-treating agent (B) having a functional group is introduced onto the surface of the swelling silicate (A) by a covalent bond,
A clay composite having a layer thickness of 100 Å or less occupying 30% or more of the whole is provided (claim 2). In a preferred embodiment, 50% of the total layer thickness is 100Å or less.
It occupies the above (claim 3). Further, according to the present invention, there is provided a clay complex in which the average bottom surface interval is expanded by introducing the surface treatment agent (B) onto the surface of the swelling silicate (A) by covalent bond (claim) Item 4). In a preferred embodiment, the bottom surface spacing is expanded by a factor of 2 or more (claim 5). In a further preferred embodiment, claims 1, 3,
Or 2 or more of any of the clay composites according to 4 (claim 6). In a further preferred embodiment, those having a layer thickness of 50Å or less occupy 10% or more of the whole (claim 7). In a further preferred embodiment, those having a layer thickness of 50 Å or less account for 20% or more of the whole (claim 8). In a further preferred embodiment, the swellable silicate (A) is a smectite group clay mineral (claim 9).
In a further preferred embodiment, the swellable silicate (A) is swellable mica (claim 10). In a further preferred embodiment, the surface treatment agent (B) is at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanate coupling agent, and an alumina coupling agent (claim 11). . In a further preferred embodiment, the surface-treating agent (B) has the general formula (I)

【0011】[0011]

【化2】Yn SiX4-n (I)Embedded image Y n SiX 4-n (I)

【0012】(ただし、nは0〜3の整数であり、Y
は、炭素数1〜25の炭化水素基、及び炭素数1〜25
の炭化水素基と置換基から構成される有機官能基から成
る群より選択される少なくとも1種であり、Xは、加水
分解性基及び/又は水酸基である。n個のY、4−n個
のXは、それぞれ同種でも異種でもよい。)で表される
シラン系カップリング剤である(請求項12)。また本
発明によれば、水及び有機溶媒から成る群より選択され
る少なくとも1種の溶媒の粘度を増加させる機能を有す
る粘土複合体であり、これを3.5重量%の濃度で該溶
媒中に分散させた場合、25℃、6rpmでの見かけ粘
度を、前記溶媒の粘度の値の5倍以上に増加させる粘土
複合体が提供される(請求項13)。本発明の粘土複合
体を製造する方法は、膨潤性ケイ酸塩(A)を分散媒に
分散することによって膨潤させ、膨潤したケイ酸塩
(A)の表面に、官能基を有する表面処理剤(B)を共
有結合する方法である(請求項14)。好適な実施態様
においては、1000rpm以上で攪拌しながら表面処
理剤(B)を共有結合する(請求項15)。更に好適な
実施態様においては、剪断速度500(1/s)以上で
攪拌しながら表面処理剤(B)を共有結合する(請求項
16)。
(However, n is an integer of 0 to 3, and Y
Is a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, and 1 to 25 carbon atoms
Is at least one selected from the group consisting of an organic functional group composed of a hydrocarbon group and a substituent, and X is a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group. The n Y's and the 4-n X's may be the same or different. ) Is a silane coupling agent represented by () (claim 12). Further, according to the present invention, there is provided a clay complex having a function of increasing the viscosity of at least one solvent selected from the group consisting of water and an organic solvent, which is used in a concentration of 3.5% by weight in the solvent. A clay complex is provided which increases the apparent viscosity at 25 ° C. and 6 rpm to 5 times or more the value of the viscosity of the solvent when dispersed in the composition (claim 13). The method for producing the clay composite of the present invention is a surface treatment agent having a functional group on the surface of the swollen silicate (A) which is swollen by dispersing the swellable silicate (A) in a dispersion medium. It is a method of covalently bonding (B) (claim 14). In a preferred embodiment, the surface treatment agent (B) is covalently bonded while stirring at 1000 rpm or more (claim 15). In a further preferred embodiment, the surface treatment agent (B) is covalently bonded while stirring at a shear rate of 500 (1 / s) or more (claim 16).

【0013】[0013]

【発明の実施の態様】本発明の粘土複合体の原料である
膨潤性ケイ酸塩(A)は、主として酸化ケイ素の四面体
シートと、主として金属水酸化物の八面体シートから成
り、例えば、スメクタイト族粘土鉱物、バーミキュライ
ト、膨潤性雲母等の膨潤性粘土鉱物等が挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The swelling silicate (A) which is a raw material of the clay composite of the present invention is mainly composed of a tetrahedral sheet of silicon oxide and an octahedral sheet of metal hydroxide. Examples include swelling clay minerals such as smectite group clay minerals, vermiculite, and swelling mica.

【0014】スメクタイト族粘土鉱物としては、例え
ば、天然、または化学的に合成されたヘクトライト、サ
ポナイト、モンモリロナイト、スチブンサイト、バイデ
ライト、ノントロナイト、及びベントナイト等、または
これらの置換体、誘導体、あるいはこれらの混合物が挙
げられる。
Examples of the smectite group clay mineral include, for example, naturally or chemically synthesized hectorite, saponite, montmorillonite, stevensite, beidellite, nontronite, bentonite, etc., or their substitution products, derivatives, or these. A mixture of

【0015】膨潤性雲母としては、水、水と任意の割合
で相溶する極性溶媒、及び水と該極性溶媒の混合溶媒中
で膨潤する性質を有する物であり、例えば、リチウム型
テニオライト、ナトリウム型テニオライト、リチウム型
四ケイ素雲母、及びナトリウム型四ケイ素雲母等の天
然、あるいは化学的に合成した膨潤性雲母であって、層
間にリチウムイオンまたはナトリウムイオンを有する膨
潤性雲母、またはこれらの置換体、誘導体、あるいはこ
れらの混合物が挙げられる。後述するバーミキュライト
類相当品等も使用し得る。
The swelling mica is a substance having a property of swelling in water, a polar solvent which is compatible with water at an arbitrary ratio, and a mixed solvent of water and the polar solvent, and examples thereof include lithium-type teniolite and sodium. -Type teniolite, lithium-type tetrasilicic mica, and sodium-type tetrasilicic mica, which are natural or chemically synthesized swellable mica having lithium ion or sodium ion between layers, or a substitution product thereof. , Derivatives, or mixtures thereof. Vermiculite equivalents, which will be described later, can also be used.

【0016】バーミキュライトには3八面体型と2八面
体型があり、下記一般式(II)
Vermiculite has a trioctahedral type and a dioctahedral type, and has the following general formula (II).

【0017】[0017]

【化3】 (Mg,Fe,Al)2■3 (Si4-X AlX )O10(OH)2 ・ (M+ ,M2+ 1 /2 X ・ nH2 O (II)Embedded image (Mg, Fe, Al) 2 ■ 3 (Si 4-X Al X) O 10 (OH) 2 · (M +, M 2+ 1/2) X · nH 2 O (II)

【0018】(ただし、MはNa及びMg等のアルカリ
またはアルカリ土類金属の交換性陽イオン、x=0.6
〜0.9、n=3.5〜5である)で表される天然また
は合成バーミキュライトが使用され得る。
(Where M is an exchangeable cation of an alkali or alkaline earth metal such as Na and Mg, x = 0.6
~ 0.9, n = 3.5-5) natural or synthetic vermiculite may be used.

【0019】上記の膨潤性ケイ酸塩(A)は、1種また
は2種以上組み合わせて使用される。膨潤性ケイ酸塩
(A)の結晶構造は、c軸方向に規則正しく積み重なっ
た純粋度が高いものが望ましいが、結晶周期が乱れ、複
数種の結晶構造が混じり合った、いわゆる混合層鉱物も
使用され得る。上記の膨潤性ケイ酸塩(A)の中で、ス
メクタイト族粘土鉱物、及び膨潤性雲母が好適に使用さ
れる。
The swelling silicate (A) is used alone or in combination of two or more. The crystal structure of the swelling silicate (A) is preferably one that is regularly stacked in the c-axis direction and has a high degree of purity, but the crystal cycle is disturbed, and so-called mixed layer minerals in which multiple types of crystal structures are mixed are also used. Can be done. Among the swelling silicates (A), smectite group clay minerals and swelling mica are preferably used.

【0020】本発明の粘土複合体の原料である表面処理
剤(B)としては、通常一般に用いられる表面処理剤が
使用され、例えばシラン系カップリング処理剤、チタネ
ート系カップリング処理剤、及びアルミナ系カップリン
グ処理剤等が挙げられる。
As the surface-treating agent (B) which is a raw material of the clay composite of the present invention, a generally-used surface-treating agent is used, for example, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, and alumina. Examples include system coupling treatment agents.

