NL8502815A - Gevlokte minerale materialen alsmede daarvan vervaardigde waterbestendige producten. - Google Patents

Gevlokte minerale materialen alsmede daarvan vervaardigde waterbestendige producten. Download PDF

Info

Publication number
NL8502815A
NL8502815A NL8502815A NL8502815A NL8502815A NL 8502815 A NL8502815 A NL 8502815A NL 8502815 A NL8502815 A NL 8502815A NL 8502815 A NL8502815 A NL 8502815A NL 8502815 A NL8502815 A NL 8502815A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
silicate
guanidine
cations
water
interstitial
Prior art date
Application number
NL8502815A
Other languages
English (en)
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 NL8502815A publication Critical patent/NL8502815A/nl

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
    • D21H13/38—Inorganic fibres or flakes siliceous
    • D21H13/44—Flakes, e.g. mica, vermiculite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20—Silicates
    • C01B33/36—Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
    • C01B33/38—Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
    • C01B33/44—Products 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00—Boron; Compounds thereof
    • C01B35/06—Boron halogen compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00—Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use 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
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/20—Mica; Vermiculite
    • C04B14/206—Mica or vermiculite modified by cation-exchange; chemically exfoliated vermiculate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/40—Compounds containing silicon, titanium or zirconium or other organo-metallic compounds; Organo-clays; Organo-inorganic complexes
    • C04B24/42—Organo-silicon compounds
    • C04B24/425—Organo-modified inorganic compounds, e.g. organo-clays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

