JPS6131314A - 塩基性炭酸マグネシウムの製造方法 - Google Patents

塩基性炭酸マグネシウムの製造方法

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JPS6131314A
JPS6131314A JP15127284A JP15127284A JPS6131314A JP S6131314 A JPS6131314 A JP S6131314A JP 15127284 A JP15127284 A JP 15127284A JP 15127284 A JP15127284 A JP 15127284A JP S6131314 A JPS6131314 A JP S6131314A
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JP
Japan
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carbonate
water
basic magnesium
soluble
magnesium carbonate
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Application number
JP15127284A
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English (en)
Inventor
Ryohei Kataoka
良平 片岡
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00Compounds of magnesium
    • C01F5/24Magnesium carbonates

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩基性炭酸マグネシウムの製造方法に関し、特
に合成樹脂に対する充填材とし【有用な高い嵩密度を有
する塩基性炭酸マグネシウムの製造方法に関する。
塩基性炭酸マグネシウムの製造方法は従来、正炭酸マグ
ネシウム結晶の水性スラリーを中間原料として、これを
60〜80℃の温度で1〜数時間の加熱熟成を行ない、
さらKF別し【得られた結晶を110〜150℃に加熱
して乾燥と完熟を行ない、概略次式の反応式に従って塩
基性炭酸マグネシウムに転化させる方法が一般的である
5 (MgCO3・5 ′R20)リナ4M[OOs・
Mg(o)り?中41120+ CO2+ 10120 このために必要な正炭酸マグネシウム結晶は(1)水溶
性マグネシウム塩(塩化マグネシウム又は硫酸マグネシ
ウム)と水溶性炭酸塩(炭酸アンモニウム又は炭酸ナト
リウム)との反応シ)重炭酸マグネシウム(Mg(Be
O2)t )  の熱分解(5)水酸化マグネシウムス
ラリーに炭酸ガスを吹き込む反応のいずれかによって調
製されている。
上記した従来の塩基性炭酸マグネシウムの製造方法では
反応系内を均一に維持するととKより均一な大きさの結
晶を得るために、正炭酸マグネシウム結晶を析出させる
工程及びこれを加熱熟成して塩基性炭酸マグネシウムに
転化する工aにおいて、反応槽内は絶えず拶拌状態に置
かれている。
このような従来の方法により得られる塩基性炭酸マグネ
シウムは板状の微結晶から成っており、嵩密度が0.2
〜0.5f/LXと小さく、溶液中にあってはその粘度
が増大し、ケーキ状にあっ【は固結を起し、製品とする
ためKは解砕しなければならない問題を有していた。
また、塩基性炭酸マグネシウムは多くの結晶水と炭酸ガ
スを有しているため、合成樹脂難燃化のための充填材と
して有用であることが知られているが、難燃化に必畳な
ほど咳塩基性炭酸マグネシウムの量を樹脂に充填する場
合、上記した如き嵩密度の小さい塩基性炭酸マグネシウ
ムを樹脂へ多量かつ均一に分散充填するのはきわめて困
難である。即ち、上記した従来方法によって得られた塩