【0021】上記シラン系カップリング処理剤は、好ま
しくは、下記一般式(I)
The silane coupling agent is preferably the following general formula (I):

【0022】[0022]

【化4】Yn SiX4-n (I)Embedded image Y n SiX 4-n (I)

【0023】で表されるシランカップリング処理剤であ
る。ここで、nは0〜3の整数である。Yは、炭素数1
〜25の炭化水素基、及び炭素数1〜25の炭化水素基
と置換基から構成される有機官能基からなる群より選択
される少なくとも1種であり、該置換基としては、エス
テル基、エーテル基、エポキシ基、アミノ基、カルボキ
シル基、カルボニル基、アミド基、メルカプト基、スル
ホニル基、スルフィニル基、ニトロ基、ニトロソ基、ニ
トリル基、ハロゲン原子、及び水酸基から成る群より選
択される官能基を少なくとも1種である。Xは加水分解
性基及び/又は水酸基であり、該加水分解性基として
は、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、ケトオキシム
基、アシルオキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド
基、及びハロゲンから成る群より選択される少なくとも
1種である。n個のY又は4−n個のXは、それぞれ同
種でも異種でもよい。
A silane coupling treatment agent represented by: Here, n is an integer of 0-3. Y has 1 carbon atom
Is at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon group having 25 to 25 carbon atoms, a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms and a substituent, and the substituent is an ester group or an ether. A functional group selected from the group consisting of a group, an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, a carbonyl group, an amide group, a mercapto group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a nitro group, a nitroso group, a nitrile group, a halogen atom, and a hydroxyl group. At least one kind. X is a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group, and the hydrolyzable group is selected from the group consisting of an alkoxy group, an alkenyloxy group, a ketoxime group, an acyloxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, and a halogen. It is at least one kind. The n Y's or the 4-n X's may be the same or different.

【0024】本明細書において炭化水素基は、直鎖また
は分岐鎖(すなわち側鎖を有する)の飽和または不飽和
の一価または多価の脂肪族炭化水素基、及び芳香族炭化
水素基、脂環式炭化水素基を意味し、例えば、アルキル
基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基、ナフチ
ル基、シクロアルキル基等が挙げられる。本明細書にお
いて、アルキル基は、特に指示が無い限りアルキレン基
等の多価の炭化水素基を包含する。同様にアルケニル
基、アルキニル基、フェニル基、ナフチル基、及びシク
ロアルキル基は、それぞれアルケニレン基、アルキニレ
ン基、フェニレン基、ナフチレン基、及びシクロアルキ
レン基等を包含する。
In the present specification, the hydrocarbon group means a linear or branched (that is, having a side chain) saturated or unsaturated monovalent or polyvalent aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and an aliphatic hydrocarbon group. It means a cyclic hydrocarbon group, and examples thereof include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and a cycloalkyl group. In the present specification, an alkyl group includes a polyvalent hydrocarbon group such as an alkylene group unless otherwise specified. Similarly, the alkenyl group, alkynyl group, phenyl group, naphthyl group, and cycloalkyl group include an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group, a naphthylene group, a cycloalkylene group, and the like, respectively.

【0025】上記一般式(I)において、Yが炭素数1
〜25の炭化水素基の例としては、デシルトリメトキシ
シランの様にポリメチレン鎖を有するもの、メチルトリ
メトキシシランの様に低級アルキル基を有するもの、2
−ヘキセニルトリメトキシシランの様に不飽和炭化水素
基を有するもの、2−エチルヘキシルトリメトキシシラ
ンの様に側鎖を有するもの、フェニルトリエトキシシラ
ンの様にフェニル基を有するもの、3−β−ナフチルプ
ロピルトリメトキシシランの様にナフチル基を有するも
の、及びp−ビニルベンジルトリメトキシシランの様に
フェニレン基を有するものが挙げられる。Yがビニル基
を有する基である場合の例としては、ビニルトリメトキ
シシラン、ビニルトリクロロシラン、及びビニルトリア
セトキシシランが挙げられる。Yがエステル基を有する
基である場合の例としては、γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシランが挙げられる。Yがエーテル基を
有する基である場合の例としては、γ−ポリオキシエチ
レンプロピルトリメトキシシラン、及び2−エトキシエ
チルトリメトキシシランが挙げられる。Yがエポキシ基
を有する基である場合の例としては、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがアミノ
基を有する基である場合の例としては、γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、及びγ−アニリノプ
ロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがカルボキ
シル基を有する基である場合の例としては、γ−(4−
カルボキシフェニル)プロピルトリメトキシシランが挙
げられる。Yがカルボニル基を有する基である場合の例
としては、γ−ユレイドプロピルトリエトキシシランが
挙げられる。Yがメルカプト基を有する基である場合の
例としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ンが挙げられる。Yがハロゲンを有する基である場合の
例としては、γ−クロロプロピルトリエトキシシランが
挙げられる。Yがスルホニル基を有する基である場合の
例としては、γ−フェニルスルホニルプロピルトリメト
キシシランが挙げられる。Yがスルフィニル基を有する
基である場合の例としては、γ−フェニルスルフィニル
プロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがニトロ
基を有する基である場合の例としては、γ−ニトロプロ
ピルトリエトキシシランが挙げられる。Yがニトロソ基
を有する基である場合の例としては、γ−ニトロソプロ
ピルトリエトキシシランが挙げられる。Yがニトリル基
を有する基である場合の例としては、γ−シアノエチル
トリエトキシシラン及びγ−シアノプロピルトリエトキ
シシランが挙げられる。
In the above general formula (I), Y has 1 carbon atom.
Examples of the hydrocarbon groups having a lower alkyl group such as decyltrimethoxysilane, those having a lower alkyl group such as methyltrimethoxysilane, 2
Those having an unsaturated hydrocarbon group such as -hexenyltrimethoxysilane, those having a side chain such as 2-ethylhexyltrimethoxysilane, those having a phenyl group such as phenyltriethoxysilane, and 3-β-naphthyl Examples thereof include those having a naphthyl group such as propyltrimethoxysilane, and those having a phenylene group such as p-vinylbenzyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a vinyl group include vinyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, and vinyltriacetoxysilane. Examples of the case where Y is a group having an ester group include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having an ether group include γ-polyoxyethylenepropyltrimethoxysilane and 2-ethoxyethyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having an epoxy group include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. Examples of a case where Y is a group having an amino group include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, and γ-anilinopropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a carboxyl group include γ- (4-
Carboxyphenyl) propyltrimethoxysilane. Examples of a case where Y is a group having a carbonyl group include γ-ureidopropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a mercapto group include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a halogen include γ-chloropropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a sulfonyl group include γ-phenylsulfonylpropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a sulfinyl group include γ-phenylsulfinylpropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a nitro group include γ-nitropropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a nitroso group include γ-nitrosopropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a nitrile group include γ-cyanoethyltriethoxysilane and γ-cyanopropyltriethoxysilane.

【0026】Yが水酸基を有する基である場合のカップ
リング処理剤の例としては、N,N−ジ(2−ヒドロキ
シエチル)アミノ−3−プロピルトリエトキシシランが
挙げられる。水酸基はまたシラノール基(SiOH)の
形であってもよい。シラノール基を有する基である場合
の例としては、下記式(III)で表されるジメチルジヒド
ロキシシランのオリゴマーが挙げられる。nは、シラン
処理剤の取り扱い性、及び膨潤性ケイ酸塩との反応性の
点から2〜30の範囲が好ましい。
An example of the coupling treatment agent when Y is a group having a hydroxyl group is N, N-di (2-hydroxyethyl) amino-3-propyltriethoxysilane. The hydroxyl groups may also be in the form of silanol groups (SiOH). Examples of the group having a silanol group include an oligomer of dimethyldihydroxysilane represented by the following formula (III). n is preferably in the range of 2 to 30 from the viewpoint of handleability of the silane treating agent and reactivity with the swelling silicate.

【0027】[0027]

【化5】 Embedded image

【0028】上記のシラン系カップリング処理剤の置換
体、または誘導体もまた使用し得る。これらのシラン系
カップリング処理剤は、単独又は2種以上組み合わせて
使用される。
Substitutes or derivatives of the above-mentioned silane coupling agent can also be used. These silane coupling agents are used alone or in combination of two or more.

