KR20020047117A - 내마모성의 성형된 Ｍｇ-Ａｌ-Ｓｉ-함유 클레이-함유 결정체 - Google Patents

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샬크비즈크 피이터 코르넬리스; 페트귄터
아크조 노벨 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 a)전구물질 혼합물을 제조하는 단계, b)전구물질 혼합물을 성형하여 성형체를 얻는 단계, c)선택적으로 성형체를 열처리하는 단계, 및 d)숙성하여 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 얻는 단계로 이루어진, 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및 규소 소스를 포함하는 소스로부터 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 목적하는 점은 상기 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체내에서 결정질 클레이를 형성하기 전에 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체가 성형되는 것이며, 이로써 결합제 물질을 첨가할 필요없이 양호한 내마모체를 얻으며, 결정질 클레이는 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및 규소 소스로부터 형성되고, 알루미늄 소스 및 마그네슘 소스만 존재한다면 히드로탈사이트가 형성되고, 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및 규소 소스가 존재한다면 사포나이트 또는 몬모릴로나이트가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

내마모성의 성형된 Ｍｇ-Ａｌ-Ｓｉ-함유 클레이-함유 결정체{ATTRITION RESISTANT, SHAPED, CRYSTALLINE Mg-Al-Si-CONTAINING CLAY-CONTAINING BODIES}
본 발명은 성형된 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 결정질 클레이의 예로는 스멕타이트(smectite), 가령 사포나이트 및 몬모릴로나이트(montmorillonite)가 있다. 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이는 촉매분야에서 여러용도 및 흡착제로서의 용도를 가진다. 대부분 상업적인 용도를 위해서, 결정질 클레이는 구와 같은 성형체로 형성된다. 성형체가 심각한 공정조건 및 환경, 가령 정유용도, 분리, 정제 및 흡착공정에 노출되는 모든 용도에서, 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체의 무결성은 본래대로 보존되며, 마모가 예방되는 것이 가장 중요하다.
종래에는, 내마모성 성형체를 얻기 위해 보통 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이가 매트릭스 물질 또는 결합제에 첨가된다. 통상적으로 사용되는 결합제 또는 매트릭스 물질은 알루미나 전구물질로부터 제조된 알루미나, 가령 알루미늄 클로로히드롤, 가용성 알루미나염, 및 산분산성 슈도베마이트, 실리카, 가령 실리카 졸, 실리케이트, 실리카-알루미나 코겔 및 그의 조합이다.
그러나, 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이가 매트릭스에 함침될때, 결과생성된 성형체내에서 차지하는 활성 결정질 클레이의 양은 비교적 적다. 성능의 이유로,성형체가 활성 결정질 클레이로 구성되거나 대부분 구성되는 것이 바람직한 용도가 있다. 또한, 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이를 매트릭스 물질에 혼합시킴으로써, 결정질 클레이의 물리적 특성, 가령 비표면적, 공극크기분포 등에 악영향을 줄 수 있다. 그리고, 결정질 클레이의 매트릭스내 분포는 조절하기가 어렵다. 내마모체를 얻기 위해 매트릭스를 사용하는 것의 다른 단점은 가장 통상적으로 사용되는 매트릭스/결합제 물질이 일부 화학활성을 가지고, 특정 용도에 있어서 목적하지 않은 부작용을 야기할 수 있다는 점이다. 예를 들어, FCC 촉매 및 첨가제에 가장 통상적으로 사용되는 결합제 물질중 하나는 실리카 또는 실리카계 물질이다. 상기 종류의 결합제는 황제거에 악영향을 주기 때문에 황 산화물 제거첨가제에 사용하기에 부적합하다.
본 발명은 다량의 결합제없이 내마모성인 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 제공한다. 실제로, 결합제-유리될 수 있는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체가 제공된다. 본 발명의 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체내 결정질 클레이 분포는 명세서에 추가로 설명되는 바와 같이 쉽게 조절될 수 있다. 본 명세서에서, "결정질 클레이"라는 용어는 특정 종류의 합성 클레이의 X-선 회절패턴 특성을 제공하는 클레이를 의미한다.
