JPS63277510A - 水酸化マグネシウムの製造方法および表面処理水酸化マグネシウムの製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水酸化マグネシウム、特に任意粒径の分散性の
よい水酸化マグネシウムを製造する方法および表面処理
水酸化マグネシウムの製造方法に関する。

［従来の技術］ 水酸化マグネシウムは熱可塑性樹脂の難燃剤として非常
に優れた性質を有する。すなわち、４００℃前後の比較
的低温で分解をはじめて樹脂の燃焼をさまたげる。その
ため、最近では電線被覆用離燃剤として用いられ始めて
いる。樹脂用難燃剤として水酸化マグネシウムを使用す
るに当たって最も重要である性質の一つは、樹脂中での
分散性である。樹脂中での分散性が悪くなると、樹脂本
来の衝撃強度、特に低温での脆性および引張り強度が極
めて悪くなる。そのため、マグネシアクリンカ−原料用
、舌皮肥料用あるいは排煙脱硫用として、従来使われて
きたような凝集の強い水酸化マグネシウムは、一般に難
燃剤用途に適さない。そこで、難燃剤などの合成樹脂充
填剤、および、紙のサイジング剤および充填剤、電磁鋼
板用焼鈍分離剤などのファインケミカル用途の分散性の
よい水酸化マグネシウムとして、次のような提案がなさ
れてきた。

例えば、特開昭５２−５９６３号には、嵩密度が０、３
５〜０．７０　’ｊ　／　ａｎ　３で比表面積が１０〜
３０ｍ／９でかつ結晶格子における（１１０）面に垂直
な方向の結晶子の厚みと（００１）面のそれとの比が１
．１〜２．７である水酸化マグネシウムの利用が提案さ
れている。

更に、例えば、特公昭６０−５７４５７号では、ＢＥＴ
比表面積の比が１乃至約３の範囲にある水酸化マグネシ
ウムの利用が提案されている。

更にまた、例えば、特開昭５６−１０９８２０号では、
１４００℃以上で焼成した酸化マグネシウムを原料酸化
マグネシウムの当量数の０．５％以上の当量数に相当す
る酸基および原料中の酸化カルシウムの当量数に相当す
る酸基の合計量を酸またはマグネシウム塩として含む水
懸濁スラリー状態で水和することを特徴とする水酸化マ
グネシウムの製造方法が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記提案方法で合成された水酸化マグネシウムあるいは
表面処理水酸化マグネシウムは分散性が改善されている
。しかし、樹脂に混練したとき、その樹脂組成物の低温
脆性に未だ問題があり、これは、樹脂中での水酸化マグ
ネシウムの分散が不十分であることが原因であると考え
られている。また、特開昭５６−１０９８２０号のマグ
ネシア水和法では、小粒径（高比表面積）から大粒径（
低比表面積）の水酸化マグネシウムが得られるが、この
方法では、なお凝集の点等で改善する余地がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは、マグネシア水和法の改善によって任意粒
径の分散性のよい水酸化マグネシウムを容易に得るため
鋭意努力を続けた結果、水酸化マグネシウム製造方法お
よび表面処理水酸化マグネシウムの製造方法に関する全
く新しい知見を得た。

そこで、本発明では分散性の優れた水酸化マグネシウム
および表面処理水酸化マグネシウムを得る方法として、
次の方法を提案するものである。

（１）水酸化マグネシウム種粒子およびマグネシウム塩
の存在するスラリー中で、マグネシアを水和させる水酸
化マグネシウムの製造方法。

（２）水酸化マグネシウム種粒子およびマグネシウム塩
の存在するスラリー中で、マグネシアを水和させて得ら
れた水酸化マグネシウムをカルボン酸金属塩で表面処理
する表面処理水酸化マグネシウムの製造方法 である。

種粒子（以下、種という）として用いる水酸化マグネシ
ウムは、海水あるいは苦汁の中和、更に、その水酸化マ
グネシウムの加熱処理、あるいはマグネシアの水和なと
、いかなる方法で得てもよい。しかし、種水酸化マグネ
シウムの分散性が製品である生成水酸化マグネシウムの
分散性°に大きく影響するために、より分散性の優れた
水酸化マグネシウムを得るだめには、より優れた種を用
いる必要がある。