NL 32996-Kp/dJ/cs
Gevlokte minerale materialen alsmede daarvan vervaardigde waterbe stendige producten.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een gevlokt mineraal materiaal dat bruikbaar is voor het vormen van een asbestvrij hoge temperatuurproduct, dat waterbestendig is.
5 Het is bekend dat asbestvrije bladen en/of vellen vervaardigd kunnen worden van in water opzwelbare anorganische materialen en, in het bijzonder, gezwollen silicaatgelen. Het Amerikaanse octrooischrift No.4.239.519 heeft bijvoorbeeld betrekking op de bereiding van anorganische, kristalbevatten-10 de geleerbare, wateropzwelbare silicaatvellen en bepaalde daarvan vervaardigde producten zoals bladen, vezels, films, platen en deklagen. Deze asbestvrije bladen en/of vellen hebben een goede stabiliteit bij hoge temperatuur en een goede chemische bestendigheid. Bovendien vormen dergelijke produc-15 ten geen gevaren voor de gezondheid, welke verbonden zijn aan asbest bevattende producten, aangezien er geen asbestvezels gebruikt worden bij de vervaardiging ervan.
Het U.S. octrooischrift No. 4.239.519 beschrijft de werkwijze voor het maken van geleerbare voorlopersilicaten, 20 die gebruikt worden voor de vervaardiging van de genoemde blad- of velvormige producten, welke werkwijze drie fundamentele stappen bevat: (a) een volledig of overheersend kristal-lijne massa wordt gevormd die kristallen bevat, welke hoofd-zakelijk bestaan uit een in water opzwellend lithium- en/of 25 natriummica dat gekozen is uit de groep fluorhectoriet, hydroxylhectoriet, boriumfluorflogopiet, fluorflogopiet, hydroxylboriumflogopiet en vaste oplossingen tussen deze en andere structureel verenigbare soorten gekozen uit de groep van talk, fluortalk, polylithioniet, fluorpolylithioniet, 30 flogopiet en fluorflogopiet; (b) deze massa wordt in contact gebracht met een polaire vloeistof, gewoonlijk water, om het zwellen en desintegreren van de massa teweeg te brengen, hetgeen gepaard gaat met de vorming van een gel; en (c) de vaste stofjvloeistofverhouding van de gel wordt aangepast aan de 35 gewenste waarde, die afhangt van de toepassing ervan. Glas-keramische materialen verdienen als kristallijne uitgangs- - ? : 3 j 7, - --s, ώ J i \ - 2 - massa's de voorkeur. Die producten worden vervolgens in contact gebracht met een bron van grote kationen, dat wil zeggen, met een ionstraal groter dan die van het lithiumkation, om een macrouitvlokking van de gel te veroorzaken en een ionuitwisse-5 lingsreactie te doen plaatsvinden tussen de grote kationen en de Li+ en/of Na+ ionen uit de tussenlaag van de kristallen.
Alternatief, beschrijven de U.S. octrooischriften 3.325.340 en 3.454.917 de bereiding van waterige dispersies van geschilferde vermiculietkristallen die tot zwellen zijn 10 gebracht dankzij het opnemen erin van interstitiële ionen zoals (1) alkylammoniumkationen die, inclusief elke koolstof-groep, 3-6 koolstofatomen bevatten, zoals methylbutylammonium, n-butylammonium, propylammonium en iso-amylammonium, (2) de kationogene vorm van aminozuren, zoals lysine en ornithine, 15 en/of (3) lithium.
Terwijl de producten, zoals bladen, vellen en films, die vervaardigd zijn door middel van de boven uiteengezette werkwijzen uit de stand der techniek, een uitstekende hittebestendigheid hebben en zeer bruikbaar zijn in een grote ver-20 scheidenheid van toepassingen, is gebleken, dat zij een bepaalde mate van watergevoeligheid hebben, welke in het algemeen vertoond wordt door de producten die een aanzienlijk verlies van sterkte en een algemene verslechtering van mechanische en elektrische eigenschappen hebben, indien deze worden bloot-25 gesteld aan omgevingen met hoge vochtigheid of in water of andere polaire vloeistoffen worden ondergedompeld. Deze gevoeligheid voor water beperkt overeenkomstig de bruikbaarheid van deze producten in bepaalde toepassingen, zoals bijvoorbeeld koppakkingen, elektrische isolatoren, beschermingslagen 30 tegen omgevingsinvloeden en wasbare en omgeving-stabiele bouwmaterialen.
Onverwachts is gebleken, dat hoge temperatuur, vuur-bestendige, asbestvrije, waterbestendige producten, zoals vel-, blad-, plaat-, film-, vezel- en deklaagproducten, ge-35 maakt kunnen worden van een gezwollen, gelaagd gevlokt sili-caatgel materiaal dat bereid is door toepassing van een uit-wisselingskation dat gekozen is uit guanidinederivaten. Dergelijke producten bleken verrassenderwijs, in het algemeen, sterk verbeterde resultaten te vertonen bij treksterkte- en - 3 - 4« r doorslagvastheidsproeven, die worden uitgevoerd wanneer de producten nat zijn, in vergelijking met materialen die vervaardigd zijn onder toepassing van de uitwisselingskationen volgens de stand der techniek. Bovendien hebben de volgens de 5 uitvinding vervaardigde producten gewoonlijk elektrische en mechanische eigenschappen die superieur zijn aan die van materialen die gemaakt zijn met behulp van werkwijzen uit de stand der techniek.