【0029】上記チタネート系カップリング処理剤とし
ては例えば、下記一般式(IV)〜(VI)
Examples of the titanate coupling treatment agent include the following general formulas (IV) to (VI)

【0030】[0030]

【化6】 [Chemical 6]

【0031】で表されるチタネート系カップリング処理
剤である。ここで、R1 、R2 、R3、R4 、及びR5
は、好ましくは、炭素数1〜25の炭化水素基、ビニル
基、エステル基、エーテル基、エポキシ基、アミノ基、
カルボニル基、メルカプト基、ハロゲン、水酸基、リン
酸エステル基、及びポリリン酸エステル基から成る群よ
り選択される基を少なくとも1種有する官能基であり、
1 〜R5 は同種であっても異種であってもよい。Z
は、好ましくはメチレン基、またはカルボニル基であ
る。
A titanate-based coupling treatment agent represented by: Where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5
Is preferably a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, a vinyl group, an ester group, an ether group, an epoxy group, an amino group,
A functional group having at least one group selected from the group consisting of a carbonyl group, a mercapto group, a halogen, a hydroxyl group, a phosphoric acid ester group, and a polyphosphoric acid ester group,
R 1 to R 5 may be the same or different. Z
Is preferably a methylene group or a carbonyl group.

【0032】一般式(IV)で表されるモノアルコキシ型
チタネート系処理剤としては、例えば、イソプロピルト
リスイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス
−n−ドデシルベンゼンスルフォニルチタネート、及び
イソプロピルジメタクリロイルイソステアロイルチタネ
ート等が挙げられる。一般式(V)で表される様なキレ
ート型チタネート処理剤としては、例えば、ビス(ジオ
クチルパイロホスフェート)−オキシアセテートチタネ
ート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)−エチレ
ンチタネート、及びジクミルフェニルオキシアセテート
チタネート等が挙げられる。一般式(VI)で表される様
な配位型チタネート処理剤としては、例えば、テトライ
ソプロピル−ビス(ジトリデシルホスファイト)チタネ
ート、及びテトラオクチル−ビス(ジトリデシルホスフ
ァイト)チタネート等が挙げられる。
Examples of the monoalkoxy type titanate type treating agent represented by the general formula (IV) include isopropyl tris-isostearoyl titanate, isopropyl tris-n-dodecylbenzene sulfonyl titanate, and isopropyl dimethacryloyl isostearoyl titanate. To be Examples of the chelate-type titanate treating agent represented by the general formula (V) include, for example, bis (dioctylpyrophosphate) -oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) -ethylene titanate, and dicumylphenyloxyacetate titanate. Is mentioned. Examples of the coordination type titanate treating agent represented by the general formula (VI) include tetraisopropyl-bis (ditridecylphosphite) titanate and tetraoctyl-bis (ditridecylphosphite) titanate. .

【0033】上記のようなチタネート処理剤の置換体、
または誘導体もまた使用し得る。これらチタネート系カ
ップリング剤は、単独又は2種以上組み合わせて使用さ
れる。
A substitution product of the titanate treating agent as described above,
Or derivatives may also be used. These titanate coupling agents are used alone or in combination of two or more.

【0034】本発明に用いられるアルミナ系カップリン
グ処理剤としては、例えば、以下の一般式(VII)
Examples of the alumina-based coupling treatment agent used in the present invention include the following general formula (VII)

【0035】[0035]

【化7】 Embedded image

【0036】(ただし、式中、Rは炭素数1〜25の炭
化水素基である。)で表されるアセトアルコキシアルミ
ニウムジイソプロピレート等が挙げられる。これらのア
ルミナ系カップリング処理剤の置換体、又は誘導体もま
た使用され得る。これらのアルミナ系カップリング処理
剤は、単独または2種以上組み合わせて使用される。
(In the formula, R is a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms.) Acetoalkoxy aluminum diisopropylate and the like can be mentioned. Substitutes or derivatives of these alumina-based coupling agents may also be used. These alumina-based coupling agents are used alone or in combination of two or more.

【0037】上記の表面処理剤(B)の中で、シラン系
カップリング処理剤が好ましく使用される。
Among the above surface treatment agents (B), a silane coupling treatment agent is preferably used.

【0038】本発明の粘土複合体は、官能基を有する表
面処理剤(B)が共有結合により導入されている。共有
結合されていない場合は、粘土複合体をマトリックスに
分散させた際に表面処理剤(B)が分離し、その結果、
所望のレオロジー改質効果が得られなくなる。膨潤性ケ
イ酸塩(A)に共有結合により導入された官能基種、あ
るいは複数種の官能基が共有結合により導入されている
場合には、その比率は、フーリエ変換(FT)−IRを
用いて測定し得る。粘土複合体を乳鉢などで粉体状にし
たのち、テトラヒドロフランなどの有機溶剤で共有結合
していない成分を洗浄する。洗浄後、充分に乾燥した粘
土複合体と粉末状の臭化カリウム(KBr)等のような
窓材質とを所定の比率で、乳鉢などを用いて充分に混合
し、加圧錠剤化することによって、透過法にて測定し得
る。より正確に測定することが所望される場合、または
共有結合された官能基量が少ない場合には、充分に乾燥
した粉末状の粘土複合体を、そのまま拡散反射法(DR
IFT)で測定することが望ましい。
In the clay composite of the present invention, the surface treating agent (B) having a functional group is introduced by covalent bond. When not covalently bonded, the surface treatment agent (B) separates when the clay complex is dispersed in the matrix, and as a result,
The desired rheology modifying effect cannot be obtained. When the functional group species introduced into the swelling silicate (A) by a covalent bond or a plurality of functional groups introduced by a covalent bond, the ratio thereof is calculated by Fourier transform (FT) -IR. Can be measured. After the clay complex is made into a powder in a mortar or the like, the components not covalently bound are washed with an organic solvent such as tetrahydrofuran. After washing, a sufficiently dried clay complex and a window material such as powdered potassium bromide (KBr), etc. are thoroughly mixed in a predetermined ratio using a mortar or the like, and compressed into tablets. , Can be measured by a transmission method. When more accurate measurement is desired, or when the amount of covalently bonded functional groups is small, a sufficiently dried powdery clay complex is directly subjected to the diffuse reflection method (DR).
It is desirable to measure with IFT).

【0039】上記の表面処理剤(B)の量は、マトリッ
クスとなる化合物との親和性が高まるように調整し得
る。必要に応じ、異種の官能基を有する複数種の表面処
理剤(B)を併用し得る。従って、表面処理剤(B)の
添加量は一概には規定されないが、膨潤性ケイ酸塩
(A)100重量部に対して、好ましくは0.1〜20
0重量部、更に好ましくは0.2〜160重量部、特に
好ましくは0.3〜120重量部である。表面処理剤
(B)の量が0.1重量部未満であると得られる粘土複
合体の微分散化効果が不充分となる傾向があり好ましく
ない。また、表面処理剤(B)の添加量が200重量部
をこえても効果が変わらないので、200重量部より多
く添加する必要はなく、却って不経済である。
The amount of the above-mentioned surface treatment agent (B) can be adjusted so as to increase the affinity with the matrix compound. If necessary, a plurality of types of surface treatment agents (B) having different functional groups may be used in combination. Therefore, the amount of the surface-treating agent (B) added is not generally specified, but preferably 0.1 to 20 relative to 100 parts by weight of the swelling silicate (A).
The amount is 0 parts by weight, more preferably 0.2 to 160 parts by weight, and particularly preferably 0.3 to 120 parts by weight. If the amount of the surface-treating agent (B) is less than 0.1 part by weight, the effect of finely dispersing the obtained clay complex tends to be insufficient, which is not preferable. Further, even if the amount of the surface treatment agent (B) added exceeds 200 parts by weight, the effect does not change, so there is no need to add more than 200 parts by weight, which is rather uneconomical.

