LU86645A1 - Verfahren zur herstellung von suspensionen von blattsilikatstoffen,suspensionen von blattsilikatstoffen und daraus hergestellte produkte - Google Patents

Verfahren zur herstellung von suspensionen von blattsilikatstoffen,suspensionen von blattsilikatstoffen und daraus hergestellte produkte Download PDF

Info

Publication number
LU86645A1
LU86645A1 LU86645A LU86645A LU86645A1 LU 86645 A1 LU86645 A1 LU 86645A1 LU 86645 A LU86645 A LU 86645A LU 86645 A LU86645 A LU 86645A LU 86645 A1 LU86645 A1 LU 86645A1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
silicate
suspension
vermiculite
cation
leaf
Prior art date
Application number
LU86645A
Other languages
English (en)
Inventor
Tymon Thomas Michael
Shelly S Niznik
Original Assignee
Armstrong World Ind Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Armstrong World Ind Inc filed Critical Armstrong World Ind Inc
Publication of LU86645A1 publication Critical patent/LU86645A1/de

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/36Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
    • C01B33/38Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
    • C01B33/44Products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds, e.g. organoclay material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/20Mica; Vermiculite
    • C04B14/204Mica; Vermiculite expanded
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/20Mica; Vermiculite
    • C04B14/206Mica or vermiculite modified by cation-exchange; chemically exfoliated vermiculate
    • C04B14/208Mica or vermiculite modified by cation-exchange; chemically exfoliated vermiculate delaminated mica or vermiculite platelets
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S106/00Compositions: coating or plastic
    • Y10S106/03Mica

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

Ί \ .
* _ A _
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON SUSPENSIONEN VON BLATTSILIKATSTOFFEN, SUSPENSIONEN VON BLATTSILIKATSTOFFEN UND DARAUS HERGESTELLTE PRODUKTE
Bekannt ist die Herstellung eines Vermiculitpapiers nach 5 einem üblichen Papierherstellungsverfahren, z.B. nach dem Wet-laid-Verfahren unter Verwendung -von stark dissoziiertem Vermiculit. Ein derartiger dissoziierter Vermiculit kann gewöhnlich z.B. nach dem Verfahren gemäß der US-PS 3 325 340 hergestellt werden, wonach die Vermicu-10 litkristalle mit verschiedenen Kationen behandelt werden, um eine starke Quellung zu erzielen, d.h. um ca. das 30-fache der ursprünglichen Abmessungen, wobei die wirksamsten Kationen primäre Alkylammoniumkationen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe sind, insbesondere , 15 die Kationen von n-Butylammonium, i-Butylammonium, Propyl- ammonium und i-Amylammonium. Es wurde gefunden, daß auf diese Weise hergestellte Vermiculitsuspensionen zwar zur Bildung von Stoffen mit vielen ausgezeichneten Eigenschaften verwendet werden können, diese Stoffe jedoch 20 stark feuchtigkeitsempfindlich sind.
Aus den luxemburgischen Patentschriften Nr. 86 125 und 86 369 ist ein Verfahren zur Herstellung von wasserbeständigen Filmen und Silikatstoffen bekannt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man an dissoziiertem Vermiculit eine Ionenaustauschreaktion durchführt, wobei man 25 als Austauschkationen die dort definierten Guanidinkationanalogen bzw. polyaminderivierte Kationen verwendet, um einen geflockten Vermiculitstoff zu bilden, aus dem ein Film oder ein Papier hergestellt werden kann, das hohe Wasser- und Temperaturbeständigkeit aufweist.
30 Es wurde gefunden, daß wässerige Suspensionen von Blattsilikaten wie Vermiculit und Glimmer hergestellt werden können, indem man Kristalle von Vermiculit und/oder Glim- - 1 - ·> i ê mer mit einer ein wasserlösliches Salz einer sekundären, tertiären oder quartären Alkylammoniumverbindung enthal-- tenden Lösung solange kontaktiert, bis man gequollene
Kristalle erhält, die dann einer Scherbeanspruchung aus-5 gesetzt werden, wodurch man eine Dispersion erhält.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können diese Dispersionen zur Herstellung ausgezeichnet wasserbeständiger Filme, wie z.B. durch Aufziehen in Form eines Films, verwendet werden, wonach man den auf diese s 10 Weise hergestellten Film mit einer Quelle von Guanidin- l kationenanalogen oder polyaminderivierten Kationen in
Berührung bringt, um eine Ionenaustauschreaktion zwischen wenigstens einem Teil der austauschbaren Zwischengitterionen und wenigstens einem Teil der Guanidin-15 kationenanalogen bzw. polyaminderivierten Kationen zu bewirken. Falls gewünscht kann dieser zweite Ionenaustausch mit Guanidin oder einem Polyamin unmittelbar mit der Dispersion durchgeführt werden.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die nach 20 dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wässerigen Suspensionen gegenüber den bekannten Dispersionen Vorteile in der Verarbeitung aufweisen. Außerdem sind aus den erfindungsgemäßen Dispersionen hergestellte Filme mechanisch besser als die aus bekannten Disper-25 sionen hergestellten Filme. Dies gilt insbesondere dann, wenn in der ersten Stufe das Diethylammonium-kation verwendet wird.