Met betrekking tot de hittebestendigheid zijn de vol-10 gens de onderhavige uitvinding vervaardigde producten volledig stabiel tot temperaturen van ca. 350-400°C en behouden hun structurele stabiliteit tot ca. 800°C.
De werkwijze voor de vervaardiging van producten en gevlokte minerale suspensies volgens de onderhavige uitvin-15 ding heeft het kenmerk, dat de werkwijze bestaat uit het in contact brengen van een gezwollen gelaagd silicaatgel, dat een gemiddelde lading per structurele eenheid heeft in het gebied van ca. -0,5-ca. -1 en dat uitwisselbare interstitiële ionen bevat, met tenminste ëën soort van van guanidine afgeleide 20 kationen om zodoende een ionuitwisselingsreactie tot stand te brengen tussen tenminste enkele van de uitwisselbare interstitiële ionen en tenminste enkele van de van guanidine afgeleide kationen.
De specifieke uitwisselingskationen in het uitgangs-25 materiaal zullen afhangen van het te gebruiken silicaat. Als bijvoorbeeld een langs synthetische weg verkregen geleerbaar silicaat, dat bereid is volgens de procedure van het Amerikaanse octrooischrift 4.239.519, wordt gebruikt als uitgangsmateriaal, zijn de uitwisselingskationen gewoonlijk Li+ en/of 30 Na+ ionen. Als een natuurlijke vermiculietdispersie wordt gebruikt, bijvoorbeeld bereid volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.325.340, zijn de uitwisselingskationen gewoonlijk alkylammoniumkationen en de andere kationen, die beschreven zijn in het Amerikaanse octrooischrift 3.325.340. Het sili-35 caat, ofwel van synthetische of van natuurlijke oorsprong, heeft gewoonlijk de vorm van dunne schilfers, welke in het algemeen schijf-, strook- en/of lintvormig zijn. De schilfers
O
hebben typische afmetingen welke ca. 500-100.000 A en bij O 0 voorkeur 5.000-100.000 A in lengte, 500-100.000 A in breedte " .Λ 9 Q 1 h ,v -i? v —» W · ** . ΐ - 4 - ο en minder dan 100 A in dikte bedragen. De in de beschrijving en conclusies gebezigde term "lading per structurele eenheid" verwijst naar een gemiddelde ladingsdichtheid zoals gedefinieerd door G. Lagaly en A. Weiss, "Determination of Layer 5 Charge in Mica - Type Layer Silicates," Proceedings of International Clay Conference , 61-80 (1969) en G. Lagaly, "Characterization of Clays by Organic Compounds", Clay Minerals, 16, 1-21 (1981).
Het uitgangssilicaat kan worden bereid volgens de 10 eerdervermelde werkwijzen uit de Amerikaanse octrooischriften 4.239.519; 3.325.340; of 3.434.917 of volgens andere werkwijzen, welke leiden tot gedissocieerdlaagmaterialen met ladingsdichtheden in de gewenste trajecten.
Het silicaat wordt vervolgens in- contact gebracht met 15 een bron van tenminste één soort van de van guanidine afgeleide kationen om daardoor een ionuitwisselingsreactie te doen plaatsvinden tussen de kationen en de interstitiële ionen.
Deze ionuitwisselingsreactie kan worden uitgevoerd tussen de kationen en het silicaatmateriaal zodat een gevlokt materiaal 20 ontstaat dat daarna gebruikt wordt om de producten volgens de onderhavige uitvinding te vormen. In een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan het uitgangssilicaat rechtstreeks tot een product worden gevormd, zoals een lithiumfluorhectorietvezel of -film, onder toepassing van de 25 werkwijzen van het Amerikaanse octrooischrift 4.239.519, en een kationogene uitwisselingsreactie, waarbij gebruik wordt gemaakt van de van guanidine afgeleide kationen, kan worden uitgevoerd met het product, bijvoorbeeld door onderdompeling van het product in een oplossing van de van guanidine afge-30 leide kationen. De ionuitwisselingsreactie kan derhalve in situ worden uitgevoerd gedurende het feitelijke vormingsproces van het product.
Uitwisselingskationen die in de onderhavige uitvinding gebruikt kunnen worden, zijn afgeleid van verbindingen 35 die overeenkomen met de formule Γ R Ί® ?.1 * R·- C -· R, S “ Λ -? Ά 1 Λ V»/ v' w» S X/ - 5 - ; waarin R, en R2 afzonderlijk gekozen zijn uit -NH2 en -CH^, onder voorbehoud dat tenminste twee van R, R^ en R2 -NH2 zijn en waarin bovendien éën of meer van de waterstofatomen op R, en/of R2 vervangen kunnen zijn door substituenten zoals 5 C.j-C5 alkyl, C.j-C5 alkenyl, C.j-C5 alkynyl en waarin verder één of meer groepen van twee van dergelijke substituenten zich kunnen samenvoegen tot ringen, welke desgewenst aromatisch kunnen zijn.