【0040】レオロジー改質効果を得る上で、本発明の
粘土複合体の形態は、以下に示す3形態のいずれか1種
以上であることが必要である。すなわち、粘土複合体の
平均層厚は200Å以下あり、180Å以下が好まし
く、特に150Å以下が好ましい。平均層厚が200Å
より大きいとレオロジー改質効果が得られ難くなるばか
りでなく、マトリックスの物性を不均一にする。平均層
厚の下限は特に制限されないが、10Å程度が好まし
い。また、粘土複合体の層厚が100Å以下のものが全
体の30%以上を占めることが好ましく、全体の50%
以上を占めることが更に好ましい。層厚が100Å以下
のものが全体の30%に満たないと、マトリックスのレ
オロジー改質効果が得られ難くなる傾向があり好ましく
ない。また、粘土複合体の底面間隔は、共有結合してい
る表面処理剤(B)の存在により、初期の膨潤性ケイ酸
塩(A)の値に比べて拡大しており、好ましくは底面間
隔は初期値の2倍以上、更に好ましくは3倍以上拡大し
ている。上記のように底面間隔の拡大によりマトリック
ス化合物との親和性が高められ、効率よくレオロジー特
性を改良できる。本発明の粘土複合体は、上記のごとき
粘土複合体を2種以上含むことができる。
In order to obtain the rheology modifying effect, the form of the clay composite of the present invention needs to be any one or more of the following three forms. That is, the average layer thickness of the clay composite is 200 Å or less, preferably 180 Å or less, and particularly preferably 150 Å or less. Average layer thickness is 200Å
If it is larger, not only the rheology modifying effect is difficult to be obtained, but also the physical properties of the matrix are made non-uniform. The lower limit of the average layer thickness is not particularly limited, but about 10Å is preferable. In addition, it is preferable that the clay composite layer having a layer thickness of 100 Å or less accounts for 30% or more of the whole, and 50% of the whole.
It is more preferable to occupy the above. If the layer thickness is less than 100Å less than 30% of the whole, the effect of modifying the rheology of the matrix tends to be difficult to obtain, which is not preferable. In addition, the bottom spacing of the clay complex is larger than that of the initial swelling silicate (A) due to the presence of the surface-treating agent (B) covalently bonded, and the bottom spacing is preferably The initial value is enlarged by 2 times or more, more preferably 3 times or more. As described above, by increasing the spacing between the bottom surfaces, the affinity with the matrix compound is increased, and the rheological properties can be efficiently improved. The clay composite of the present invention may contain two or more kinds of the above-mentioned clay composites.

【0041】レオロジー改質効果を更に効率よく得たい
場合は、層厚が50Å以下の粘土複合体の比率を粘土複
合体全体の10%以上とすることが好ましく、更に20
%以上とすることが好ましく、特に30%以上とするこ
とが好ましい。
In order to obtain the rheology modifying effect more efficiently, the ratio of the clay composite having a layer thickness of 50 Å or less is preferably 10% or more of the entire clay composite, and further 20
% Or more, and particularly preferably 30% or more.

【0042】粘土複合体の層厚は、例えば、電子顕微鏡
等を用いて測定することによって得られる。また、底面
間隔は小角X線回折法(SAXS)により、(001)
面の底面間隔の測定から容易に確認し得る。底面間隔は
SAXSにおける回折ピーク角値をBraggの式に当
てはめて算出すること等により求められる。
The layer thickness of the clay complex can be obtained, for example, by measuring with an electron microscope or the like. In addition, the bottom surface spacing is (001) by the small-angle X-ray diffraction method (SAXS).
It can be easily confirmed from the measurement of the bottom distance between the surfaces. The bottom surface spacing can be obtained by applying the diffraction peak angle value in SAXS to the Bragg equation and calculating it.

【0043】本発明の粘土複合体は、水及び有機溶媒か
ら成る群より選択される少なくとも1種の溶媒の粘度を
増加させる機能を有し、例えば、本発明の粘土複合体を
3.5重量%の濃度で分散させた場合、膨潤性ケイ酸塩
(A)や表面処理剤(B)の種類や量、及び分散させる
溶媒の種類にも影響されるが、25℃、6rpmでの見
かけ粘度が、初期の溶媒の値の5倍以上になる。前記の
有機溶媒としては、例えば、ベンゼンやトルエン及びキ
シレン等の様な芳香族炭化水素化合物、テトラヒドロフ
ランやジオキサン等の様なエーテル類、アセトンやメチ
ルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等の様なケ
トン類、メタノールやエタノール、プロパノール及びイ
ソプロパノール等の様な低級アルコール類、デカノール
やヘキサノール等の様な高級アルコール類、四塩化炭素
やクロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、パ
ークロロエチレン及びクロロベンゼン等の様なハロゲン
化炭化水素化合物、ジメチルホルムアミド等の様なアミ
ド化合物、酢酸エチル等の様なエステル化合物、その
他、フタル酸ジオクチル、ジメチルスルホキシド、メチ
ルセロソルブ、N−メチル−2−ピロリドン等の様な溶
媒が挙げられる。これらの溶媒は、単独または2種以上
組み合わせて用いられる。
The clay composite of the present invention has the function of increasing the viscosity of at least one solvent selected from the group consisting of water and an organic solvent. For example, 3.5% by weight of the clay composite of the present invention is used. %, The apparent viscosity at 25 ° C. and 6 rpm depends on the types and amounts of the swelling silicate (A) and the surface treatment agent (B) and the type of solvent to be dispersed. Is more than 5 times the initial solvent value. Examples of the organic solvent include aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene and xylene, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and methanol and Lower alcohols such as ethanol, propanol and isopropanol, higher alcohols such as decanol and hexanol, halogenated hydrocarbon compounds such as carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, perchloroethylene and chlorobenzene, dimethyl. Examples include amide compounds such as formamide, ester compounds such as ethyl acetate, and other solvents such as dioctyl phthalate, dimethyl sulfoxide, methyl cellosolve, and N-methyl-2-pyrrolidone. . These solvents are used alone or in combination of two or more.

【0044】本発明の粘土複合体が種々の溶媒に対して
増粘効果を有するのは、粘土複合体がマトリックスとな
る種々の溶媒に対して親和性を有することや種々のマト
リックス中に良好に分散される為であると考えられ、マ
トリックス中においても凝集することなく、均一微分散
し、少量の添加でもマトリックスに対する優れた増粘効
果、及びレオロジー特性などの変性・改質作用を有す
る。従って、本発明の粘土複合体は、様々な極性を有す
る種々の溶媒系の増粘剤またはゲル化剤として各種の用
途に使用される。この目的は、粘土複合体を任意の溶媒
系に添加し、通常の攪拌等の操作によって分散させるこ
とにより容易に達成される。粘土複合体の分散濃度は、
溶媒に分散し得る濃度であれば多ければ多いほど増粘効
果は高い。具体的な分散濃度は用途によって異なるので
一概には規定できないが、一般には0.01〜50重量
%、好ましくは0.05〜35重量%、更に好ましくは
0.1〜20重量%の範囲である。
The clay composite of the present invention has a thickening effect on various solvents, because the clay composite has an affinity for various solvents serving as a matrix, and is excellent in various matrices. It is considered that this is because the particles are dispersed, and they are uniformly finely dispersed without agglomerating in the matrix, and even if added in a small amount, they have an excellent thickening effect on the matrix and a modifying / modifying action such as rheological properties. Therefore, the clay composite of the present invention is used in various applications as a thickening agent or gelling agent for various solvent systems having various polarities. This object can be easily achieved by adding the clay complex to an arbitrary solvent system and dispersing it by an operation such as ordinary stirring. The dispersed concentration of the clay complex is
The thicker the concentration that can be dispersed in the solvent, the higher the thickening effect. The specific dispersion concentration cannot be specified unconditionally because it depends on the application, but it is generally in the range of 0.01 to 50% by weight, preferably 0.05 to 35% by weight, and more preferably 0.1 to 20% by weight. is there.