もし、新しく生成した水酸化マグネシウムの全てが種の
成長に寄与するとすれば、同一の種を用いた場合、種の
量が少いほど生成水酸化マグネシウムの粒径が大きくな
るはずである。本発明の反応系中では、原料マグネシア
が水和して新しく生成した水酸化マグネシウムは、一部
が新たな核生成をし、残りは種あるいは新核を成長させ
る。その割合は種の量および種類によって変化するが、
その成長に対する寄与率が最も高いのは、種の母が最終
生成水酸化マグネシウムのおおよそ１０〜５０％の場合
であり、中でも、特に１０Ａ−３０％の場合である。つ
まり、この領域で最も粒径の大きい水酸化マグネシウム
が得られる。したがって、希望する粒径あるいは粒度分
布によって種の量および種類を選べばよい。

種を反応系中に存在させる方法としては、種粒子をあら
かじめ用意して添加する方法のほかに、原料マグネシア
を部分的に水和させて、それを種とする方法でもよい。

反応系中にマグネシウム塩を存在させるためには、酸を
加えて原料マグネシアとの反応によってマグネシウム塩
を生成させてもよいし、マグネシウム塩を加えてもよい
。

駿としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸などの鉱酸、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸、ノルマル酪酸、イソ酪酸、吉
草酸などの有機酸、あるいは、それらの混合物を用いる
ことができる。

マグネシウム塩としては、上記酸の塩である硝酸マグネ
シウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどの鉱
酸塩、蟻酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、プロピオ
ン酸マグネシウム、ノルマル醋酸マグネシウム、イソ酪
酸マグネシウム、吉草酸マグネシウムなどの有機酸塩、
あるいはそれらの混合物などを用いることができる。一
般的には、無機酸（あるいはその塩）を主体に用いる方
法が比較的安価でおり、有機酸（おるいはその塩）を主
体に用いる方法が生成水酸化マグネシウムの分散性のた
めに好ましい。

添加する酸あるいは塩の濃度が高いほど反応は早くなる
。したがって反応の操作性および経済性から、それらの
濃度を決めればよいが、一般に０．０１〜０．５ｍｏｌ
／１程度が好ましく、より好ましくは、０．０５〜０．
２ｍｏｌ／ｌである。ただし酸を用いて反応させる方法
で、原料マグネシアが不純物としてＣａＯなとの酸溶解
成分を含んでいる場合には、その当量以上の酸あるいは
塩濃度を用いることが好ましい。

マグネシアの水和のためにスラリー中に水が存在する必
要がおる。したがって、水懸濁スラリーを用いることが
最も簡便である。ただし、スラリーにアルコール等を添
加することによって反応速度や分散性を調節することも
できる。

反応温度は、用いるマグネシアの活性度に応じて選べば
よい。一般に８００〜ｉ　ｏｏｏ℃程度で焼成されたマ
グネシアの場合、室温から５０℃程度の温度、１４００
℃以上で焼成されたマグネシアの場合、９０〜１００℃
程度の温度で反応させることが好ましい。

マグネシアの粒度は、１４００℃以上で焼成されたもの
の場合、反応時間の点から１００μｍ以下、より好まし
くは５０μｍ以下がよい。

原料マグネシアを溶液中によく分散させるため、および
、生成水酸化マグネシウムの凝集を防ぐために、反応は
撹拌下で行うことが好ましい。原料マグネシアの濃度は
撹拌が可能であるかぎり、いくらでもよいが操作性およ
び経済性の面から５０〜３００ｇ／ｌ程度が好ましく、
１００〜２００ｇ／Ｉが特に好ましい。

上記方法で得た水酸化マグネシウムはそのままでも合成
樹脂用充填剤、サイジング剤などとして用いられるほか
、軽焼して酸化マグネシウムとして電磁鋼板用焼鈍剤と
して用いることができる。

これらの用途には、本方法で得られる水酸化マグネシウ
ムのうち、比表面積が１〜１５ｍ／ｇ、Ｘ線回折による
（０１１）面に垂直な方向の結晶子が２００〜１５００
人、遠心沈降法による粒径が０．５〜３μｍ特に合成樹
脂用難燃剤として好ましくは３〜１５ｍ／９および３０
０〜１００ＯＡ　、　　１．８〜２．５μｍが適してい
る。