基性炭酸マグネシウムを難燃効果を付与し5る量で熱可
塑性樹脂とともに溶融押出した場合に、異常に強い摩耗
を生じて押出しスクリューにきしみが発生したり、ある
いは樹脂分だけは押出機を通って押出されるが、塩基性
炭酸マグネシウムは円滑に押出機中に入っていかず、樹
脂との混線が極めて困難であり、樹脂中での分散性も極
めて悪い。また、メチルメタアクリレート樹脂などの成
型法として実用されている注截成型の場合には、毫ツマ
−とポリ1−の混合された所謂シラツブと称されるもの
に充填剤を均一に混合して鋳型へ流し込み重合成型され
ているが、前述した従来の塩基性炭酸マグネシウムでは
、嵩密度が小さいためシラ、グの粘度を著しく上昇させ
、樹脂に′lIA燃性を付与するに十分な量を充填でき
なかった。
本発明者等は以上のような従来の塩基性炭酸マグネシウ
ム粉体のもつ課題を克服すべく鋭意研究の結果、塩基性
炭酸マグネシウム前駆物質としての正炭酸マグネシウム
結晶析出時における反応系内の塩濃度を制御することK
より、高嵩密度な塩基性炭酸マグネシウムが得られ、該
塩基性性炭酸マグネシウムは合成樹脂に対して多量に充
填し得るなど充填材とじ【も優れた特性を有し、種々の
分野に有効に利用し得ること知見して本発明を完成する
に至った。
即ち、本発明は水溶性硫酸塩の存在下に水溶性マグネシ
ウム塩と水溶性炭酸塩を反応させることを特徴とする塩
基性炭酸マグネシウムの製造方法である。特に水溶性硫
酸塩の存在下に水溶性マグネシウム塩と水溶性炭酸塩と
の反応における反応液濃度、反応温度及び反応速度を特
定の範囲内に維持するととKより、嵩密度が0.6〜0
.91/ml  と極めて高くなるとともに1流動性が
極めて良好である等の粉体として優れた特性を示し、ま
たこれにより高濃度スラリーを調製した際には著しい粘
度増加がなく合成樹脂に対し多量に充填し得る等、充填
剤としても優れた特性を有する球状塩基性炭酸マグネシ
ウムを得ることが出来る。
本発明に用いる水溶性マグネシウム塩としては塩化マグ
ネシウム及び髄液マグネシウムの水溶液、苦汁岬が、ま
た水溶性炭酸塩としては、炭酸ナトリウム及び炭酸アン
モニウム等の水溶液を挙げることができる。
かかる水溶性マグネシウム塩及び水溶性炭酸塩の濃度に
は厳密な制限はないが、余り希薄な溶液では処理液量が
増すため経済的でなくなり、また余りに濃厚な溶液では
反応系スラリーの均一性を確保するのが困難となるので
、一般に各々の濃度は0.5〜1.5molが好ましく
用いられる。
上記水溶性マグネシウム塩と水浴性炭酸塩の混合比率は
Mg分の収率を高めるうえで、炭酸塩を若干過剰に仕込
むのがよく、炭酸イオン(do3−)とマグネシウムイ
オン(Mg   )のモル比co3”′□g++が1.
0〜1.1の範囲が好ましい。
本発明における所望の塩基性炭酸マグネシウムを得るた
めの最大の特徴は、予め水溶性硫酸塩を存在させた状態
で前述した水溶性マグネシウム塩と水溶性炭酸塩とを反
応させることである。
本発明に用いる水溶性硫酸塩としては、硫酸ナトリウム
、硫酸カリウム、硫酸アンモニウム等の水溶液を挙げる
ことができる。該水溶性硫酸塩の反応系における濃度は
、一般に水溶性イグネシウム塩と水溶性炭酸塩の反応に
より、副生ずる塩濃度以下又は同量で、それ以上の添加
は溶解困難でかつ効果も大きくないため0.2〜1.0
モル/llIc維持することが好ましい。本明細書くお
ける水溶性硫酸塩の存在下とは、水溶性マグネシウム塩
又は水溶性炭酸塩のどちらか一方、或いは両方に水溶性
硫酸塩を存在させる!1様、或いは水溶性マグネシウム
塩と水溶性炭酸塩と全反応させる容器中に水溶性硫酸塩
を存在させる態様の総称である。
本発明において水溶性硫酸塩の存在下で、水溶性マグネ
シウム塩と水溶性炭酸塩を反応させる方法は特に制限さ
れるものでない。本発明の方法によって得られる塩基性
炭酸マグネシウムは、水溶性硫酸塩の不存在下で単に水
溶性マグネシウム塩と水溶性炭酸塩とを反応させて得ら
れる塩基性炭酸マグネシウムよりも嵩密度が高くなる。