De gevlokte minerale suspensies van de onderhavige 10 uitvinding worden bijvoorbeeld bereid door het tot reactie brengen, gewoonlijk onder roeren, van een geschikt silicaat-gel met een bron van uitwisselingskationen, welke verkregen zijn van de door de bovenstaande formule voorgestelde guani-dineverbindingen, om een ionuitwisseling tot stand te brengen 15 tussen de van guanidine afgeleide kationen en de interstitiële kationen in het silicaatgel zodat uitgewisselde macro-uitge-vlokte deeltjes worden gevormd. Als het uitwisselingskation van keuze bijvoorbeeld guanidinium of melaminium is, wordt het silicaat tot reactie gebracht met het overeenkomstige 20 hydrochloride.
Zoals eerder uiteengezet, kunnen ëên of meer uitwis-selingskationen, die zijn afgeleid van de bovenstaande formule, gebruikt worden in de kationogene uitwisselingsreactie. Aangezien de verschillende kationen gevlokte materialen en 25 uiteindelijk eindproducten opleveren met verschillende fysische eigenschappen, wordt het specifieke kation of de combinatie van kationen gekozen door de toepasser van de onderhavige uitvinding met het oog op de gewenste eindtoepassing.
De gevlokte minerale suspensie wordt gebruikt om de 30 gewenste eindproducten te vormen. De specifieke behandelings-stappen, welke op het gevlokte materiaal worden toegepast, zijn afhankelijk van het desbetreffende te vormen product.
Indien bijvoorbeeld de producten van de onderhavige uitvinding tot velvormige materialen dienen te worden gevormd, wordt 35 het verkregen uitgewisselde gevlokte materiaal zodanig met voldoende afschuiving geroerd, dat een deeltjesgroottever-deling ontstaat, die leidt tot een geschikte deeltjespakking in de velvormende bewerking. Volgens deze werkwi j ze wordt het gevlokte materiaal desgewenst gewassen ter verwijdering van S502 3 1 5 £ - 6 - enige overmaat zoutoplossing en de consistentie van de gevlokte suspensie wordt aangepast tot ca. 0,75-ca. 2% vaste stoffen. Om betere draineersnelheden te verkrijgen op een papiermachinegaas, kunnen vervolgens polyelektrolytuitvlok-5 kingsmiddelen worden toegevoegd aan de suspensie in een concentratie van ca. 0,1-ca. 1% en bij voorkeur 0,2-0,3% van de gevlokte vaste stoffen. Eén voorbeeld van een geschikt poly-elektrolytuitvlokkingsmiddel is Polymin P, hetgeen een handelsmerk is van BASF Corporation voor een polyethyleenimine.
10 Deze suspensie wordt vervolgens toegevoerd aan een papierbereidingsinrichting, waar het ontwaterd wordt door vrije drainage en/of vacuumdrainage gevolgd door persen en drogen op trommeldrogers. Het zo verkregen velvormige materiaal kan worden gebruikt in toepassingen zoals pakkingen en 15 dergelijke.
Desgewenst en afhankelijk van de beoogde eindtoepas-sing van het product, kunnen additionele inerte materialen worden toegevoegd aan de gevlokte minerale suspensie. Desgewenst kan bijvoorbeeld één of meer vezelige materialen uit de 20 groep van natuurlijke of synthetische organische vezels of anorganische vezels aan het gevlokte materiaal worden toegevoegd om de draineersnelheid ervan te verbeteren en een eindproduct te verschaffen dat een verbeterde sterkte en/of hanteerbaarheid heeft. Bijvoorbeeld, wanneer de gewenste eindproducten 25 pakkingen zijn, zijn de vezels van keuze cellulosevezels, glasvezels en/of Kevlarvezels (Kevlar is een handelsmerk van DuPont Corporation voor een aromatisch polyamide vezel). Bovendien kunnen latex of andere bindmiddelen, aan het gevlokte materiaal worden toegevoegd ter vervaardiging van een 30 product met verbeterde sterktekenmerken.
Als de kationogene uitwisselingsreactie rechtstreeks op een van het silicaatuitgangsmateriaal gevormde product wordt uitgevoerd, kunnen de gewenste additionele inerte materialen aan de suspensie van het silicaatuitgangsmateriaal worden 35 toegevoegd voorafgaand aan de vorming van het product en, uiteraard, de daaropvolgende kationogene uitwisselingsreactie.
De in de beschrijving en conclusies gebezigde term "waterbestendig" is niet bedoeld om te kennen te geven dat de producten van de onderhavige uitvinding waterdicht zijn of vol- ,1 o ^ s .·;
c -J ') o i J
- 7 - ledig ondoordringbaar voor water zijn. Daarentegen is de term gebruikt om aan te geven dat de materialen niet wezenlijk verslechteren, tenminste wat betreft hun treksterkte- en door-slagvastheidseigenschappen, bij blootstelling aan water.
5 In de hierna volgende voorbeelden is het gebruikte uitgangsmateriaal, tenzij anders gespecificeerd, een volgens de werkwij zen beschreven in het Amerikaanse octrooischrift No. 4.239.519 bereid lithiumfluorhectoriet.