【0045】本発明の粘土複合体は、膨潤性ケイ酸塩
(A)を膨潤させて底面間隔を拡大する工程(膨潤化工
程)、及び膨潤状態の膨潤性ケイ酸塩(A)の表面に官
能基を有する表面処理剤(B)を共有結合により導入す
る工程(官能基導入工程)を包含する方法により製造さ
れる。膨潤性ケイ酸塩(A)を膨潤化する工程は、膨潤
性ケイ酸塩(A)を分散媒に分散させるか、あるいは膨
潤性ケイ酸塩(A)に物理的な外力を加えて劈開させる
ことにより行われる。
The clay composite of the present invention comprises a step of swelling the swelling silicate (A) to increase the bottom spacing (swelling step) and a surface of the swelling silicate (A) in a swollen state. It is produced by a method including a step of introducing the surface treating agent (B) having a functional group by a covalent bond (functional group introducing step). In the step of swelling the swelling silicate (A), the swelling silicate (A) is dispersed in a dispersion medium, or the swelling silicate (A) is cleaved by applying a physical external force. It is done by

【0046】膨潤化工程において分散媒を用いる場合、
例えば、以下に示した方法で行われ得る。まず、膨潤性
ケイ酸塩(A)を分散媒中で攪拌することによって膨潤
化させる。分散媒として、水または水と任意の割合で相
溶する極性溶媒、または該極性溶媒と水との混合溶媒が
用いられ得る。上記の水と任意の割合で相溶する極性溶
媒とは、メタノール、及びエタノール等のアルコール
類、エチレングリコール、及びプロピレングリコール等
のグリコール類、アセトン、及びメチルエチルケトン等
のケトン類、ジエチルエーテル、及びテトラヒドロフラ
ン等のエーテル類等が使用される。分散媒中に分散され
る膨潤性ケイ酸塩(A)の固体分散濃度は、膨潤性ケイ
酸塩(A)が充分に分散可能な濃度範囲であるならば自
由に設定し得る。
When a dispersion medium is used in the swelling step,
For example, it can be performed by the method shown below. First, the swelling silicate (A) is swollen by stirring in a dispersion medium. As the dispersion medium, water or a polar solvent compatible with water at an arbitrary ratio, or a mixed solvent of the polar solvent and water may be used. The polar solvent that is compatible with the above water at an arbitrary ratio includes alcohols such as methanol and ethanol, glycols such as ethylene glycol and propylene glycol, acetone, and ketones such as methyl ethyl ketone, diethyl ether, and tetrahydrofuran. Ethers and the like are used. The solid dispersion concentration of the swellable silicate (A) dispersed in the dispersion medium can be freely set as long as it is within the concentration range in which the swellable silicate (A) can be sufficiently dispersed.

【0047】膨潤化工程において、物理的な外力を加え
て膨潤性ケイ酸塩(A)を劈開させる場合、物理的な外
力は、一般に行われるフィラーの微粉砕方法を用いるこ
とによって加えられ得る。一般的なフィラーの微粉砕方
法としては、例えば、硬質粒子を利用する方法が挙げら
れる。この方法では、硬質粒子と膨潤性ケイ酸塩(A)
と任意の溶媒とを混合して攪拌し、硬質粒子と膨潤性ケ
イ酸塩(A)との物理的な衝突によって、膨潤性ケイ酸
塩(A)を分離させる。通常用いられる硬質粒子はフィ
ラー粉砕用ビーズであり、例えば、ガラスビーズまたは
ジルコニアビーズ等が挙げられる。これら粉砕用ビーズ
は、膨潤性ケイ酸塩(A)の硬度、または攪拌機の材質
を考慮して選択され、上記したガラスまたはジルコニア
に限定されない。その粒径もまた、膨潤性ケイ酸塩
(A)を考慮して決定されるために一概に規定されるも
のではないが、直径0.1〜6.0mmの範囲にあるも
のが好ましい。ここで用いる溶媒は特に限定されない
が、官能基導入工程で膨潤性ケイ酸塩(A)を表面処理
する為に好ましい溶媒、例えば、水、または水と上記の
極性溶媒との混合溶媒が好ましい。
In the swelling step, when a physical external force is applied to cleave the swelling silicate (A), the physical external force can be applied by using a commonly used pulverizing method of filler. As a general method of finely pulverizing a filler, for example, a method of utilizing hard particles can be mentioned. In this method, hard particles and swelling silicate (A)
And an arbitrary solvent are mixed and stirred, and the swelling silicate (A) is separated by physical collision between the hard particles and the swelling silicate (A). The hard particles usually used are beads for crushing filler, and examples thereof include glass beads and zirconia beads. These grinding beads are selected in consideration of the hardness of the swelling silicate (A) or the material of the stirrer, and are not limited to the above-mentioned glass or zirconia. The particle size is also not specified because it is determined in consideration of the swelling silicate (A), but it is preferably in the range of 0.1 to 6.0 mm. The solvent used here is not particularly limited, but a solvent preferable for surface-treating the swelling silicate (A) in the functional group introducing step, such as water, or a mixed solvent of water and the polar solvent is preferable.

【0048】官能基導入工程では、上記の膨潤化工程で
膨潤化された膨潤性ケイ酸塩(A)と分散媒とから成る
分散体に、シラン系カップリング処理剤、チタネート系
カップリング処理剤、及びアルミナ系カップリング処理
剤からなる群より選択される少なくとも1種の表面処理
剤(B)を添加して攪拌し、膨潤化した膨潤性ケイ酸塩
(A)の表面に共有結合により導入する。表面処理剤
(B)をより効率的に共有結合したい場合は、攪拌の回
転数を1000rpm以上にするか、あるいは500
(1/s)以上の剪断速度を加える。回転数の上限値は
25000rpmであり、剪断速度の上限値は5000
00(1/s)である。上限値よりも大きい値で攪拌を
行っても効果はそれ以上変わらない傾向があるため、上
限値よりも大きい値で攪拌を行う必要はない。
In the functional group introducing step, a silane coupling treatment agent and a titanate coupling treatment agent are added to a dispersion composed of the swelling silicate (A) swollen in the swelling step and a dispersion medium. , And at least one surface-treating agent (B) selected from the group consisting of alumina-based coupling agents, and stirred to introduce the covalent bond onto the surface of the swollen swelling silicate (A). To do. When it is desired to more efficiently covalently bond the surface treatment agent (B), the stirring speed is set to 1000 rpm or more, or 500
A shear rate of (1 / s) or more is applied. The upper limit of rotation speed is 25,000 rpm, and the upper limit of shear rate is 5000.
It is 00 (1 / s). Even if stirring is performed at a value higher than the upper limit, the effect tends not to change any more, so it is not necessary to perform stirring at a value higher than the upper limit.

【0049】上記の官能基導入工程は、シングルステッ
プ、またはマルチステップで行われる。
The above-mentioned functional group introduction step is performed in a single step or multi-step.

【0050】シングルステップの場合、上記の表面処理
剤(B)が膨潤性ケイ酸塩(A)の表面に存在する水酸
基との反応により共有結合を形成することによって、膨
潤性ケイ酸塩(A)の表面に少なくとも1種の官能基を
有する表面処理剤(B)が導入される。マルチステップ
の場合、例えば、第1ステップでは、水酸基、カルボキ
シル基、アミノ基、エポキシ基、あるいはビニル基のよ
うな反応活性な官能基を有する表面処理剤(B)を導入
する。次いで、第2ステップとして、第1ステップで導
入された反応活性な官能基と反応する官能基を有する化
合物を新たに添加して反応させる。この第2ステップに
よって、導入された基の鎖長を長くしたり、極性を変え
ることも可能である。第2ステップで添加する化合物と
しては、上記の表面処理剤(B)に限定されることはな
く、目的に応じて任意の化合物が用いられ得、例えば、
エポキシ基含有化合物、アミノ基含有化合物、カルボキ
シル基含有化合物、酸無水物基含有化合物、及び水酸基
含有化合物等が挙げられ、これらは単独又は2種以上組
み合わせて用いられる。
In the case of a single step, the surface-treating agent (B) forms a covalent bond by a reaction with a hydroxyl group existing on the surface of the swelling silicate (A), whereby the swelling silicate (A) is formed. The surface treatment agent (B) having at least one functional group is introduced on the surface of (1). In the case of multiple steps, for example, in the first step, the surface treatment agent (B) having a reactive functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, or a vinyl group is introduced. Next, as a second step, a compound having a functional group that reacts with the reactive functional group introduced in the first step is newly added and reacted. By this second step, it is possible to lengthen the chain length of the introduced group or to change the polarity. The compound added in the second step is not limited to the surface treatment agent (B) described above, and any compound may be used according to the purpose.
Examples thereof include an epoxy group-containing compound, an amino group-containing compound, a carboxyl group-containing compound, an acid anhydride group-containing compound, and a hydroxyl group-containing compound, and these may be used alone or in combination of two or more.

【0051】膨潤化工程で水あるいは極性溶媒を分散媒
として使用した場合には、そこで得られる分散体を、表
面処理剤(B)との反応系としてそのまま使用し得る。
また、膨潤化工程で物理的な外力を使用した場合には、
得られた膨潤性ケイ酸塩(A)を水あるいは水と極性溶
媒の混合溶媒中に分散させて分散体を調製し、表面処理
剤(B)と反応し得る。上記のようにして得られた粘土
複合体を単離して、乾燥し、必要に応じて粉砕する。
When water or a polar solvent is used as the dispersion medium in the swelling step, the dispersion obtained there can be used as it is as a reaction system with the surface treatment agent (B).
Also, when using a physical external force in the swelling process,
The swelling silicate (A) thus obtained can be dispersed in water or a mixed solvent of water and a polar solvent to prepare a dispersion, which can react with the surface treatment agent (B). The clay complex obtained as described above is isolated, dried and optionally ground.