さらに1本発明においては水溶性硫酸塩の存在下で水溶
性マグネシウム塩と水溶性炭酸塩との反応に際し反応系
の温度を40〜90℃、好ましくは50〜80℃に保持
し、攪拌下に封環の添加速度8 (J/mtn )を反
応帯域容積V (j) K対しB/v≧0.1の条件で
混合し、次いで母液中で1時間以上の静置熟成を行うと
とKより粒子が球状で且つ嵩密度が0.6〜0.9t/
1と極めて大きい塩基性炭酸マグネシウムを得ることが
出来る。
尚、本明細書lKおける封環の添加とは、水溶性マグネ
シウム塩中に水溶性炭酸塩を添加、水溶性炭酸塩中に水
溶性マグネシウム塩を添加、及び水溶性マグネシウム塩
と水溶性炭酸塩の同時添加による混合態様のいずれでも
可能であるが、後二者の態様が一般的である。
また本発明の反応温度が40℃より低いか90℃より高
いか、あるいは封環の添加速度を8 / V が0.1
より小さい場合に得られる塩基性炭酸マグネシウムは、
予め水溶液硫酸塩の不存在で反応させる場合に較べると
嵩密度は若干増すものの生成する粒子の形状が針状、微
小板状、ないし柱状の結晶であるため球状の結晶はどに
は嵩密度が高くならない。なお、s、”v 比の上限値
については特に制限されないが、2≧87V≧0.1が
好ましく87v比を2以上にするためには反応液の濃度
を低くする必要があり、さもないとスラリーの粘度が急
激に上昇して反応系の均一性を保つことが困難となる。
反応系内の攪拌強度は析出した正炭酸マグネシウム粒子
がスラリー状を保ち、かつ系内の温度ならびにスラリー
濃度を均一化するKたる状態が適当であり、それ以上の
余りに激しい攪拌は凝集粒子の破壊をもたらすため好ま
しくない。
*に球状粒子を得る条件下に激しい攪拌する場合には、
最終的に得られる塩基性炭酸マグネシウムの形状が偏平
な円板状からさらには従来の板状微細になるので好まし
くない。また反応系内の棺拌時間は反応容器の形状、反
応容積、攪拌翼の形状、大小及び攪拌強度により異なる
が、水溶性マグネシウム塩に水溶性炭酸塩を添加する態
様あるいはその逆に添加する態様においては、封環の添
加終了と同時ないし添加終了後から5分以内にとどめる
のが望ましく、それ以上の長時間にわたる攪拌は析出し
た微細な一次粒子の静置熟成工程での溶解析出による球
状凝集を妨げるので好ましくない。また、水溶性マグネ
シウム塩と水溶性炭酸塩を同時添加する態様では、攪拌
、混合及び反応を行なう反応工程と静置熟成工程から構
成されるので、この場合には反応工程内滞留時間を5分
以内にとどめるのが望ましい。
更に球状塩基性マグネシウムを得るためには、水溶性マ
グネシウム塩と水溶性炭酸塩を上記した濃度、温度、反
応速度及び攪拌条件下で混合した後、析出した微細な一
次粒子からなる正炭酸マグネシウムスラリーを混合時の
反応温度を保持しながら母液中で1時間以上の攪拌を行
わずに静置熟成することが必要である。
従来の塩基性炭酸マグネシウムの製造法においては、も
っばら反応系内を均一に保ち、それにより均一な大きさ
の塩基性炭酸マグネシウムを得るために、正炭酸マグネ
シウムスラリーを攪拌下で転化熟成することが行なわれ
ていた。
したがって従来の塩基性炭酸マグネシウムは、その本来
固有の形状すなわち板状結晶とならざるを得なかった。
しかしながら微細な一次粒子からなる正炭徽マグネシウ
ムスラリーは上述の如く静置熟成することにより球状に
凝集し、次第に塩基性炭酸マグネシウムへと転化する。
静置熟成時間が1時間より短かいと球状への転化及び正
炭信マグネシウムの塩基性炭酸マグネシウムへの転化が
不完全であり、また4時間以上熟成しても転化はそれ以
上進まない。
上記方法におい【平均径の大きい球状塩基性炭酸マグネ
シウムを得るには低温で反応速度を遅クシ、混合後の攪
拌時間を短かくすればよく、逆に小径の球状塩基性炭酸
マグネシウムを得るにはこれらと逆の条件に設定すれば
よく、各反応条件を適宜に選定するととKより所望する
平均径を有する球状塩基性炭酸マグネシウムが製造され
る。
本発明方法によって得た塩基性炭酸マグネシウムは、従