Die erfindungsgemäß zur Behandlung der Vermiculit- oder Glimmerkristalle verwendbaren Alkylammoniumkationen ent-30 sprechen der Formel Λ - 5 - R + R, - N - R.
3 I 1 R2 wobei R, R^, R2 und R^ unabhängig voneinander H oder C2~C^-Alkyl bedeuten, mit der Maßgabe, daß nicht mehr als zwei der Symbole R, R^, und R^ H bedeuten. Die ' 5 bevorzugten Alkylgruppen, die Substituenten am Stick- a I stoffatom sind, sind solche, die entweder zwei oder drei Kohlenstoffatome aufweisen. Die am meisten bevor- ‘ zugten Alkylammoniumkationen sind Diethyl-, Triethyl-,
Tetraethyl- und Dipropylammonium, insbesondere Diethyl- i - # lu ammonium.
Die erfindungsgemäß verwendeten geschichteten Silikate sind 2:1 geschichtete Silikate (näheres dazu siehe Crystal Structures of Clay Materials and their X-Ray Identification by G.W. Brindley and G. Brown, publi-15 ziert in Mineralogical Society, 1980 (insbesondere Seiten 2-10). Der Ausdruck "Glimmer" bedeutet hier geschichtete Silikate mit einer Ladungsdichte von ca. 1. Vermiculite haben demgegenüber eine Ladungsdichte von ca. 0,6 bis 0,9. Zu den erfindungsgemäß verwendbaren 20 geschichteten Silikaten zählen insbesondere Vermiculit, Muscovit, Phlogopit, Biotit, Fluorphlogopit, Lepidolit und Lepidomelan.
Der Ausdruck "Vermiculit" bedeutet hier die Gruppe von gesteinsbildenden Mineralien, die gekennzeichnet ist 25 durch eine SchichtgitterStruktur, bei der die Silikatschichteinheiten eine Dicke von ca. 10 8 aufweisen, wobei die Hauptelemente in den Schichten Magnesium, Eisen, ' Aluminium, Silicium und Sauerstoff sind und die Schichten durch eine oder zwei Lagen von mit Kationen wie Magnesium, 30 Calcium, Natrium und Wasserstoff assoziierten Wassermole- - 4 - külen voneinander getrennt·sind und in bezug auf die Dicke der Basisschichteinheit von 10 8 eine beträchtliche seitliche Ausdehnung aufweist. Der Ausdruck "Vermiculit" umfaßt daher Minerale/ die zur Gänze oder weit-5 gehend aus Vermiculit oder Mineralen eines Mischschieht-typs bestehen, die Vermiculitschichten als eine wichtige Komponente enthalten, wie z.B. Hydrobiotite und Chlorit- 4
Vermiculite, umfaßt jedoch nicht Mineralien der Montmo-rillonitgruppe.
10 Allgemein kann gesagt werden, daß die Quellung von geschichteten Silikaten durch die Ladungsdichte beeinflußt wird. Es gibt z.B. gewisse Kationen, welche die Quellung von geschichteten Silikaten mit hoher Ladungsdichte nicht , beschleunigen und auf diese Weise die Herstellung von 15 beständigen Dispersionen auf Wasserbasis unter Verwendung dieser Stoffe verhindern. Insbesondere ist es nicht möglich, die Quellung von geschichteten Silikaten mit hoher Ladungsdichte (Glimmern) aus Lithium- und n-Butylarmoniuirikationen so stark zu beschleunigen, daß beständige Suspensionen hergestellt wer-20 den können. Es wurde jedoch gefunden, daß die erfindungsgemäßen organischen Kationen zur Quellung von 2:1 geschichteten Silikaten mit hoher Ladungsdichte (Glimmer) verwendet werden können. Das vorzugsweise. zur Quellung von Glimmerschichten verwendete Kation ist das Dialkyl-25 ammoniumkation mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen pro Alkylgruppe, insbesondere Ethyl und Propyl.
Die dissoziierte Blattsilikatsuspension kann durch Kontaktierung von Kristallen von 2:1 geschichteten Silikaten mit einer Lösung bereitet werden, die eines der oben an-30 gegebenen Alkylammoniumkationen enthält, wonach man die behandelten Kristalle solange in Wasser taucht, bis der Ionenaustausch stattgefunden hat, wodurch man die Kristalle zur Quellung bringt und man schließlich die erhaltenen gequollenen Kristalle während des Eintauchens in - 5 -
Wasser einer Scherbeanspruchung unterwirft, wodurch diese Kristalle unter Bildung einer Suspension dispergiert werden.