본 발명은 a)전구물질 혼합물을 제조하는 단계, b)전구물질 혼합물을 성형하여 성형체를 얻는 단계, c)선택적으로 성형체를 열처리하는 단계, 및 d)숙성하여 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 얻는 단계로 이루어진, 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및 규소 소스로 구성된 소스로부터 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적하는 점(quintessence)는 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이가 성형후 형성된다는 점이다. 상기에서 결합제 물질을 첨가할 필요없이 매우 내마모성인 성형체를 얻는다.
결정질 클레이는 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및 규소 소스로부터 형성된다. 보통, 사포나이트 또는 몬모릴로나이트가 형성된다.
상기 성형체는 여러 방법으로 제조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및 규소 소스는 슬러리내에서 조합하여 전구물질 혼합물을 형성한다. 이후에, 상기 전구물질 혼합물은 성형된다. 결과생성된 성형체는 선택적으로 열처리후 액체내에서 숙성되어 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 얻는다.
또한, 알루미늄 소스 및/또는 마그네슘 소스, 및/또는 규소 소스와 같은 한개 또는 두개의 소스에서만 전구물질 혼합물을 제조하고, 그를 성형하고, 그후 하나 또는 그 이상의 추가의 다른 소스를 이후의 처리단계중 어디에서나 성형체에 첨가할 수도 있다. 숙성단계동안, 다양한 소스들이 반응하여 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 제공한다. 물론, 상기 2개의 제조경로의 조합, 예를 들어: 알루미늄 소스 및 마그네슘 소스를 첨가하여 전구물질 혼합물을 형성하고, 성형하여 성형체를 형성하고, 그후 규소 소스를 함유하는 액체내에서 성형체를 숙성시켜서 사포나이트-함유 또는 몬모릴로나이트-함유체를 형성하는 경로를 사용할 수도 있다.
적당한 알루미나 소스로는 알루미늄 옥시드 및 히드록시드, 가령 전이 알루미나, 알루미늄 트리히드레이트(깁사이트, 바이어라이트) 및 그의 열처리형태(플래시 하소된(flash calcined) 알루미나 포함), 졸, 비결정질 알루미나, (슈도)베마이트, 알루미늄-함유 클레이, 가령 카올린, 세피올라이트, 히드로탈사이트 및 벤토나이트, 변형 클레이, 가령 메타카올린, 알루미나염, 가령 알루미늄 니트레이트, 알루미늄 클로라이드, 알루미늄 설페이트, 알루미늄 클로로히드레이트, 소듐 알루미네이트가 있다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 미가공(cruder)급의 알루미늄 트리히드레이트, 가령 BOC(보크사이트 정광, Bauxite Ore Concentrate) 또는 보크사이트를 사용할 수 있다. 클레이가 Al-소스로서 사용되는 경우, 산처리 또는 염기처리, 열(수)처리, 또는 그의 조합 등으로 클레이내 알루미나를 활성화시킬 필요가 있다. 산처리에는 질산, 아세트산, 포름산, 인산, 황산, 염산 등에 의한 처리가 포함된다. 열처리는 보통 30-1000℃, 바람직하게는 200-800℃에서 수분 내지 24시간, 바람직하게는 1-10시간동안 수행된다. 또한, 상기 알루미늄 소스의 혼합물이 사용될 수 있으며, 상기 다른 알루미늄 소스는 전구물질 혼합물내에 일련의 순서로 조합될 수 있다. 또한, 성형단계후에 알루미늄 소스를 첨가할 수도 있다. 상기 경우에는, 전구물질 혼합물이 알루미늄 소스를 이미 함유하고 있거나 또는 함유하지 않을 수 있다. 알루미늄 소스가 성형단계후에 첨가되는 경우에, 성형체와 반응시에 액체로 있는 것이 바람직하다. 이는 알루미늄 소스를 분산 또는 용해시키고, 성형체에 그를 첨가함으로써 실시될 수 있다. 선택적으로, 알루미늄 소스는 성형체가 숙성되는 액체에 첨가될 수 있다. 또한, 다른 알루미늄 소스인 클레이, 가령 알루미늄 트리히드레이트는 전구물질 혼합물에 첨가하기 전 또는 성형체와 반응시키기 전에 전처리될 수 있다. 상기 전처리는 산에 의한 처리, 염기처리, 열처리및/또는 열수처리 또는 그의 조합을 포함하며, 모두 선택적으로 시드의 존재하에서 실시된다. 모든 알루미늄 소스를 결정질 클레이로 전환시킬 필요는 없다. 과량의 알루미늄은 숙성단계중에 실리카-알루미나, (보통, γ-알루미나 또는 (결정질) 베마이트 형태의) 알루미나 및/또는 알루미나-마그네시아로 전환될 것이다. 상기 화합물들은 성형체의 결합특성을 향상시키며, 성형체를 위한 다른 종류의 바람직한 작용기를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 실리카-알루미나 및 알루미나는 촉매분해를 위한 산 위치를 제공하며, 알루미나 (결정질) 베마이트는 성형체의 니켈 캡슐화 용량을 개선시킨다. 예를 들어, (결정질) 베마이트의 형성은 전구물질 혼합물내에서 또는 숙성중에 시드를 첨가함으로써 촉진될 수 있다.