【0052】官能基導入工程における反応は、室温で充
分に進行するが、必要に応じて加温してもよい。加温時
の最高温度は、用いる表面処理剤(B)の耐熱性に支配
され、その分解温度未満であれば任意に設定され得る。
The reaction in the step of introducing a functional group proceeds sufficiently at room temperature, but may be heated if necessary. The maximum temperature during heating is governed by the heat resistance of the surface treatment agent (B) used, and can be set arbitrarily as long as it is below the decomposition temperature.

【0053】本発明の粘土複合体には層空間ができると
考えられる。この層空間を利用して、該粘土複合体を有
機物貯蔵剤、徐放剤、触媒、吸着剤、担体、フィラー等
としても利用することもまた可能である。
It is considered that the clay composite of the present invention has a layer space. By utilizing this layer space, it is also possible to utilize the clay complex as an organic substance storage agent, sustained-release agent, catalyst, adsorbent, carrier, filler and the like.

【0054】[0054]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらによりなんら制限されるもので
はない。尚、以下の実施例、比較例中における原料、及
び特性値の測定方法は下記のとおりである。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. The raw materials used in the following examples and comparative examples, and the method of measuring characteristic values are as follows.

【0055】〔膨潤性ケイ酸塩(A)〕モンモリロナイ
トは秋田県産の天然モンモリロナイト(底面間隔=13
Å)を精製せずにそのまま用いた。膨潤性雲母は以下の
ようにして合成したものを用いた。タルク25.4gと
ケイフッ化ナトリウム4.7gの微粉砕物を混合し、8
00℃で加熱処理して膨潤性雲母28.2gを得た(底
面間隔=12Å)。
[Swellable silicate (A)] Montmorillonite is a natural montmorillonite produced in Akita Prefecture (bottom surface interval = 13).
Å) was used as is without purification. The swelling mica used was synthesized as follows. Mix 25.4 g of talc and 4.7 g of sodium silicofluoride, and mix.
After heat treatment at 00 ° C., 28.2 g of swelling mica was obtained (bottom surface interval = 12Å).

【0056】〔表面処理剤(B)〕以下に示す3種のシ
ラン系カップリング剤を精製せずにそのまま用いた。 γ-(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシ
ラン γ−ポリオキシエチレンプロピルトリメトキシシラン N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)アミノ−3−プロ
ピルトリエトキシシラン
[Surface Treatment Agent (B)] The following three types of silane coupling agents were used as they were without purification. γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane γ-polyoxyethylenepropyltrimethoxysilane N, N-di (2-hydroxyethyl) amino-3-propyltriethoxysilane

【0057】〔FT−IRによる、粘土複合体における
共有結合した官能基の同定〕上記の粘土複合体をテトラ
ヒドロフラン(THF)に添加し、15分間攪拌して物
理的に吸着している表面処理剤(B)を洗浄した。遠心
分離を行い上澄みを分離した。この洗浄操作を3回繰り
返した。充分に乾燥した粘土複合体約1mgとKBr粉
末約200mgとを乳鉢を用いて充分に混合した後、卓
上プレスを用いて測定用KBrディスクを作製した。次
いで、赤外分光器を用いて透過法にて測定した。検出器
はMCT検出器を用い、分解能4cm-1、スキャン回数
100回とした。
[Identification of Covalently Bonded Functional Group in Clay Complex by FT-IR] The above-mentioned clay complex was added to tetrahydrofuran (THF) and stirred for 15 minutes to physically adsorb the surface treatment agent. (B) was washed. The supernatant was separated by centrifugation. This washing operation was repeated three times. About 1 mg of the sufficiently dried clay complex and about 200 mg of KBr powder were thoroughly mixed in a mortar, and then a KBr disk for measurement was prepared using a tabletop press. Then, it measured by the transmission method using an infrared spectroscope. An MCT detector was used as a detector, and the resolution was 4 cm −1 and the number of scans was 100 times.

【0058】〔透過型電子顕微鏡(TEM)による、粘
土複合体の層厚の測定〕透過型電子顕微鏡(日本電子J
EM−1200EX)を用い、加速電圧80kVで測定
した。粘土複合体は、凝集しないようにエポキシ化合物
中で充分に攪拌して分散させ、その後硬化させるエポキ
シ包埋法によりサンプルを調製した。硬化物から超薄切
片を切り出し、酸化ルテニウムで染色してサンプルとし
た。
[Measurement of Layer Thickness of Clay Complex by Transmission Electron Microscope (TEM)] Transmission electron microscope (JEOL J
EM-1200EX) and the acceleration voltage was 80 kV. A sample was prepared by an epoxy embedding method in which the clay complex was sufficiently stirred and dispersed in an epoxy compound so as not to aggregate and then cured. An ultrathin section was cut out from the cured product and stained with ruthenium oxide to prepare a sample.

【0059】〔小角X線回折法(SAXS)による、底
面間隔の測定〕X線発生装置(理学電機社製RU−20
0B)を用い、ターゲットCuKα線、Niフィルタ
ー、電圧40kV、電流200mA、走査角2θ=0.
2〜16.0゜、ステップ角=0.02゜の測定条件に
て、上記の膨潤性ケイ酸塩(A)、及び本発明の粘土複
合体の底面間隔を測定した。
[Measurement of Bottom Surface Spacing by Small Angle X-Ray Diffraction (SAXS)] X-ray generator (RU-20 manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.)
0B), target CuKα ray, Ni filter, voltage 40 kV, current 200 mA, scanning angle 2θ = 0.
Under the measurement conditions of 2-16.0 ° and step angle = 0.02, the swelling silicate (A) and the bottom spacing of the clay composite of the present invention were measured.

【0060】〔見かけ粘度〕粘土複合体を各種溶媒に分
散させた粘土複合体分散体の25℃での見かけ粘度を、
東京精機社製のB型粘度計を用いて測定した。分散体の
粘度に応じて、ローターはNo.1、No.2、No.
3、及びBLアダプターを使用した。表2に記載の溶媒
400mlに、粘土複合体を、分散濃度が3.5重量%
となるように添加し、5000rpmで15分間攪拌し
て粘土複合体分散体を調製した。得られた分散体を50
0mlのマヨネーズ瓶に移し換え、3時間静置した後、
ローターを標線にまで入れ、ローター回転数6rpmで
の見かけ粘度を測定した。
[Apparent Viscosity] The apparent viscosity at 25 ° C. of the clay composite dispersion obtained by dispersing the clay composite in various solvents is
The measurement was performed using a B-type viscometer manufactured by Tokyo Seiki. Depending on the viscosity of the dispersion, the rotor is no. 1, No. 2, No.
3 and BL adapters were used. The clay complex was added to 400 ml of the solvent shown in Table 2, and the dispersion concentration was 3.5% by weight.
And the mixture was stirred at 5000 rpm for 15 minutes to prepare a clay complex dispersion. The resulting dispersion is 50
Transfer to a 0 ml mayonnaise bottle and let stand for 3 hours,
The rotor was put up to the marked line, and the apparent viscosity was measured at a rotor rotation speed of 6 rpm.

【0061】実施例1〜11 下記の製造方法で得られた粘土複合体a〜dの層厚、及
び底面間隔を測定した。結果を表1に示す。また、粘土
複合体a〜dの25gを表1に記載の溶媒700gに分
散させ、25℃における見かけ粘度を測定した。結果を
表1に示す。
Examples 1 to 11 The layer thicknesses and bottom spacings of the clay composites a to d obtained by the following production method were measured. The results are shown in Table 1. Further, 25 g of the clay composites a to d were dispersed in 700 g of the solvent shown in Table 1 and the apparent viscosity at 25 ° C was measured. The results are shown in Table 1.

【0062】粘土複合体a 純水3500gに140gのモンモリロナイトを高速攪
拌機を用いて分散させた。その後、γ-(2−アミノエチ
ル)アミノプロピルトリメトキシシラン14gを簡易ピ
ペットで徐々に滴下し、5000rpmで2時間攪拌を
続けた。濾過し乾燥、粉砕して粘土複合体aを得た。
尚、該粘土複合体aをFT−IRにより測定した結果、
1級アミノ基、2級アミノ基、及びエチレン基に由来す
る吸収帯が観測された。
Clay Complex a 140 g of montmorillonite was dispersed in 3500 g of pure water using a high speed stirrer. Thereafter, 14 g of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane was gradually added dropwise with a simple pipette, and stirring was continued at 5000 rpm for 2 hours. Clay composite a was obtained by filtering, drying and crushing.
In addition, as a result of measuring the clay complex a by FT-IR,
Absorption bands derived from the primary amino group, secondary amino group, and ethylene group were observed.