VOORBEELD I
10 Dit voorbeeld dient ter toelichting van een werk wijze voor de bereiding van zowel een met guanidinium uitgewisseld fluorhectoriet gevlokt silicaat als ook van een daarvan gemaakt gevormd vel.
Een suspensie van guanidiumfluorhectoriet werd be-15 reid door 475 g van een 10% dispersie van lithiumfluorhecto-riet toe te voegen aan 1,4 1 1N guanidinehydrochloride oplossing. De suspensie werd vervolgens geroerd met een snelle af-schuifmenger om de deeltjesgrootte van het verkregen gevlokte materiaal te verkleinen, gewassen en vervolgens geanalyseerd 20 op het watergehalte en verdund tot een suspensie met 2% vaste stoffen. De suspensie werd overgebracht naar een 29,2 cm x 29,2 cm handbediende velvormingsinrichting ivervaardigd door Williams Apparatus Co.) en ontwaterd. Het verkregen gevormde vel werd vervolgens nat geperst en gedroogd op een trommel-25 droger. Het vel bezat een goede buigzaamheid en voldeed goed in de pakkingafdichtingsproef.
VOORBEELD II
Dit voorbeeld dient ter toelichting van een werkwijze voor de bereiding van films volgens de onderhavige uit-30 vinding, waarin de kationogene uitwisseling in situ wordt uitgevoerd.
Een gegeleerde lithiumfluorhectorietdispersie met 10% vaste stoffen werd volgens de in het Amerikaanse octrooischrift 4.239.519 beschreven procedures bereid. Van dit materiaal werd 35 een film gemaakt met behulp van een 0,11 mm Byrd opbrenginrich-ting, met een breedte van 12,7 cm, om een 0,11 mm dikke natte film van de dispersie op een glasplaat aan te brengen. De " Λ ^ ~ £
:i -J X. V : -J
,1 * - 8 - glasplaat, met de film eraan gehecht, werd vervolgens in een 0,25M guanidiniumhydrochlorideoplossing gedompeld om een kat-ionuitwisseling tussen de guanidiniumkationen en de tussen-laagkationen van het fluorhectoriet tot stand te brengen. Er 5 vormde zich, schijnbaar onraiddellijk, een vlies op de film, hetgeen aangaf dat een dergelijke uitwisseling plaatsvond. Na 10 min werd de film verwijderd van de plaat, gewassen in ge-deioniseerd water ter verwijdering van de achtergebleven zouten en gedroogd. De film bezat een goede buigzaamheid en een 10 behoud van sterkte in natte toestand.
VOORBEELDEN III-IX
Voor elk van deze voorbeelden werd de werkwijze van voorbeeld II wezenlijk herhaald met het vermelde uitwisse-lingskation, zodat de overeenkomstige film werd gevormd. In 15 voorbeeld VII werd een 0,1N oplossing van melaminehydrochlo-ride gebruikt. In alle andere voorbeelden werd een 0,25N oplossing van de desbetreffende uitwisselingsbron gebruikt:
Voorbeeld Uitwisselingskation III Diaminoguanidinehydrochloride 20 IV Aminoguanidinehydrochloride V Tetramethylguanidinehydrochloride VI Methylguanidinehydrochloride VII Melaminehydrochloride VIII 2,6-diaminopyridinehydrochloride 25 IX 2-aminopyridinehydrochloride
VERGELIJKENDE VOORBEELDEN I-III
Deze vergelijkende voorbeelden lichten fluorhectoriet-films toe die gemaakt zijn met diverse uitwisselingskationen volgens de stand der techniek. 0,11 mm dikke films van kalium-30 fluorhectoriet (KFH) en ammoniumfluorhectoriet (NH^FH) werden afzonderlijk bereid met de in het Amerikaanse octrooischrift No. 4.239.519 beschreven werkwijze. Vervolgens werd een film gegoten van zowel de KFH- als ook de NH^FH-suspensie. Een Kymene- (een handelsmerk van Hercules, Ine. voor een kationo-35 gene polyamide-epichloorhydrienhars)-fluorhectorietfilm werd eveneens bereid volgens de werkwijze van voorbeeld II, met de uitzondering, dat (1) een 3,0% Kymene-oplossing werd gebruikt 8 ï 0 2 3 1 3 » Λ - 9 - en (2) de lithiumfluorhectorietfilm in de Kymene-oplossing werd gedompeld gedurende 2 uur, totdat de verkregen uitgewisselde film voldoende zelfdragend was om van de glasplaat verwijderd te worden. Deze films werden vervolgens, evenals de 5 films gemaakt in de voorbeelden. II-IX, onderworpen aan proeven voor de treksterkte en doorslagvastheid, welke als volgt werden uitgevoerdi
Treksterktemetingen;
Treksterktemetingen in droge toestand werden uitge-10 voerd op een Instronapparaat met een klauwscheiding van 3,8 cm en een dwarssledesnelheid van 0,5 cm/min. Sterktemetingen in natte toestand werden verricht door met water verzadigde sponzen in contact te brengen met beide zijden van het filmmonster gedurende 10 sec terwijl het monster in de Instronklemmen be-15 vestigd was, juist voordat de sterkteproef werd uitgevoerd.
Doorslagvastheidmetingen:
Een filmmonster werd aangebracht in een vasthoudin-richting welke de film stevig bevestigde. Een belastbare snij-beitel werd op de film gestoten in de richting die loodrecht 20 op het oppervlak van de film staat en deze werd belast met een toenemend gewicht totdat de snijbeitel door de film drong.