적당한 마그네슘 소스로는 마그네슘 옥시드 또는 히드록시드, 가령 MgO, Mg(OH)2, 히드로마그네사이트, 마그네슘염, 가령 아세트산 마그네슘, 포름산 마그네슘, 마그네슘 히드록시 아세테이트, 마그네슘 카보네이트, 마그네슘 히드록시 카보네이트, 중탄산마그네슘, 질산마그네슘, 마그네슘 클로라이드, 마그네슘-함유 클레이, 가령 돌로마이트(dolomite), 세피올라이트가 있다. 또한, 상기 마그네슘 소스의 혼합물이 사용될 수 있으며, 상기 다른 마그네슘 소스들은 전구물질 혼합물내에서 일련의 순서대로 및/또는 성형단계후 특정 처리단계중에 조합될 수 있다. 마그네슘 소스가 성형단계후에 첨가되면, 성형체와 반응할때 액체내에 있는 것이 바람직하다. 이는 마그네슘 소스를 분산 또는 용해시키고, 성형체에 그를 첨가함으로써 실시될 수 있다. 선택적으로, 마그네슘 소스는 성형체가 숙성되는 액체에 첨가될 수 있다. 마그네슘 소스는 전구물질 혼합물에 첨가하기 전 및/또는 성형체에 첨가하기 전에 전처리될 수 있다. 상기 전처리는 열처리 및/또는 열수처리, 산처리, 염기처리, 및/또는 그의 조합을 포함하며, 이들은 모두 시드의 존재하에서 실시된다. 모든 마그네슘 소스를 결정질 클레이로 전환시킬 필요는 없다. 과량의 마그네슘은 보통 수활석, 또는 알루미나-마그네시아로 전환될 것이다. 정화도를 위해, 성형입자내 상기 과량의 마그네슘 화합물은 마그네시아로서 이후 언급될 것이다. 성형체내 마그네시아 또는 알루미나-마그네시아의 존재는 성형체에 바람직한 작용기를 제공할 것이다. 마그네시아의 존재는 기체 또는 액체의 강산스트림을 제거 또는 중화하기에 적당한 성형체가 되도록 하는 염기위치를 제공한다.
적당한 규소 소스로는 규산나트륨 및 실리카 졸 또는 그의 혼합물이 있다. 암모늄 안정화 실리카 졸과 같은 Mg-Al-Si-함유 결정질 클레이내에 나트륨을 도입하지 않은 실리카 졸이 사용되는 것이 바람직하다. 규소 소스가 성형단계 이후에 첨가된다면, 규소 소스는 성형체와 반응할때 액체로 있어야 한다. 이는 규소 소스를 분산 또는 용해시키고, 이를 성형체에 첨가함으로써 실시될 수 있다. 선택적으로, 규소 소스는 성형체가 숙성되는 액체에 첨가될 수 있다.
다양한 처리단계들이 이하에 상술될 것이다.