合成樹脂用充填剤として用いる際には、カルボン酸金属
塩で表面処理をすることによって樹脂との相溶性、樹脂
中での分散性がさらに改善される。

表面処理は、水酸化マグネシウムスラリー中にカルボン
酸金属塩を溶解して行う方法が簡便であり、表面処理の
効率もよい。スラリー溶媒としては、アルコール、キシ
レンなどの有機溶媒も使えるが、水を用いるのが簡便で
おり好ましい。例えば、撹拌した水酸化マグネシウム水
スラリーにカルボン酸金属塩の水溶液を添加して表面処
理すればよい。この場合、カルボン酸金属塩の濃度は、
表面処理効果および経済性の点から、０．１〜１ｇ／ｌ
、より好ましくは０．２〜０．５９／Ｉがよい。また、
水酸化マグネシウムの濃度は５０〜２００９／ｌで行う
のが好ましい。

反応は５０〜１００℃程度に加熱することによって、数
分から数十分で完了する。カルボン酸金属塩としては、
不飽和カルボン酸、飽和カルボン酸、モノカルボン酸、
ジカルボン酸などの種々のカルボン酸の金属塩を用いる
ことができるが、炭素数８以上のアルカリ金属塩を用い
ることが好ましく、より好ましくは炭素数１２以上のア
ルカリ金属塩が適している。なかでも、ステアリン酸カ
リウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム
、オレイン酸ナトリウムなどは、安価である上に水に容
易に溶けるために特に好ましい。

［実施例］ 以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明
する。

実施例１ 下記Ａ−Ｄの四つの方法で水酸化マグネシウムの種粒子
を調製した。

Ａ、下記表１のマグネシアクリンカ−を２００９／Ｉ、
およびノルマル酪酸を０．２５ｍｏｌ／Ｉの割合で混合
して水スラリーとし、１００℃で撹拌しながら２４時間
反応させて種粒子を得た。１ｑられたスラリーを水で約
４倍に希釈後、１６μｍのふるいを通して種スラリーと
した。

８０表１のマグネシアクリンカ−を２００ｇ／ｌおよび
イソ酪酸を０．２５ｍｏｌ／Ｉの割合で混合して水スラ
リーとし、１００℃で撹拌しながら２４時間反応させて
種粒子を得た。得られたスラリーを水で約４倍に希釈後
、１６μｍのふるいを通して種スラリーとした。

Ｃ１表１のマグネシアクリンカ−を２００ｃＪ／１およ
び酢酸を０．１ｍ０１／ｌの割合で混合して水スラリー
とし、１００℃で撹拌しながら２４時間反応させて種粒
子を得た。得られたスラリーを水で約４倍に希釈後、１
６μｍのふるいを通して種スラリーとした。

Ｄ、塩化マグネシウム０．３ｍ０１／Ｉの水溶液に水酸
化カルシウムを当量の８５％加えて、室温で３０分撹拌
して反応させた後、加圧下、１６０℃で１５時間処理し
た。得られたスラリーを濾過後、再び水に解じょして種
スラリーとした。

下記表２に示すような割合で：表１のマグネシアクリン
カ−、マグネシウム塩および種スラリーを混合して水ス
ラリーとし、１００℃で撹拌しながら２４時間反応させ
た。得られた水酸化マグネシウムスラリーを１６μｍの
網でふるい、濾過、水洗後、水に再び解じょして１００
ｇ／Ｉに調製した。

すべての実施例および比較例で、このスラリー中の固形
分の約９９％以上は水酸化マグネシウムであった。各水
酸化マグネシウムの比表面積およびＸ線回折による（０
０１）面に垂直な方向の結晶子の大きざ（ε００１とい
う）遠心沈降法による平均粒径Ｄ３０による粒径を表３
に示す。また、実施例１−のＳＥＮ写真を第１図に示す
。この水酸化マグネシウムスラリーを８０℃に加熱し、
撹拌下にカルボン酸金属塩水溶液を表２の濃度になるよ
うに添加し１時間表面処理をした。このスラリーを濾過
、洗浄後、１２０℃で１２時間乾燥した。

この表面処理水酸化マグネシウム１３０重量部、エチレ
ンビニルアセテート１００重量部の割合でバンバリー型
ミキサーで１４０℃、１０分間混練してペレットとした
。このペレットを４０に９／ｌｒｉ、　　１６０℃で、
厚さ２１１ＩＩＩＩのシートに成型した。このシートか
らの切出し片を用いてＪＩＳ６３０１により、低温脆性
試験、ＪＩＳ７１３３により引張り試験を行なった。・ また、電子顕微鏡観察から分散性を見た。