Die üblicherweise verwendeten 2:1 Blattsilikate sind 5 Glimmer oder Vermiculit. Das Verfahren kann mit natür- !·' liehen oder synthetischen 2:1 geschichteten Silikaten durchgeführt werden. Bei Verwendung von natürlichen 2:1 geschichteten Silikaten ist Kalium häufig das Zwischengitterion. Da Kalium schwer auszutauschen ist, ist die 10 für die erste Stufe der vorliegenden Erfindung erforder-, liehe Zeitdauer für praktische Zwecke nicht geeignet. Es ! ist daher vorzuziehen, diese geschichteten Silikateeinem vorgängigen Ionenaustausch zu unterziehen, wodurch man die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen 1 15 natürlichen 2:1 geschichteten Silikate erhält. Kalium kann mit Natrium oder mit Natrium und dann mit Lithium ausgetauscht werden. Vorzugsweise wird im Falle von natürlichem Glimmer Kalium mit Natrium ausgetauscht, das 'dann mit Lithium ausgetauscht wird. Das erfindungsgemäße 20 Verfahren kann dann durch Austausch des Lithiums mit dem gewählten Alkylammoniumkation durchgeführt werden. Im Falle von Vermiculit ist es vorzuziehen, lediglich die austauschbaren Zwischenschichtionen mit Natrium auszutauschen. Das geschichtete Vermiculitsilikat wird dann 25 für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet. Führt man diese Stufen des Ionenaustauschs durch, kann die für die Quellung der Schichten der 2:1 geschichteten Silikate erforderliche Zeitdauer erheblich vermindert und die Dispersion rasch hergestellt werden. Eine annehm-30 bare Zeitdauer für die vorgängige Ionenaustauschreaktion beträgt ca. 1/2 Stunde bis ca. 24 Stunden, vorzugsweise ca. 1/2 Stunde bis 10 Stunden.
Nach dem Quellen mit der Alkylammoniumverbindung und vor Anwendung der Scherbeanspruchung für die Bereitung - 6 - der Dispersion (Suspension) wird das gequollene 2:1 geschichtete Silikat vorzugsweise filtriert und dann zur Entfernung der Restionen gewaschen. Danach kann dann das gequollene 2:1 geschichtete Silikat in eine Lösung mit 5 einem entsprechenden polaren Lösungsmittel zur Bereitung der Dispersion gegeben werden. Das üblicherweise verwendete Lösungsmittel ist Wasser. Bei der Bereitung der Lösung für die Dispersion kann der Peststoffgehalt des 2:1 geschichteten Silikats eingestellt werden. Die Scherbe-10 anspruchung wird auf gequollenen Silikatschichten angewandt, um sie in der Lösung zu dispergieren. Die Scherbeanspruchungen werden mit Hilfe von Mixern oder Mühlen erzeugt. Bevorzugte Mühlen sind dabei solche vom Gegenlaufscheibentyp oder Mühlen zur Ultraschallbehandlung. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Es wurde gefunden, daß die nach dem erfindungsgemäßen 2
Verfahren bereiteten Vermiculit- und Glimmerdispersionen 3 besser verarbeitbar sind als die bekannten Dispersionen, 4 da sie leichter verarbeitet und gewaschen werden können.
5
Die erfindungsgemäßen Dispersionen können außerdem durch 6
Filtration bis zur Erzielung eines restsalzfreien Zustan 7 des in erheblich kürzerer Zeit als die bekannten Disper 8 sionen gewaschen werden..
9
Zur Erzeugung von hochtenperatur- und wasserbeständigen Produkten 10 wie Filen aus den erfindungsgemäßen Dispersionen werden diese 11 gewöhnlich, wie in den luxemburgischen Patentschriften Nr. 86 125 12 und Nr. 86 369 beschrieben, unter Rühren 13 mit einer Quelle von Guanidinkationenanalogen oder poly- 14 aminderivierten Kationen, die als Austauschkationen mit 15 den dispergierten 2:1 geschichteten Silikaten füngieren, 16 umgesetzt, um dadurch eine Ionenaustauschreaktion unter 17
Bildung einer ausgeflockten Mineralsuspension durchzufüh 18 ren, die dann zur Herstellung des gewünschten Produktes 19 verwendet werden kann. Das bevorzugte Konzentrat für die 20
Guanidinium- oder Polyaminionen ist eine ca. 0,2-molare 21 Lösung bis zu einer ca. 1-molaren Lösung.
- 7 -
Es kann aber auch zuerst aus den erfindungsgemäßen Dispersionen ein Film gebildet werden, wonach auf diesem unter Verwendung von Guanidinkationenanalogen oder polyaminde-rivierten Kationen eine Kationenaustauschreaktion durch-5 geführt werden, was gewöhnlich durch Eintauchen des nassen Films in eine Lösung von polyaminderivierten Kationen ' oder Guanidinkationenanalogen durchgeführt wird.
Es wurde gefunden, daß die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Dispersionen 10 den aus bekannten Dispersionen hergestellten Filmen mechanisch überlegen sind.