전구물질 혼합물의 제조예
본 단계에서, 전구물질 혼합물은 액체내 알루미늄 소스 및/또는 마그네슘 소스 및/또는 규소 소스로부터 제조된다. 실제로, 다양한 소스에 의해 유해한 영향을 받지 않는한 모든 액체가 적당하다. 적당한 액체로는 물, 에탄올, 프로판올 등이 있다. 액체의 양은 유화 물질과의 혼합물이 얻어지도록 선택될 수 있지만, 반죽과 같이 고점도의 혼합물이 적당하다. 하나 이상의 소스가 전구물질 혼합물에 사용된다면, 소스는 고체로서 첨가될 수도 있지만, 액체내에 첨가될 수도 있다. 다양한 소스들은 일련의 순서로 첨가될 수 있다. 전구물질 혼합물의 제조예는 실온 또는 고온에서 교반과 함께 또는 교반없이 실시될 수 있다. 선택적으로는, 전구물질 혼합물은 예를 들어, 밀링(milling)에 의해 균질화된다. 결정질 클레이로의 일부 전환은 이미 여러 소스들을 조합할때 일어나며, 이경우에 실제로 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이의 최종 전체량의 적어도 5wt%가 성형전에 이미 형성되는 것이 바람직하지만, 본 발명에 있어서는, 성형단계후에 전환이 반드시 일어나야 한다. 최고의 물리적 강도를 갖는 성형체가 얻어지기 때문에, 성형체내 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이의 최종량의 보통 25wt% 이상, 바람직하게는 50wt% 이상, 보다 바람직하게는 75wt% 이상 및 가장 바람직하게는 80-95wt%가 성형단계후에 형성된다. Mg:Al 비율은 0.1 내지 15로 다양하며, Mg:Si 비율은 0.05 내지 1.5로 다양하다. 원한다면, pH를 조절하기 위한 유기산 또는 무기산 및 염기는 전구물질 혼합물에 첨가되기 전에 전구물질 혼합물에 첨가되거나, 또는 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및/또는 규소 소스중 어느 하나에 첨가될 수 있다. 건조시에 음이온성 클레이내에 유해한 양이온이 남아있지 않기 때문에, 바람직한 변형제의 예로는 암모늄 염기가 있다. 전구물질 혼합물은 성형단계 전에 전-숙성된다. 상기 전-숙성 온도는 25℃ 내지 500℃로 다양하며, 시간은 1분 내지 수일이고, 100℃ 이상의 온도에서 자생압력과 같은 대기압 또는 증압하에서 진행된다.
성형
적당한 성형방법으로는 분무-건조, 펠릿화, 압출(선택적으로 혼련과 조합됨), 비딩 또는 촉매 및 흡착제 분야에 사용된 종래의 성형방법 또는 그의 조합이 있다. 성형을 위해 사용되는 전구물질 혼합물내에 존재하는 액체의 양은 진행되는 특정 성형단계에 적용되어야 한다. 전구물질 혼합물내에 사용된 액체를 (일부)제거 및/또는 추가의 액체 또는 다른 액체를 첨가, 및/또는 전구물질 혼합물의 pH를 변화시켜서 전구물질 혼합물을 겔성으로 만들고 성형에 적합하도록 하는 것이 적당하다. 압출 첨가제와 같은 여러 성형방법에 통상적으로 사용되는 여러 첨가제들은 성형을 위해 사용되는 전구물질 혼합물에 첨가될 수 있다.
열처리
성형후, 성형체는 선택적으로 열처리될 수 있다. 상기 처리는 입자의 물리적 강도를 증가시킨다. 열처리는 30 내지 1000℃에서 몇분 내지 24시간동안 산소-함유 대기, 비활성 대기 또는 증기하에서 진행될 수 있다. 예를 들어, 분무-건조시에 열처리가 본래 포함되며, 추가의 열처리는 불필요하다.
숙성
본 단계에서, 성형체는 양자액 또는 양자성 기체매질에 함침된다. 숙성단계동안 결정질 클레이로의 결정화가 일어난다. 적당한 양자성 숙성액 또는 기체매질은 성형체가 용해되지 않는 액체 및 기체 매질, 가령 물, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 증기, 기체성 물, 기체성 에탄올 등이다. 액체온도 및/또는 압력을 증가시킴으로써 숙성시간을 단축시킬 수 있다. 숙성은 자연발생조건하에서 진행될 수도 있다. 숙성온도는 30 내지 1000℃이다. 숙성시간은 1분 내지 수일, 가령 7일로 다양할 수 있다. 특정 목적을 위해, 선택적으로 중간 건조단계와 함께 여러 숙성단계, 선택적으로 이후 하소단계가 뒤따르며 진행시키는 것이 유리하다. 예를 들어, 100℃ 이하의 온도에 의한 숙성단계후에 100℃ 이상의 온도 및 자생압력에서 열수 숙성단계가 진행되거나, 또는 역으로 진행될 수 있다. 이하에 추가로 상술될 바와 같이, 첨가제는 숙성단계 이전, 이후 또는 숙성단계중에 첨가될 수 있다.