それらの結果を表３に示す。

また、混線時のトルクの尺度として、ミキサーの空運転
時の電流値と混線１０分後の電流値との差（Ａ＞を表３
に示す。

実施例２−１ 表１のマグネシアクリンカ−を１００９／ｌおよび塩化
マグネシウムを０．１１ＯＩ／ｌの割合で混合して水ス
ラリーとし、１００℃で１０分間反応させて部分的に種
を生成させた。この時点でマグネシアの水和率は約７．
４％であった。

このスラリー中固形分を濾過分離し、０．１ｍｏ　ｌ　
／　Ｉの酢酸マグネシウム中で１００℃、２４時間反応
させた。

以下実施例１と同様に、ふるい、濾過、水洗、解じょ後
、オレイン酸ナトリウム０．４ｇ／Ｉ中で８０℃、１時
間表面処理し、混線を行なった。水酸化マグネシウムの
物性値および混線物の試験結果を表３に示す。

実施例２−２ 実施例２−１と同様の方法で部分的に種を生成させた後
、固形分を分離せずにスラリーに酢酸マグネシウムを０
．１ｍ０Ｉ／ｌとなるように添加し、１００℃、２４時
間反応させた。

以下、実施例１と同様に、ふるい、濾過、水洗、解じょ
後オレイン酸ナトリウム ０．４９／Ｉ中で８０℃、１時間表面処理し、混練を行
なった。水酸化マグネシウムの物性値および混線物の試
験結果を表３に示す。

比較例１ 表１のマグネシアクリンカ−を２００ＣＪ／Ｉおよび酢
酸を０．１ｍｏｌ／ｌの割合で混合して水スラリーとし
、１００℃で撹拌しながら２４時間反応させた。

以下、実施例１と同様に、ふるい、濾過、水洗、解じょ
後オレイン酸ナトリウム０．４９／ｌ中で８０℃、１時
間表面処理し；混練を行なった。水酸化マグネシウムの
物性値および混線物の試験結果を表３に示す。

比較例２ 表１のマグネシアクリンカ−を２００９／ｌ、および塩
化マグネシウムを０．１ｍｏｌ／ｌの割合で混合して水
スラリーとし、１００℃で２４時間反応させた。

以下、実施例１と同様に、ふるい、濾過、水洗、解じょ
後オレイン酸ナトリウム ０．４９／ｌ中で８０℃、１時間表面処理し、混線を行
なった。水酸化マグネシウムの物性値および混線物の試
験結果を表３に示す。

また、この、水酸化マグネシウムの５Ｅ）ｆ写真を第２
図に示す。

比較例３ 表１の軽焼マグネシアを１７０９／Ｉ、酢酸マグネシウ
ムを０．１ｍｏｌ／Ｉおよび実施例１のＡの種スラリー
をＭＣＩ換算で全体の１５％となるように混合して水ス
ラリーを調製し、５０℃で２４時間反応させた。

以下、実施例１と同様に、ふるい、濾過、水洗、解じょ
後オレイン酸ナトリウム０．４び／１中で８０℃、１時
間表面処理し、混練ｉ行なった。水酸化マグネシウムの
物性値および混線物の試験結果を表３に示す。

表１ 表２ 東　種の量はＭＯ換算での全体罐に対するｗｔ％表３ ＊ｍ　　低温脆性はＦ５０ｆ１１ ［発明の効果］ 以上説明したように本発明の方法で製造された水酸化マ
グネシウムは樹脂に混練したときの分散性がよく、その
樹脂組成物の脆化温度が低くなる。すなわち、本発明の
方法によって樹脂用難燃剤として極めて優れた水酸化マ
グネシウムが製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の方法で製造された水酸化マグネシウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真、 第２図は比較例２の方法で製造された水酸化マグネシウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水酸化マグネシウム種粒子およびマグネシウム塩
   の存在するスラリー中で、マグネシアを水和させること
   を特徴とする水酸化マグネシウムの製造方法。
2. （２）水酸化マグネシウム種粒子およびマグネシウム塩
   の存在するスラリー中で、マグネシアを水和させて得ら
   れた水酸化マグネシウムをカルボン酸金属塩で表面処理
   することを特徴とする表面処理水酸化マグネシウムの製
   造方法。