Bij de proef in natte toestand werd de film in de vasthoudin-richting ondergedompeld in gedeïoniseerd water gedurende 10 sec, onmiddellijk voorafgaand aan de doorslagvastheidsproef, 25 De resultaten van deze proeven zijn in de onderstaan- de tabel vermeld.
TABEL
Film van Uitwisselingskation Treksterkte Doorslagvastheid
Voorbeeld _(kPa)_ _(g/mm)_
No.__Droog Nat Droog Nat II Guanidinium 96.500 62.000 7.100 4.600 III Diaminoguanidinium 89.500 75,800 14.000 4.200 30 ·*·ν Aminoguanidinium 89.500 75.800 8.900 3.500 V Tetramethylguanidinium 75.800 75.800 13.000 4.400 VI Methylguanidinium 35.800 19.300 6.600 3.400 VII Melaminium 131.000 138.000 10.000 3.300 ?" ' ? 3 1 5 - 10 - TABEL (vervolg)
Film van Uitwisselingskation Treksterkte Doorslagvastheid
Voorbeeld _(kPa) _(g/mm)_
No.__Droog Nat Droog Nat VIII 2,6-Diaminopyridine (geprotoneerd) 89.500 36.500 7.900 3.600 5 IX 2-Aminopyridine (geprotoneerd) 75.800 48.200 7.800 3.600
Vergelijkend voor-beeld No.
I Kymene (geprotoneerd) 48.200 18.600 900 260 II Ammonium 22.700 9.600 3.500 680 10 III Kalium 7.600 1.380 3.300 440
De gegevens tonen aan, dat de films die gemaakt zijn volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding een belangrijk hogere natte treksterkte en/of hogere natte doorslagvastheid hebben in vergelijking met producten volgens de stand der 15 techniek.
Brand- en rookweerstand:
Een volgens voorbeeld II .bereide film werd, na gedroogd te zijn, onderworpen aan proeven voor de brand- en rookweerstand volgens de procedures, die in ASTM-E-662-79 nader 20 zijn uiteengezet. Drie afzonderlijke proeven werden uitgevoerd en de resultaten zijn hieronder vermeld. De numerieke waarden komen overeen met de maximale gespecificeerde optische dichtheid in N.B.S. Technical Note No. 708.
Proef No. Ontvlammen Smeulen _ DM Corr. DM Corr.
25 1 2 0 2 1 0 3 1 0
Elektrische eigenschappen;
De films van voorbeelden II-VII en vergelijkend voor-30 beeld III werden, na gedroogd te zijn, beproefd op hun diëlek-trische doorslagsterkte met de procedures van ASTM D149. De 9302815 - 11 - " resultaten' zijn hieronder vermeld.
Films van Diëlektrische doorslagsterkte (kV/mm)
Voorbeeld II 200
Voorbeeld VII 350 5 Vergelijkend voorbeeld III 115 VERGELIJKENDE VOORBEELDEN IV en V Deze voorbeelden dienen ter toelichting van het gebruik van silicaatmaterialen, als uitgangsmateriaal, die buiten het bereik van de onderhavige uitvinding vallen met betrekking 10 tot hun lading per structurele eenheid en hun fysische metingen.
Voor vergelijkend voorbeeld IV werd een 10% waterige dispersie bereid van een natuurlijk hectoriet, verkregen uit de kleimineraalafzetting van de Clay Minerals Society, 15 Bloomington, Indiana. Voor vergelijkend voorbeeld V werd een 10% waterige dispersie bereid met natriummontmorilloniet, dat werd verkregen van dezelfde bron. In elk voorbeeld werd een film aangebracht volgens de in voorbeeld II beschreven werkwijze. De glazen platen werden vervolgens gedurende 10 min in 20 een 0,25M guanidinehydrochlorideoplossing ondergedompeld. In beide gevallen werd geen samenhangende film verkregen.
VOORBEELD X
Dit voorbeeld dient ter toelichting van een werkwijze voor het bereiden van een film van de onderhavige uit-25 vinding, waarbij vermiculiet als uitgangsmateriaal wordt gebruikt :
Een suspensie van n-butylammoniumvermiculiet met 10% vaste stoffen, die bereid was volgens de in het Amerikaanse octrooischrift 3.325.340 beschreven procedures, werd als een 30 film gegoten op een glasplaat volgens de in voorbeeld II beschreven werkwijze. De glasplaat, met de erop bevestigde film, werd gedurende 10 min in een 0,25M guanidiniumhydrochloride-oplossing gedompeld. De verkregen film werd van de plaat verwijderd, gewassen en gedroogd. De film vertoonde in natte 35 toestand sterktes in de treksterkte- en doorslagvastheids-proeven, welke een vergelijkbare niet-uitgewisselde vermi- 3 1 5 ^ —Λ V - w - 12 - culietfilm niet heeft.
VOORBEELD XI
Dit voorbeeld licht de bereiding van vezels volgens de werkwijze van de uitvinding toe. Een suspensie van lithium-5 fluorhectoriet (zoals boven bereid) met 15% vaste stoffen werd geëxtrudeerd door een naald met een opening van 0,30 mm in een 2N oplossing van guanidinehydrochloride. De geëxtrudeerde vezel werd overgebracht met behulp van een poreuze transportband en toegevoerd aan een tweede bad van 2N guanidinehydro- 10 chloride. De zo gemaakte vezel werd gewassen middels onderdompeling in gedeïoniseerd water en gedroogd. De verkregen vezel was sterk en buigzaam.
a K Λ - O 1 s O 0 ά O 3 0