일부 용도를 위해, 본 발명에 따른 성형체내 및/또는 성형체상에 존재하는 첨가제, 금속과 비-금속 모두, 가령 희토류금속(특히, Ce 및 La), Si, P, B, Ⅵ족 금속, Ⅷ족 금속, 귀금속, 가령 Pt 및 Pd, 알칼리토류 금속(가령, Ca 및 Ba) 및/또는 전이금속(예를 들어, Mn, Fe, Ti, V, Zr, Cu, Ni, Zn, Mo, Sn)을 가지는 것이 바람직하다. 상기 금속 및 비-금속은 별개로 또는, 본 발명의 제조단계중 특정 단계에서 혼합물내에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 이들은 숙성전에, 숙성중에 또는 숙성후에 성형체상에 쉽게 증착될 수 있거나, 또는 전구물질 혼합물에 첨가될 수 있다. 금속 또는 비-금속의 적당한 소스로는 산화물, 할로겐화물, 또는 다른 염, 가령 염화물, 질산염, 인산염 등이 있다. 상기에서와 같이, 금속 및 비-금속은 제조단계중 특정 단계에서 첨가될 수 있다. 이는 성형체내 금속 및 비-금속의 분포를 조절하기 위해 특히 유리할 수 있다. 성형체를 하소하고, 이들을 재수화하고, 및 추가의 첨가제를 첨가할 수도 있다.
첨가제에 의해, 결정질 Mg-Al-Si 클레이-함유 성형체는 바람직한 작용기를 가질 수 있거나, 또는 바람직한 작용기가 첨가제의 첨가로 인해 증가될 수 있다.FCC내에서 금속 트랩핑에 대한 Mg-Al-Si 클레이-함유 성형체의 적합성은 Zn의 첨가에 의해 개선될 수 있다. V 및 Zn의 존재는 FCC의 가솔린 및 디젤 분획물내에서 S-화합물을 제거하기 위한 적합성을 개선시킨다.
본 발명에 따른 방법은 회분식(batch-wise) 또는 연속방법으로, 선택적으로는 연속 다단계 동작법으로 진행될 수 있다. 상기 방법은 또한, 일부 연속식으로 및 일부 회분식으로 진행될 수 있다.
또한, 종래의 촉매성분, 가령 매트릭스 또는 충전재(filler material)(가령, 클레이, 가령 카올린, 티탄 산화물, 지르코니아, 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 벤토나이트 등), 분자체 물질(예를 들어, 제올라이트 Y, ZSM-5 등)을 함유하는 Mg-Al-Si 클레이-함유 결정체를 제조할 수도 있다. 상기 종래의 촉매성분들은 성형단계 이전에 첨가될 수 있다. Mg-Al-Si 클레이는 원 위치에서 형성되기 때문에, 결과 생성체는 음이온성 클레이 및 촉매성분의 균질한 분산을 가질 것이다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 촉매 또는 촉매첨가제로서 사용될 수 있는 다기능체가 제조될 수 있다.
원한다면, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체는 이온교환되어 클레이의 화학적 및 물리적 특성을 변형시킨다. 상기 이온교환은 결정질 클레이가 형성되자마자 진행될 수 있다. 적당한 이온교환 화합물로는 Cu, Al, Mg, Zn, 필러링 양이온, 가령 알루미늄 클로로히드롤, 전이금속, 가령 Ni, 희토류 등을 함유하는 화합물과 같은 금속양이온함유 화합물이 있다.