Die Behandlung der 2:1 geschichteten Silikate mit den Alkylammoniumkationen auf der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt während einer wirksamen Zeit-15 dauer. Während des Waschens und nach dem Austausch genügt im allgemeinen eine visuelle Überprüfung zur Feststellung des erfolgten Ionenaustauschs und damit der Quellung der Silikatschichten bis zu einem Grad, bei dem sie dispergiert werden können. Vorzugsweise wird 20 dieser Austausch auf der ersten Stufe des erfindungsge-mäßen Verfahrens wenigstens 1/2 Stunde lang durchgeführt. Obwohl keine reale maximale Zeitdauer für diesen Austausch feststeht, ist es doch wünschenswert, die erste Stufe so rasch wie möglich durchzuführen. Der Ionenaus-25 tausch auf der ersten Stufe kann während ca. 1/2 Stunde bis ca. 10 Stunden und insbesondere während ca. 2 bis — ca. 5 Stunden durchgeführt werden.
Die auf der ersten Stufe verwendeten Alkylammoniumkatio-nen sollten in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, 30 um die Durchführung dieses Ionenaustauschs des 2:1 geschichteten Silikats zu gewährleisten. Obwohl ein breiter Molverhältnisbereich von Alkylammoniumkationen und Silikat in Frage kommt, ist doch ein Konzentrationbereich
V
'l ^ .
] ; -s - » für die Alkylanunoniumkationenlösung von ca. 0,2 bis ca.
3 molar wünschenswert, wobei das Verhältnis von Lösung zu Silikat mindestens 1 g Lösung pro g Silikat beträgt.
Die bevorzugte Technik für die Filmherstellung für die ! 5 erfindungsgemäßen Dispersionen ist das Aufziehen eines
Films auf eine geeignete Oberfläche unter nachfolgender Behandlung des Films mit einer Lösung von Melamin- oder Guanidinkationen für den Ionenaustausch. Nach dem Ionenaustausch während einer ausreichenden Zeitdauer kann 10 der Film entweder entfernt werden, oder die Filmoberfläche wird mit einer anderen Filmschicht überzogen, um auf diese Weise einen dickeren Film herzustellen. Dieser Film wird dann seinerseits auch in eine Guanidin-oder Melaminkationen enthaltende Lösung solange einge-15 taucht, bis der Ionenaustausch stattgefunden hat. Weist der Film dann ausreichende Dicke auf, kann er entfernt werden oder mit einem anderen Film beschichtet werden, wonach dann der Ionenaustausch zur Erzielung eines noch dickeren Films durchgeführt werden kann.
20 In den nachfolgenden Beispielen sind sämtliche Teile und Prozentanteile, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen.
Beispiel 1
Eine 100 g-Probe von Natriumvermiculit wurde 5 Stunden 25 lang in 1 Liter einer 0,5-TOolaren Lösung von Diethylammonium-hydrochlorid in Wasser unter Rückflußbedingungen erwärmt. Dann wurde der Vermiculit zur Entfernung überschüssiger Salze und zur Beschleunigung der Quellung in einem Buch-nertrichter gewaschen, zur Sicherstellung der Entfer-30 nung des Restsalzes wurde zur Überprüfung auf Chlorid eine Silbernitratlösung verwendet. Anschließend wurde der gequollene Vermiculit in einem Rührwerk (Waring blen-der) zur Bildung einer feinen homogenen Dispersion ge- - 9 - rührt. Der Feststoffgehalt der Lösung wurde dann auf 10 % eingestellt. Danach wurde mit Hilfe eines 0,11 mm (4,5 mil)-Byrd-Applikators mit einer Breite von 12,7 cm (5 inches) auf einer Glasplatte ein 0,11 mm (4,5 mil) dicker nas-5 ser Film der Dispersion aufgezogen. Die Abmessungen des Films betrugen 21,6 cm x 27,9 cm (8,5 x 11 inches).
*
Dann wurde die Glasplatte mit dem darauf 'haftenden Film in eine ΙΜ-Guanidiniumhydrochloridlösung getaucht, um einen Kationenaustausch zwischen den Guanidiniumkationen ' 10 und den Zwischenschichtkationen des Vermiculits zu bewirken. Auf dem Film bildete sich dadurch augenblicklich ein Häutchen, das anzeigt, daß der Ionenaustausch stattgefunden hat. Nach 10 Minuten wurde der Film von der Platte entfernt, zur Entfernung der Restsalze in 15 deionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet. Der Film zeigte ausgezeichnete Biegsamkeit und ein ausgezeichnetes Vermögen, die Festigkeit in feuchtem Zustand beizubehalten.