来方法のそれよりも嵩密度が高くなる。また、反応条件
及び熟成条件を特定することKより得られる球状構造の
塩基性炭酸マグネシウムは一般に0.6〜0.9 t/
Mlどより高い嵩密度を有する。
従って、本発明によっ【得た塩基性炭酸マグネシウム、
特に球状の塩基性炭酸マグネシウムは合成樹脂に対する
充填剤等とし【有効に使用される。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1 濃度1.05 mox/Atの炭酸ナトリウム水溶液5
00m/を80℃に保持して攪拌機にて攪拌しながら8
0℃の1.0 mo1/l硫酸マグネシウム水溶液50
0 rxlを15秒間で投入し、さらに45秒間攪拌を
続けた。攪拌終了後1時間静置熟成し、沈でん物をろ過
洗浄後120℃で5時間乾燥した。
あらかじめ両水溶液には等量ずつNa2804  を添
加し、その添加量を全量で0〜1.0モルの範囲で変え
た。
乾燥物のX線回折の結果は全て塩基性炭酸マグネシウム
であった。得られた塩基性炭酸マグネシウムの性状を表
1に示す。
実施例2 60℃に保持された濃度1.04 mo1/Jの炭酸ア
ンモニウム水溶液5001ZK攪拌下同温度に保持され
た濃度1.0 mo1/Jの塩化マグネシウム水溶液5
00−を2 J/winの速度で添加した。
なお、あらかじめ両水溶液には等量ずつ(WBs ”h
 Boaを加えておき、その添加量の合計は実施例1と
同様KO〜1. Q mo1/lの範囲で変えた。
添加を始めてから60秒間攪拌を続げた。攪拌終了後同
温度で静置熟成を2時間行なった。
次いで沈でん物をろ過洗浄し、120℃で5時間乾燥し
た。
乾燥物のX線回折の結果は全【塩基性炭酸マグネシウム
であった。得られた粉体の性状を表2に示す。
表  2 実施例3 浸度0.7 wax/Jの塩化マグネシウム水溶液50
0ゴと濃度0.73 mox/Jの炭酸ナトリクム水溶
液500−を室温(24°C)で混合し、次いで80℃
の恒温水槽中で1時間持拌を続けた。
このときあらかじめ、添加塩として0.7molの硫酸
ナトリウムを炭酸ナトリウムに加えておいた。
撹拌終了後、ろ過、水洗し乾燥した。
得られた粉体のX線回折の結果は塩基性炭酸マグネシウ
ムであり、形状は従来公知の塩基性炭酸!グネ7クムと
同様な微細板状結晶であった。
粉体の嵩密度 112804  無添加   −−−−−0,20t/
vdNa2804 0.7 mol添加−−−−−0,
261実施例4 実施例1で得られた嵩密度O,a7#/ゴの塩基性炭酸
マグネシウムをポリメチルメタアクリレート樹脂モノマ
ー(メタアクリル酸メチル)に種々の割合で配合して組
成物の粘度とB型回転粘度計で測定した。また比較のた
め市販されている従来の塩基性炭酸マグネシウムを用い
て同様な測定を行なった。結果を表5に示す。
表  6 本発明での塩基性炭酸マグネシウムはポリメチルメタア
クリレート樹脂の充填材とし【従来公知の塩基性炭酸マ
グネシウムに比べはるかに多量に充填可能である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)水溶性硫酸塩の存在下に水溶性マグネシウム塩と水
    溶性炭酸塩とを反応させることを特徴とする塩基性炭酸
    マグネシウムの製造方法。 2)反応系の温度を40〜90℃に保持し、攪拌下、対
    塩の濃度0.5〜1.5モルで添加速度s(l/min
    )が反応帯域の容積V(l)に対しs/l≧0.1の条
    件で混合し、さらに母液中で1時間以上静置熟成するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の塩基性炭酸
    マグネシウムの製造方法。
JP15127284A 1984-07-23 1984-07-23 塩基性炭酸マグネシウムの製造方法 Pending JPS6131314A (ja)

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