본 발명은 또한, 본 발명의 방법에 의해 얻을 수 있는 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체에 관한 것이다. 상기에서와 같이, 성형체는 클레이를 매트릭스 또는 결합제 물질로 분산시키고, 그후 매트릭스 또는 결합제 물질이 결정질 클레이에 첨가되지 않으면서 클레이-함유 조성물을 성형시킴으로써 제조된 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유체에 비해 높은 기계적 강도 및 내마모성을 갖는 것으로 나타난다. 이는 본 발명에 따른 방법에 의해, 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이의 50wt% 이상, 바람직하게는 70wt% 이상, 또는 보다 바람직하게는 90wt% 이상을 함유하는 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체가 제조될 수 있다는 것을 의미한다. 결합제 물질이 본 발명에 따른 결정질 클레이함유 성형체내에 존재하여도, 전구물질 혼합물내에 존재하는 과량의 알루미늄 소스의 결과로서, 본 발명에 따른 성형체내에 존재하는 결합제는 도 1에 도시된 바와 같이 불연속상으로 존재할 것이다. 이는 종래의 방법에 의해 제조된, 즉 클레이를 매트릭스 또는 결합제 물질내에 함침시켜서 제조된 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유체와 상이하며, 도 2에 도시된 바와 같이 성형체내 결합제 물질이 연속상으로 존재한다. 물론, 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체를 매트릭스내에 혼입시킬 수도 있다. 상기 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 결합제 물질내에 함침된, 선택적으로 결합제 물질과 함께 불연속상으로 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체를 포함하는 복합입자가 얻어진다.
도 1: 본 발명의 성형체의 개략도,
도 2: 종래의 성형체의 개략도,
도 3: 본 발명의 성형체를 포함하는 복합입자의 개략도.
도 1에는, 결정질 클레이(2) 및 결합제 물질(3)을 불연속상으로 포함하는 본 발명의 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체(1)의 개략도가 도시되어 있다.
도 2에는, 결정질 클레이(2) 및 결합제 물질(3)을 연속상으로 포함하는 종래의 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체(1)의 개략도가 도시되어 있다.
도 3에는, 결정질 클레이(2) 및 결합제 물질(3)을 불연속상으로 포함하며, 결합제 물질(3')내에 연속상으로 함침되어 있는, 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체(1)를 포함하는 복합입자의 개략도가 도시되어 있다.

Claims (23)

  1. a)전구물질 혼합물을 제조하는 단계,
    b)전구물질 혼합물을 성형하여 성형체를 얻는 단계,
    c)선택적으로 성형체를 열처리하는 단계, 및
    d)숙성하여 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 얻는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및 규소 소스를 포함하는 소스로부터 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    a)단계에서 알루미늄 소스, 마그네슘 소스 및 규소 소스를 조합하여 전구물질 혼합물을 얻는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    알루미늄 소스는 전구물질 혼합물내에 존재하고, 마그네슘 소스는 성형단계 b)이후에 첨가되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    마그네슘 소스는 전구물질 혼합물내에 존재하고, 알루미늄 소스는 성형단계 b)이후에 첨가되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 소스는 전구물질 혼합물내에 존재하고, 상기 규소 소스는 성형단계 b) 이후에 첨가되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네슘 소스 및/또는 알루미늄 소스는 상기 전구물질 혼합물에 첨가되기전 또는 상기 성형체에 첨가되기 전에 전처리되며, 상기 전-처리는 열처리, 열수처리, 산처리, 염기처리 또는 상기 처리중 하나 또는 그 이상의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 소스는 알루미늄 트리히드레이트 또는 그의 열처리된 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 소스는 (슈도)베마이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 소스는 알루미늄 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 소스는 비결정질 알루미나 겔을 포함하는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 소스는 카올린을 포함하는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네슘 소스는 산화마그네슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첨가제는 단계 a)에서 첨가되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첨가제는 성형단계 b)이후에 첨가되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  15. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 제조방법중 어느 하나에 의해 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 결정질 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 성형체.
  16. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전구물질 혼합물은 대기압 내지 자생압력하에 100℃ 이상의 온도에서 1분 내지 수일동안 25℃ 내지 500℃의 온도에서 성형단계 전에 전-숙성되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  17. 제 1 항 내지 제 14 항 및 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 c)는 건조 및 하소후 각 숙성과 함께 여러 숙성단계에서 진행되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  18. 제 1 항 내지 제 14 항 및 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성형체는 적당한 첨가제를 첨가함으로써 바람직한 작용기를 가지는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법이 회분식, 연속식 또는 일부 연속식 및 일부 회분식으로 진행되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법이 연속식 다단계 동작법으로 진행되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    매트릭스 또는 충전재와 같은 추가의 성분들이 성형단계 b) 이전에 첨가되는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체의 제조방법.
  22. Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체내에 존재하는 결합물질은 불연속상으로 존재하는 것을 특징으로 하는 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체.
  23. 결합제 물질내에 함침되어 있는 제 15 항에 따른 Mg-Al-Si-함유 클레이-함유 결정체를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합입자.
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