Beispiel 2 20 Eine 100 g-Probe von Natriumvermiculit wurde 5 Stunden lang in 1 Liter einer 0,5-molaren Lösung von Triethyl.-ammoniumchlorid . in Wasser unter Rückflußbedingungen erwärmt. Dann wurde der Vermiculit zur Entfernung überschüssiger Salze und zur Beschleunigung der Quellung 25 gewaschen. Anschließend wurde der gequollene Vermiculit in einem Rührwerk (Waring blender) zur Bildung einer feinen homogenen Dispersion gerührt. Der Feststoffgehalt wurde dann auf 10 % eingestellt. Danach wurde mit Hilfe eines 0,11 mm (4,5 mil)-Byrd-Applikators mit einer 30 Breite von 12,7 cm auf einer Glasplatte ein 0,11 mm (4,5 mil) dicker nasser Film der Dispersion aufgezogen. Dann wurde die Glasplatte mit dem darauf haftenden Film in eine lM-Guanidiniumhydrochloridlösung getaucht, um einen Kationenaustausch zwischen den Guanidiniumkationen . i -Jo - » und den Zwischenschichtkationen des Vermiculits zu bewirken. Auf dem Film bildete sich dadurch augenblicklich ein Häutchen, das anzeigt, daß der Ionenaustausch stattgefunden hat. Nach 10 Minuten wurde der Film von 5 der Platte entfernt, zur Entfernung der Restsalze in deionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet. Der Film „ zeigte ausgezeichnete Biegsamkeit und ein ausgezeichne tes Vermögen, die Festigkeit in feuchtem'Zustand beizubehalten.
10 Beispiel 3
Eine 100 g-Probe von Natriumvermiculit wurde 5 Stunden lang in 1 Liter einer 0,5-molaren Lösung von Tetraethyl-ammonium in Wasser unter Rückflußbedingun gen erwärmt. Dann wurde der Vermiculit zur Entfernung 15 überschüssiger Salze und zur Beschleunigung der Quellung gewaschen. Anschließend wurde der gequollene Vermiculit in einem Rührwerk (Waring blender) zur Bildung einer feinen homogenen Dispersion gerührt. Der Feststoffge-halt wurde dann auf 10 % eingestellt. Danach wurde mit 20 Hilfe eines 0,11 mm (4,5 mil)-Byrd-Applikators mit einer Breite von 12,7 cm auf einer Glasplatte ein 0,11 mm (4,5 mil) dicker nasser Film der Dispersion aufgezogen. Dann wurde -die Glasplatte mit dem darauf haftenden Film in eine lM-Guanidiniumhydrochloridlösung getaucht, um 25 einen Kationenaustausch zwischen den Guanidiniumkationen und den Zwischenschichtkationen des Vermiculits zu bewirken. Auf dem Film bildete sich dadurch augenblicklich ein Häutchen, das anzeigt, daß der Ionenaustausch stattgefunden hat. Nach 10 Minuten wurde der Film von der 30 Platte entfernt, zur Entfernung der Restsalze in deionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet. Der Film zeigte ausgezeichnete Biegsamkeit und ein ausgezeichnetes Vermögen, die Festigkeit in feuchtem Zustand beizubehalten.
ft • < - Μ -
Beispiel 4
Das verwendete 2:1 geschichtete Silikat war ein Glimmer mit hoher Ladungsdichte (Natriumphlogopit). 5 g Natri- umphlogopit (Phlogopit der Firma North Burgess, K-Ge-5 halt verringert nach den in Clays and Clay Minerals,
Vol. 14, S. 69-81; (1966) und Vol. 16, S. 321-322 beschriebenen Verfahren) wurden mit 1 Mol LiCl in einer wässerigen Lösung unter Rückflußbedingungen erwärmt.
Nach der Behandlung unter Rückflußbedingungen während 10 8 Stunden wurde aus dem Lithiumphlogopit der LiCl-über- schuß mit deionisiertem Wasser ausgewaschen. Zur Sicherstellung der Entfernung des Restsalzes wurde Silbernitrat verwendet.
Zu diesem Zeitpunkt war keine makroskopische Quellung 15 des Lithiumphiogopits festzustellen, so daß eine beständige Dispersion auf Wasserbasis nicht bereitet werden konnte. Obwohl fast die gesamte Natriummenge im Phlogopit durch Lithium ersetzt worden war, setzte sich der Lithiumphlogopit nur geringfügig aus dem Wasser ab.
20 Der auf diese Weise erhaltene Lithiumphlogopit wurde gesammelt und in zwei Portionen zu je ca. 2,5 g aufgeteilt. Diese wurden dann wie nachfolgend in Teil A und B beschrieben behandelt.
Teil A
25 Durch Zugabe von N-Butylamin zu deionisiertem Wasser und Einstellung des pH's der Lösung auf den Wert 7 wurden 250 ml einer wässerigen Lösung von 1-molarem Butylammo-niümchlorid bereitet. Danach wurde eine der 2,5 g-Portio-nen von Lithiumphlogopit in dieser Lösung während ca. 8 30 Stunden unter Rückflußbedingungen erwärmt. Danach wurde • der N-Butylammoniumphlogopit zur Entfernung der Lösung mit deionisiertem Wasser gewaschen. Die gewaschene Losung wurde dann mit Ammoniumnitrat geprüft, bis kein Chlorid . < - if λ - mehr nachzuweisen war. Es war keine makroskopische Quellung des Butylammoniumphlogopits festzustellen, weshalb es auch nicht möglich war, daraus eine bestän-. dige Dispersion auf Wasserbasis herzustellen.