【0063】粘土複合体b 純水3500gに140gのモンモリロナイトを高速攪
拌機を用いて分散させた。その後、塩酸でpH4に調製
した水で加水分解したγ−ポリオキシエチレンプロピル
トリメトキシシラン14gを簡易ピペットを用いて徐々
に滴下し、剪断速度4000(1/s)で攪拌を3時間
続けた。濾過し乾燥、粉砕して粘土複合体bを得た。
尚、該粘土複合体bをFT−IRにより測定した結果、
エーテル基、及びエチレン基に由来する吸収帯が観測さ
れた。
Clay Complex b 140 g of montmorillonite was dispersed in 3500 g of pure water using a high-speed stirrer. Thereafter, 14 g of γ-polyoxyethylenepropyltrimethoxysilane hydrolyzed with water adjusted to pH 4 with hydrochloric acid was gradually added dropwise using a simple pipette, and stirring was continued for 3 hours at a shear rate of 4000 (1 / s). It was filtered, dried and crushed to obtain a clay complex b.
In addition, as a result of measuring the clay composite b by FT-IR,
Absorption bands derived from ether groups and ethylene groups were observed.

【0064】粘土複合体c 純水3500gに140gのモンモリロナイトを高速攪
拌機を用いて分散させた。その後、塩酸でpH4に調製
したエタノール/水(3/7重量比)混合溶媒で加水分
解したN,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)アミノ−3
−プロピルトリエトキシシラン14gを簡易ピペットを
用いて徐々に滴下し、5000rpmで3時間攪拌し
た。濾過し乾燥、粉砕して粘土複合体cを得た。尚、該
粘土複合体cをFT−IRにより測定した結果、3級ア
ミノ基、及びエチレン基に由来する吸収帯が観測され
た。
Clay Complex c 140 g of montmorillonite was dispersed in 3500 g of pure water using a high speed stirrer. Then, N, N-di (2-hydroxyethyl) amino-3 hydrolyzed with an ethanol / water (3/7 weight ratio) mixed solvent adjusted to pH 4 with hydrochloric acid.
14 g of -propyltriethoxysilane was gradually added dropwise using a simple pipette, and the mixture was stirred at 5000 rpm for 3 hours. It was filtered, dried and crushed to obtain a clay complex c. In addition, as a result of measuring the clay complex c by FT-IR, absorption bands derived from a tertiary amino group and an ethylene group were observed.

【0065】粘土複合体d 純水3500gに140gの膨潤性雲母を高速攪拌機を
用いて分散させた。その後、γ−(2−アミノエチル)
アミノプロピルトリメトキシシラン14gを簡易ピペッ
トを用いて徐々に滴下し、剪断速度4000(1/s)
で攪拌を3時間続けた。濾過し乾燥、粉砕して粘土複合
体dを得た。尚、該粘土複合体dをFT−IRにより測
定した結果、1級アミノ基、2級アミノ基、及びエチレ
ン基に由来する吸収帯が観測された。
Clay complex d 140 g of swelling mica was dispersed in 3500 g of pure water using a high speed stirrer. Then, γ- (2-aminoethyl)
Aminopropyltrimethoxysilane (14 g) was gradually dropped using a simple pipette, and the shear rate was 4000 (1 / s).
The stirring was continued for 3 hours. It was filtered, dried and crushed to obtain a clay complex d. As a result of measuring the clay composite d by FT-IR, absorption bands derived from primary amino groups, secondary amino groups, and ethylene groups were observed.

【0066】比較例1〜11 下記の方法で得られたシラン処理モンモリロナイトa’
〜c’、及びシラン処理膨潤性雲母d’の層厚、及び底
面間隔を測定した。結果を表1に示す。また、シラン処
理モンモリロナイトa’〜c’、及びシラン処理膨潤性
雲母d’の25gを表1に記載の溶媒700gに分散さ
せ、25℃における系の見かけ粘度を測定した。結果を
表1に示す。
Comparative Examples 1 to 11 Silane-treated montmorillonite a'obtained by the following method
.About.c ', the layer thickness of the silane-treated swellable mica d', and the bottom spacing were measured. The results are shown in Table 1. Further, 25 g of silane-treated montmorillonite a ′ to c ′ and silane-treated swellable mica d ′ was dispersed in 700 g of the solvent shown in Table 1 and the apparent viscosity of the system at 25 ° C. was measured. The results are shown in Table 1.

【0067】シラン処理モンモリロナイトa’ 140gのモンモリロナイトに14gのγ-(2-アミノ
エチル)アミノプロピルトリメトキシシランをスプレー
を用いて噴霧し、1時間混合した。上記のシラン処理モ
ンモリロナイトa’の底面間隔は13Åであった。尚、
シラン処理モンモリロナイトa’をFT−IRにより測
定した結果、1級アミノ基、2級アミノ基、及びエチレ
ン基に由来する吸収帯が観測された。
Silane-treated montmorillonite a ′ 140 g of montmorillonite was sprayed with 14 g of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane using a sprayer and mixed for 1 hour. The bottom spacing of the silane-treated montmorillonite a ′ was 13Å. still,
As a result of measuring the silane-treated montmorillonite a'by FT-IR, absorption bands derived from the primary amino group, secondary amino group, and ethylene group were observed.

【0068】シラン処理モンモリロナイトb’ 140gのモンモリロナイトに14gのメトキシ基を加
水分解したγ−ポリオキシエチレンプロピルトリメトキ
シシランをスプレーを用いて噴霧し、1時間混合した。
尚、シラン処理モンモリロナイトb’をFT−IRによ
り測定した結果、エーテル基、及びエチレン基に由来す
る吸収帯が観測された。
Silane-treated montmorillonite b ′ 140 g of montmorillonite was sprayed with 14 g of γ-polyoxyethylenepropyltrimethoxysilane hydrolyzed with a methoxy group, and mixed for 1 hour.
The silane-treated montmorillonite b'was measured by FT-IR, and as a result, absorption bands derived from ether groups and ethylene groups were observed.

【0069】シラン処理モンモリロナイトc’ 140gのモンモリロナイトに14gのエトキシ基を加
水分解したN,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)アミノ
−3−プロピルトリエトキシシランをスプレーを用いて
噴霧し、1時間混合した。尚、シラン処理モンモリロナ
イトc’をFT−IRにより測定した結果、3級アミノ
基、及びエチレン基に由来する吸収帯が観測された。
Silane-treated montmorillonite c ′ 140 g of montmorillonite was sprayed with 14 g of N, N-di (2-hydroxyethyl) amino-3-propyltriethoxysilane having a hydrolyzed ethoxy group, and mixed for 1 hour. did. As a result of measuring silane-treated montmorillonite c ′ by FT-IR, absorption bands derived from a tertiary amino group and an ethylene group were observed.

【0070】シラン処理膨潤性雲母d’ 140gの膨潤性雲母に14gのγ−(2−アミノエチ
ル)アミノプロピルトリメトキシシランをスプレーを用
いて噴霧し、1時間混合した。尚、シラン処理膨潤性雲
母d’をFT−IRにより測定した結果、1級アミノ
基、2級アミノ基、及びエチレン基に由来する吸収帯が
観測された。
Silane-treated swellable mica d ′ 140 g of swellable mica was sprayed with 14 g of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane using a sprayer and mixed for 1 hour. As a result of measuring the silane-treated swellable mica d'by FT-IR, an absorption band derived from a primary amino group, a secondary amino group, and an ethylene group was observed.

【0071】[0071]

【表1】 [Table 1]

【0072】参考例1〜10 実施例1〜10で用いたモンモリロナイト、及び膨潤性
雲母と表2の溶媒を充分に攪拌、混合し、モンモリロナ
イトと溶媒からを含む系を調製した。該系の25℃にお
ける見かけ粘度を測定した。結果を表2に示す。
Reference Examples 1 to 10 Montmorillonite used in Examples 1 to 10 and the swelling mica and the solvent of Table 2 were sufficiently stirred and mixed to prepare a system containing montmorillonite and the solvent. The apparent viscosity of the system at 25 ° C was measured. Table 2 shows the results.