Claims (20)

1. Werkwijze voor de bereiding van een gevlokt mineraal materiaal dat bruikbaar is voor het vormen van een asbestvrij hoge temperatuurproduct dat waterbestendig is, met het kenmerk, dat de werkwijze bestaat uit het in contact 5 brengen van een gezwollen gelaagd silicaatgel, dat een gemiddelde lading per structurele eenheid heeft in het gebied van ca. -0,5-ca. -1 en dat uitwisselbare interstitiële ionen heeft, met tenminste één soort van van guanidine afgeleide kationen zodat een ionuitwisselingsreactie tot stand wordt 10 gebracht tussen tenminste enige van de uitwisselbare interstitiële ionen en tenminste enige van de van guanidine afgeleide kationen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gegeleerde gelaagde silicaat een synthetisch 15 geleerbaar silicaat is en de interstitiële ionen Li+ en/of Na+ zijn.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het genoemde synthetische silicaat bereid wordt door een massa, die voornamelijk bestaat uit kristallen van 20 een in water zwellend mica dat gekozen is uit de groep van fluorhectoriet, hydroxylhectoriet, boriumfluorflogopiet, hydroxylboriumflogopiet en vaste oplossingen tussen deze alsmede tussen deze en andere structureel verenigbare soorten gekozen uit de groep van talk, fluortalk, polylithioniet, 25 fluorpolylithioniet, flogopiet en fluorflogopiet, in contact te brengen met een polaire vloeistof gedurende een tijd die voldoende is om de met de vorming van een gel gepaard gaande zwelling van de kristallen teweeg te brengen.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het ken- 30. e r k, dat de kristallen fluorhectoriet zijn.
5. Werkwij ze volgens conclusie 3, met het ken merk, dat de polaire vloeistof water is.
6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het silicaat vermiculiet is en de interstitiële 35 ionen alkylammoniumkationen of de kationogene vorm van aminozuren en/of Li+ zijn.
7. Werkwijze volgens conclusie 2 of 6, met het kenmerk, dat de van guanidine afgeleide kationen ge- *·' ' ·. λ λ ί λ - 14 - kozen zijn uit de groep van diaminoguanidine, tetramethyl-guanidine, guanidine, aminoguanidine, methylguanidine en meiaminederivaten.
8. Gevlokt mineraal materiaal, met het k e n- 5. e r k, dat het een gezwollen laag van silicaatgel is, die een gemiddelde lading per structurele eenheid heeft in het gebied van ca. -0,5-ca. -1, waarbij het genoemde silicaat tenminste enige interstitiële kationen, welke guanidinederivaten zijn, bevat.
9. Materiaal volgens conclusie 8, met het ken merk, dat het silicaat synthetisch is verkregen.
10. Materiaal volgens conclusie 9, met het ken merk, dat het genoemde silicaat bereid is door (1) het in contact brengen van een massa, welke voornamelijk bestaat uit 15 kristallen van in water zwellend mica dat interstitiële lithium- en/of natriumkationen bevat, waarbij het genoemde mica gekozen is uit de groep van fluorhectoriet, hydroxyl-hectoriet, boriumfluorflogopiet, hydroxylboriumflogopiet en vaste oplossingen tussen deze alsmede tussen deze en andere 20 structureel verenigbare soorten gekozen uit de groep van talk, fluortalk, polylithioniet, fluorpolylithioniet, flogopiet en fluorflogopiet, met een polaire vloeistof gedurende een tijd die voldoende is om de met de vorming van een gel gepaard gaande zwelling van de kristallen teweeg te brengen, en (2) 25 het in contact brengen van de aldus gevormde gel met tenminste één soort van een kationogeen guanidinederivaat., om een ionuitwisselingsreactie tot stand te brengen tussen tenminste enige van de lithium- en/of natriumkationen en tenminste enige van de van guanidine afgeleide kationen.
11. Materiaal volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de kristallen fluorhectoriet zijn.
12. Materiaal volgens conclusie 10, met het ken merk, dat de polaire vloeistof water is.
13. Materiaal volgens conclusie 8, met het ken- 35. e r k, dat het silicaat vermiculiet is.
14. Materiaal volgens conclusies 9 of 13, met het kenmerk, dat de interstitiële kationen, welke guanidine-derivaten zijn, zijn gekozen uit de groep van diaminoguanidine, tetramethylguanidine, guanidine, aminoguanidine, methyl- η λ ί; ? fk - 15 - - guanidine en melaminederivaten.
15. Hoge. temperatuur-^, waterbestendig product, met het kenmerk, dat het bereid is uit een gezwollen gelaagd silicaat dat een gemiddelde lading per structurele een- 5 heid heeft in het gebied van ca. -0,5-ca. -1, waarbij het genoemde silicaat tenminste enige interstitiële kationen, welke guanidinederivaten zijn, bevat.
16. Product volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het bereid is van een gevlokt silicaatmateriaal.
17. Product volgens conclusies 15 of 16, met het kenmerk, dat het een velvormig materiaal is.
18. Product volgens conclusies 15 of 16, met het kenmerk, dat het een vezel is.
19. Product volgens conclusies 15 of 16, met het 15kenmerk, dat het een film -is-
20. Werkwijze voor de bereiding van een hoge temperatuur-silicaatproduct dat waterbestendig is, met het kenmerk, dat de werkwijze bestaat uit het in contact brengeh van een product, dat gevormd is van een geleerbaar gelaagd in 20 water zwellend silicaat, dat een lading per structurele eenheid heeft in het gebied van ca. -0,5-ca. -1 en dat uitwisselbare interstitiële ionen bevat, met een bron van tenminste één soort van van guanidine afgeleide kationen, zodat een ion-uitwisselingsreactie tot stand wordt gebracht tussen tenminste 25 enige van de van guanidine afgeleide kationen en tenminste enige van de interstitiële ionen. 85 02 8 t o
NL8502815A 1984-10-18 1985-10-15 Gevlokte minerale materialen alsmede daarvan vervaardigde waterbestendige producten. NL8502815A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US66205784A 1984-10-18 1984-10-18
US66205784 1984-10-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8502815A true NL8502815A (nl) 1986-05-16