5 Zur Feststellung des Abstandes zwischen den Schichten J wurden der in diesem Beispiel hergestellte Lithium- ! phlogopit und N-Butylammoniumphlogöpit der Röntgen beugungsanalyse unterzogen. Der Abstand (dOOl) für Lithiumphlogopit betrug 12,1 8 und der Zwischenraum 10 für N-Butylammoniumphlogopit (dOOl) 14,9 8. Dies zeigt, daß die Zwischengittprionen mit Erfolg ausgetauscht wurden. Mit N-Butylammoniumkationen wurde eine geringe Quellung des Phlogopits erreicht, die jedoch für die Bereitung einer Dispersion nicht ausreicht. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Teil B
2
Durch Zugabe von Diethylamin zu 250 ml deionisiertem 3
Wasser und Einstellung des pH's auf den Wert 7 mit 4 HCl wurden 250 ml einer 1-molaren Lösung von Diethyl- 5 ammoniumchlorid bereitet. Die zweite 2,5 g-Portion Li- 6 thiumphlogopit wurde in dieser Lösung ca. 8 Stunden 7 lang unter Rückflußbedingungen erwär.mt. Danach wurde 8 .der gesammelte Ammoniumphiogopit zur Entfernung der 9
Restsalze gewaschen. Dann wurde wieder zur Feststel 10 lung, daß im Phlogopit kein Chlorid mehr vorhanden wair, 11 mit Silbernitrat geprüft. Es wurde eine Quellung des 12
Diethylammoniumphlogopits festgestellt. Der Abstand 13 (dOOl) für Diethylammoniumphlogopit betrug 17,4 8, 14 was bedeutete, daß die Ionen erfolgreich ausgetauscht 15 worden waren. Eine Diethylammoniumphlogopit enthaltende 16 Lösung wurde der Scherbeanspruchung unterworfen, d.h. gerührt, wodurch man mit ca. 50 ml Wasser eine beständige Lösung auf Wasserbasis erhielt. Die Dispersion war viskos. Durch Entfernung von Wasser zur Bereitung einer Dispersion mit 10 % Feststoffgehalt wurde die Vis- - .4¾ - » > * » » kosität angehoben.
Die Diethylammoniumphlogopitdispersion zeigte außerdem gute filmbildende Eigenschaften. Zum Aufgießen eines Films aus der Diethylammoniumphlogopitdispersion mit , * 5 Hilfe eines 0,25 mm (10 mil)-FiImbeschichters (Byrd-Applikator) wurde eine Glasplatte verwendet.
«
Beispiel 5
Zur Bereitung einer beständigen Dispersion unter Verwendung von Diethylanunoniumkationen wurde Lithiumfluor-10 phlogopit verwendet. Dieser war erhalten worden unter Verwendung eines synthetischen G limitier na triumf luor-phlogopits, der dann dem Ionenaustausch zur Herstellung des Lithiumphlogopits unterzogen worden war. 2,5 g Lithiumf luorphlogopit wurden unter Rückflußbedingungen mit 15 250 ml einer 1-molaren Lösung von Diethylammoniumchlorid
erwärmt. Danach wurde der erhaltene Diethylammoniumphlo-gopit zur Entfernung der Restsalze gewaschen. Der Di-ethylammoniumphlogopit zeigte entsprechende Quellung, und es konnte eine beständige Dispersion auf Wasserbasis 20 bereitet werden. Danach wurde die Dispersion durch Entfernung von Wasser auf einen Feststoffgehalt von 10 % eingestellt. Die Dispersion wurde dann zur Herstellung eines Films verwendet. I
Beispiel 6 25 Zur Herstellung von Lithiummuscovit wurde Natriummusco-vit vom Typ Effingham, erhalten durch Verringerung des K-Gehalts,verwendet. 2,5 g Lithiummuscovit wurden 8 Stunden lang mit 250 ml einer 1-molaren Lösung von Diethylammoniumchlorid unter Rückflußbedingungen erwärmt. Der 30 Muscovit wurde dann gewaschen, bis kein Restsalz mehr vorhanden war. Es wurde eine entsprechende Quellung festgestellt. Dann wurde eine beständige Dispersion auf Wasser- ♦ - 4H - , -1 i « basis bereitet, wonach der Feststoffgehalt durch Entfernung von Wasser auf 10 % eingestellt wurde. Aus dieser Dispersion wurde ein Film hergestellt.
*

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung einer wässerigen Blattsilikatsuspension, dadurch gekennzeichnet , daß man a) 2:1 geschichtete Silikatkristalle mit einer wasserlösliches Salz eines Kations einer sekundären, tertiären 5 oder quartären Alkylammoniumverbindung enthaltenden Losung zur Durchführung des Ionenaustauschs und zur Quellung der Silikatschichten entsprechend lange behandelt und b) die Silikatschichten unter Scherbeanspruchung zur Bildung einer beständigen wässerigen Blattsilikatsuspen- 10 sion dispergiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Blattsilikat Vermiculit ist. t » 4 1 • 1 - AC, -
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kation aus der Gruppe Diethyl-, Triethyl-, Tetraethyl- und Dipropylammonium ausgewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n - . zeichnet , daß man die austauschbare Zwischen gitterionen enthaltende Blattsilikatsuspension mit wenigstens einer Art von Guanidinkation-Analogen oder 5 polyaminderivierten Kationen in Berührung bringt, um auf diese Weise eine Ionenaustauschreaktion zwischen wenigstens einem Teil der austauschbaren Vermiculitzwi-schengitterionen und wenigstens einem Teil der guani-dinderivierten Kationen durchzuführen und eine ausge-10 flockte Mineral suspension zu bilden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß man vor der lonenaustauschreak-tion die Blattsilikatsuspension in Form eines Films aufzieht.