【0073】[0073]

【表2】 [Table 2]

【0074】参考例11〜19 純水3500gに140gのモンモリロナイトを高速攪
拌機を用いて分散させた。トリメチルオクタデシルアン
モニウムクロライド28gを加え、室温で1時間攪拌し
た。その後、充分に水洗を行い、吸引濾過して、乾燥粉
砕してモンモリロナイト−アンモニウム塩複合体を得
た。底面間隔は25Åであった。上記複合体25gを表
3に記載の溶媒700gに分散させ、25℃における見
かけ粘度を測定した。結果を表3に示す。
Reference Examples 11-19 140 g of montmorillonite was dispersed in 3500 g of pure water using a high-speed stirrer. 28 g of trimethyloctadecyl ammonium chloride was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Then, it was sufficiently washed with water, suction filtered, and dried and pulverized to obtain a montmorillonite-ammonium salt complex. The bottom distance was 25Å. 25 g of the above complex was dispersed in 700 g of the solvent shown in Table 3, and the apparent viscosity at 25 ° C. was measured. The results are shown in Table 3.

【0075】[0075]

【表3】 [Table 3]

【0076】[0076]

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、少量の
添加によっても溶媒等のマトリックス化合物に所望のレ
オロジー特性を与え得る粘土複合体及びその製造方法が
提供される。本発明によれば、膨潤性ケイ酸塩の表面に
導入する官能基の種類、及び組み合わせを選択すること
によって、種々の溶媒等のマトリックス化合物と粘土複
合体との親和性を高め得る。従って、例えば、少量の添
加でも優れたレオロジー改質効果を有するため、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、繊維工業などの各種製
品、または工業プロセスにおいて、粘度調整剤、分散
剤、乳化剤、粘結剤などの組成物として用いることがで
き、極めて有用である。本発明の粘土複合体は、シラン
系カップリング剤などの一般に使用される表面処理剤で
容易に得ることができる。
As described above, according to the present invention, there is provided a clay composite which can give a desired rheological property to a matrix compound such as a solvent even when added in a small amount, and a method for producing the same. According to the present invention, the affinity between the matrix compound such as various solvents and the clay complex can be increased by selecting the type and combination of the functional groups to be introduced on the surface of the swelling silicate. Therefore, for example, since it has an excellent rheology modifying effect even when added in a small amount, various products such as cosmetics, pharmaceuticals, sanitizers, adhesives, paints, coating materials, various plastic products, textile industry, etc. that require viscosity adjustment, or It can be used as a composition such as a viscosity modifier, a dispersant, an emulsifier, a binder in an industrial process, and is extremely useful. The clay composite of the present invention can be easily obtained with a commonly used surface treatment agent such as a silane coupling agent.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 膨潤性ケイ酸塩(A)の表面に、官能基
を有する表面処理剤(B)が共有結合により導入され、
平均層厚が200Å以下であることを特徴とする粘土複
合体。
1. A surface treating agent (B) having a functional group is introduced onto the surface of the swelling silicate (A) by a covalent bond,
A clay composite having an average layer thickness of 200 Å or less.
【請求項2】 膨潤性ケイ酸塩(A)の表面に、官能基
を有する表面処理剤(B)が共有結合により導入され、
層厚が100Å以下のものが全体の30%以上を占める
ことを特徴とする粘土複合体。
2. A surface treating agent (B) having a functional group is introduced onto the surface of the swelling silicate (A) by a covalent bond,
A clay composite having a layer thickness of 100 Å or less occupying 30% or more of the whole.
【請求項3】 層厚が100Å以下のものが全体の50
%以上を占める請求項2記載の粘土複合体。
3. The total thickness is 50 Å or less.
The clay composite according to claim 2, which accounts for at least%.
【請求項4】 膨潤性ケイ酸塩(A)の表面に、表面処
理剤(B)が共有結合により導入されることにより底面
間隔が拡大されたことを特徴とする粘土複合体。
4. A clay composite characterized in that the surface treatment agent (B) is introduced into the surface of the swelling silicate (A) by a covalent bond to increase the bottom spacing.
【請求項5】 底面間隔が2倍以上拡大された請求項4
記載の粘土複合体。
5. The bottom surface spacing is enlarged by a factor of 2 or more.
The described clay complex.
【請求項6】 請求項1、3、又は4に記載の粘土複合
体のいずれかを2種以上含むことを特徴とする粘土複合
体。
6. A clay composite comprising two or more of any one of the clay composites according to claim 1, 3, or 4.
【請求項7】 層厚が50Å以下のものが全体の10%
以上を占める請求項1〜6のいずれか1項に記載の粘土
複合体。
7. A layer having a layer thickness of 50Å or less is 10% of the whole.
The clay composite according to any one of claims 1 to 6, which occupies the above.
【請求項8】 層厚が50Å以下のものが全体の20%
以上を占める請求項7記載の粘土複合体。
8. A layer having a layer thickness of 50Å or less is 20% of the whole.
The clay composite according to claim 7, which occupies the above.
【請求項9】 前記膨潤性ケイ酸塩(A)がスメクタイ
ト族粘土鉱物である請求項1〜8のいずれか1項に記載
の粘土複合体。
9. The clay composite according to claim 1, wherein the swelling silicate (A) is a smectite group clay mineral.
【請求項10】 前記膨潤性ケイ酸塩(A)が膨潤性雲
母である請求項1〜8のいずれか1項に記載の粘土複合
体。
10. The clay composite according to claim 1, wherein the swelling silicate (A) is a swelling mica.
【請求項11】 表面処理剤(B)がシラン系カップリ
ング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミナ系
カップリング剤から成る群より選択される少なくとも1
種である請求項1〜10のいずれか1項に記載の粘土複
合体。
11. The surface treatment agent (B) is at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanate coupling agent, and an alumina coupling agent.
The clay composite according to any one of claims 1 to 10, which is a seed.
【請求項12】 表面処理剤(B)が、一般式(I) 【化1】Yn SiX4-n (I) (ただし、nは0〜3の整数であり、Yは、炭素数1〜
25の炭化水素基、及び炭素数1〜25の炭化水素基と
置換基から構成される有機官能基から成る群より選択さ
れる少なくとも1種であり、Xは、加水分解性基及び/
又は水酸基である。n個のY、4−n個のXは、それぞ
れ同種でも異種でもよい。)で表されるシラン系カップ
リング剤である請求項1〜11のいずれか1項に記載の
粘土複合体。
12. The surface-treating agent (B) has the general formula (I): Y n SiX 4-n (I) (wherein n is an integer of 0 to 3 and Y is 1 carbon atom). ~
25 hydrocarbon groups, and at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms and an organic functional group consisting of a substituent, and X is a hydrolyzable group and / or
Or it is a hydroxyl group. The n Y's and the 4-n X's may be the same or different. ) The clay composite according to any one of claims 1 to 11, which is a silane coupling agent represented by the formula (1).
【請求項13】 水及び有機溶媒からなる群より選択さ
れる少なくとも1種の溶媒の粘度を増加させる機能を有
する粘土複合体であって、粘土複合体を3.5重量%の
濃度で該溶媒中に分散させた場合、25℃、6rpmで
の見かけ粘度を、前記溶媒の粘度の値の5倍以上に増加
させることを特徴とする粘土複合体。
13. A clay complex having a function of increasing the viscosity of at least one solvent selected from the group consisting of water and an organic solvent, the clay complex being present at a concentration of 3.5% by weight. Clay composite characterized by increasing the apparent viscosity at 25 ° C. and 6 rpm when dispersed therein to 5 times or more the value of the viscosity of the solvent.
【請求項14】 膨潤性ケイ酸塩(A)を分散媒に分散
することによって膨潤させ、膨潤したケイ酸塩(A)の
表面に、官能基を有する表面処理剤(B)を共有結合す
ることを特徴とする粘度複合体の製造方法。
14. A swelling silicate (A) is swelled by dispersing it in a dispersion medium, and a surface treating agent (B) having a functional group is covalently bonded to the surface of the swelling silicate (A). A method for producing a viscosity complex, comprising:
【請求項15】 1000rpm以上で攪拌しながら表
面処理剤(B)を共有結合する請求項14記載の製造方
法。
15. The method according to claim 14, wherein the surface treatment agent (B) is covalently bonded while stirring at 1000 rpm or more.
【請求項16】 剪断速度500(1/s)以上で攪拌
しながら表面処理剤(B)を共有結合する請求項14に
記載の製造方法。
16. The production method according to claim 14, wherein the surface treatment agent (B) is covalently bonded while stirring at a shear rate of 500 (1 / s) or more.
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