6. Gemäß dem Verfahren nach Anspruch 5 hergestellter Film.
7. Suspension, hergestellt nach einem der Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Blattsilikat ein Glimmer ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß das Kation aus der Gruppe Diethyl-, Triethylr, Tetraethyl- und Dipropylammonium ausgewählt wird. tr - 4} - ##
10. Suspension, hergestellt nach dem Verfahren gemäß * Anspruch 8. A
LU86645A 1985-11-04 1986-11-04 Verfahren zur herstellung von suspensionen von blattsilikatstoffen,suspensionen von blattsilikatstoffen und daraus hergestellte produkte LU86645A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79472485A 1985-11-04 1985-11-04
US79472485 1985-11-04
US91339186 1986-10-03
US06/913,391 US4800041A (en) 1985-11-04 1986-10-03 Suspensions of sheet silicate materials and products made therefrom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
LU86645A1 true LU86645A1 (de) 1987-05-04

Family

ID=27121535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LU86645A LU86645A1 (de) 1985-11-04 1986-11-04 Verfahren zur herstellung von suspensionen von blattsilikatstoffen,suspensionen von blattsilikatstoffen und daraus hergestellte produkte

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4800041A (de)
AU (1) AU578171B2 (de)
BE (1) BE905690A (de)
CA (1) CA1284406C (de)
CH (1) CH674002A5 (de)
DE (1) DE3636850A1 (de)
FR (1) FR2589459B1 (de)
GB (1) GB2184107B (de)
IT (1) IT1214549B (de)
LU (1) LU86645A1 (de)
NL (1) NL8602757A (de)
SE (1) SE463712B (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4877484A (en) * 1985-03-25 1989-10-31 Armstrong World Industries, Inc. Flocced 2:1 layered silicates and water-resistant articles made therefrom
US5049237A (en) * 1985-03-25 1991-09-17 Armstrong World Industries, Inc. Layered silicates and water-resistant articles made therefrom
US4775586A (en) * 1987-02-17 1988-10-04 Armstrong World Industries, Inc. Paper, paper products, films composites and other silicate-polymer, construction materials
US4872912A (en) * 1987-11-13 1989-10-10 Armstrong World Industries, Inc. Wet and dry laid phosphate reactive sheets and phosphate ceramic structures made therefrom
US4956121A (en) * 1989-01-17 1990-09-11 Armstrong World Industries, Inc. Dimethylacetamide mica and vermiculite suspensions
GB9013702D0 (en) * 1990-06-20 1990-08-08 Ici Plc Protective barriers
DE4217779A1 (de) * 1992-05-29 1993-12-02 Sued Chemie Ag Streichpigment
US5336348A (en) * 1992-12-16 1994-08-09 W. R. Grace & Co.-Conn. Method for forming a vermiculite film
FR2699523B1 (fr) * 1992-12-21 1995-03-24 Europ Propulsion Phyllosilicates de synthèse et procédé pour leur préparation.
DE4337282A1 (de) * 1993-11-02 1995-05-04 Abb Research Ltd Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Isolierfolie
DE4410727A1 (de) * 1994-03-28 1995-10-05 Sued Chemie Ag Verdickungsmittel auf der Basis mindestens eines synthetischen Schichtsilicats
US6107387A (en) * 1999-02-22 2000-08-22 Ppg Industries Ohio, Inc. Acidified aqueous dispersions of high aspect ratio clays
US6410635B1 (en) 1999-02-22 2002-06-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Curable coating compositions containing high aspect ratio clays
US6093298A (en) * 1999-02-22 2000-07-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrocoating compositions containing high aspect ratio clays as crater control agents
US20110226323A1 (en) * 2009-09-14 2011-09-22 E.I. Du Pont De Nemours And Company Use of thermally stable, flexible inorganic substrate for photovoltaics
WO2019147664A1 (en) * 2018-01-23 2019-08-01 Georgia State University Research Foundation, Inc. Compositions for the removal of heavy metals
EP3517501A1 (de) 2018-01-26 2019-07-31 Mühl Engineering Systems GmbH Dämmplatte mit schichtmineralien
EP4279469A1 (de) 2022-05-16 2023-11-22 Mühl Engineering Systems GmbH Mineralgewebe

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB904880A (en) * 1958-10-28 1962-09-05 Nat Lead Co Modified clay complexes and method of preparation
US3325340A (en) * 1961-12-22 1967-06-13 Commw Scient Ind Res Org Suspensions of silicate layer minerals and products made therefrom
GB1076786A (en) * 1963-07-12 1967-07-19 Commw Scient Ind Res Org Silicate layer minerals and products made therefrom
US3434917A (en) * 1966-03-07 1969-03-25 Grace W R & Co Preparation of vermiculite paper
JPS4918714B1 (de) * 1970-10-12 1974-05-11
JPS501571B1 (de) * 1970-12-29 1975-01-20
NO146134C (no) * 1976-09-23 1982-08-04 Ici Ltd Fremgangsmaate til fremstilling av formede artikler av vermikulitt
GB1593382A (en) * 1976-09-23 1981-07-15 Ici Ltd Production of articles from minerals
GB1597515A (en) * 1977-04-06 1981-09-09 Ici Ltd Stabilising vermiculite articles
ATE3707T1 (de) * 1978-08-17 1983-06-15 Imperial Chemical Industries Plc Mischungen von vermiculitlamellen mit festen, teilchenfoermigen stoffen und verfahren zur herstellung von vermiculitartikeln.
US4239519A (en) * 1979-03-26 1980-12-16 Corning Glass Works Inorganic gels and ceramic papers, films, fibers, boards, and coatings made therefrom
ATE13686T1 (de) * 1981-09-14 1985-06-15 Ici Plc Waessrige ueberzugsmittel.
DE3149131A1 (de) * 1981-12-11 1983-06-23 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf Synthetische schichtsilikate modifiziert mit quartaeren ammoniumverbindungen
US4455382A (en) * 1983-01-27 1984-06-19 Corning Glass Works Organic-inorganic composites of neutralized polyelectrolyte complexes
GB8305318D0 (en) * 1983-02-25 1983-03-30 Ici Plc Vermiculite products
CA1257053A (en) * 1984-03-12 1989-07-11 Armstrong World Industries, Inc. Inorganic gels and asbestos-free sheet material made therefrom
CA1241506A (en) * 1984-10-18 1988-09-06 Thomas M. Tymon Flocced mineral materials and water-resistant articles made therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
GB2184107A (en) 1987-06-17
AU578171B2 (en) 1988-10-13
AU6465086A (en) 1987-05-07
CH674002A5 (de) 1990-04-30
NL8602757A (nl) 1987-06-01
DE3636850A1 (de) 1987-05-07
GB8626280D0 (en) 1986-12-03
FR2589459A1 (fr) 1987-05-07
CA1284406C (en) 1991-05-28
FR2589459B1 (fr) 1991-01-11
IT1214549B (it) 1990-01-18
SE8604673D0 (sv) 1986-11-03
SE8604673L (sv) 1987-05-05
IT8622142A0 (it) 1986-10-24
GB2184107B (en) 1989-10-11
SE463712B (sv) 1991-01-14
BE905690A (fr) 1987-05-04
US4800041A (en) 1989-01-24
DE3636850C2 (de) 1989-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LU86645A1 (de) Verfahren zur herstellung von suspensionen von blattsilikatstoffen,suspensionen von blattsilikatstoffen und daraus hergestellte produkte
DE3434983C2 (de) Gelbildendes organophiles Schichtsilikat, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung
DE3650120T2 (de) Vermiculit-Dispersionen und Verfahren zu ihrer Herstellung.
DE2839830C2 (de)
DE69214220T3 (de) Organophiler Ton
EP0010572B1 (de) Kristalline Eisensilikate mit Zeolithstruktur sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3804088C2 (de)
DE1667502B2 (de) Synthetisches, quellfähiges, tonähnliches Material
DE872625C (de) Schmierfette
EP0088372B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Hectorits
CH670444A5 (de)
DE1542202C3 (de) Verfahren zur Verflüssigung von wäßrigen anorganischen Feststoffdispersionen
DE69501989T2 (de) Synthetisches Mischschichtsilicat und Methoden zu seiner Herstellung
DE60006111T2 (de) Aluminosiloxanverbindungen und verfahren zu ihrer herstellung
DE3535031A1 (de) Ausgeflockte mineralische stoffe und daraus hergestellte wasserbestaendige produkte
DE3420827A1 (de) Verfahren zur herstellung eines organisch modifizierten tons
EP0079972B1 (de) Verfahren zur Herstellung von tertiären Sulfoniummontmorilloniten und ihre Verwendung
EP0586850B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Thixotropiermitteln
JPH0341407B2 (de)
DE929791C (de) Verfahren zum Herstellen von gelbildenden organophilen Tonen
DE2540963C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Cadmiumpigmenten mit verringertem Gehalt an säurelöslichem Cadmium
DE2608800C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Dispersion aus ultrafeinen hydrophobisierten Teilchen
DE3540102A1 (de) Alkoxysilancluster-blattsilikat-komplexe
DE962605C (de) Anionenaustauscher fuer die Behandlung von Fluessigkeiten
DE1667490C (de) Verfahren zur Herstellung von Magne sium aluminiumsilicat für medizinische Zwecke