Family

ID=24656215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8502815A NL8502815A (nl) 1984-10-18 1985-10-15 Gevlokte minerale materialen alsmede daarvan vervaardigde waterbestendige producten.

Country Status (15)

Country Link
JP (1) JPS6197155A (nl)
CN (1) CN85108496A (nl)
AU (1) AU573011B2 (nl)
BE (1) BE903446A (nl)
CA (1) CA1241506A (nl)
CH (1) CH670081A5 (nl)
DE (1) DE3535031A1 (nl)
ES (1) ES8700287A1 (nl)
FR (1) FR2572068B1 (nl)
GB (1) GB2166127B (nl)
IN (1) IN165345B (nl)
IT (1) IT1207500B (nl)
LU (1) LU86125A1 (nl)
NL (1) NL8502815A (nl)
SE (1) SE8504856L (nl)

Families Citing this family (8)

* 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
US4746403A (en) * 1985-06-10 1988-05-24 Armstrong World Industries, Inc. High temperature paper-like materials
US4800041A (en) * 1985-11-04 1989-01-24 Armstrong World Industries, Inc. Suspensions of sheet silicate materials and products 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
US4818435A (en) * 1987-03-12 1989-04-04 Hercules Incorporated Aqueous suspension of delaminated vermiculite
US5244740A (en) * 1990-05-30 1993-09-14 W. R. Grace & Co.-Conn. Water resistant/repellant vermiculite articles and method of their manufacture
US5336348A (en) * 1992-12-16 1994-08-09 W. R. Grace & Co.-Conn. Method for forming a vermiculite film
US5530052A (en) * 1995-04-03 1996-06-25 General Electric Company Layered minerals and compositions comprising the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1016385A (en) * 1961-12-22 1966-01-12 Commw Scient Ind Res Org Suspension of silicate layer minerals and products made therefrom
GB1190383A (en) * 1966-09-08 1970-05-06 Foseco Int Thickening Agents
US3597248A (en) * 1967-06-23 1971-08-03 Du Pont Novel guanidine silicates,compositions and uses
US4239519A (en) * 1979-03-26 1980-12-16 Corning Glass Works Inorganic gels and ceramic papers, films, fibers, boards, and coatings made therefrom
US4391637A (en) * 1981-10-19 1983-07-05 Nl Industries, Inc. Rheological additive for non-aqueous fluid systems
EP0087889B1 (en) * 1982-03-03 1985-09-11 Imperial Chemical Industries Plc Production of vermiculite products and suspension for use therein
GB8305318D0 (en) * 1983-02-25 1983-03-30 Ici Plc Vermiculite products

Also Published As

Publication number Publication date
IT8521768A0 (it) 1985-07-31
BE903446A (fr) 1986-02-03
GB2166127A (en) 1986-04-30
AU4425485A (en) 1986-04-24
LU86125A1 (de) 1986-03-24
GB8525561D0 (en) 1985-11-20
GB2166127B (en) 1988-06-08
JPS6197155A (ja) 1986-05-15
IT1207500B (it) 1989-05-25
SE8504856L (sv) 1986-04-19
AU573011B2 (en) 1988-05-26
DE3535031A1 (de) 1986-04-24
CN85108496A (zh) 1986-08-20
CA1241506A (en) 1988-09-06
IN165345B (nl) 1989-09-23
JPH0255396B2 (nl) 1990-11-27
FR2572068B1 (fr) 1989-09-15
ES8700287A1 (es) 1986-10-01
FR2572068A1 (fr) 1986-04-25
ES547963A0 (es) 1986-10-01
SE8504856D0 (sv) 1985-10-17
CH670081A5 (nl) 1989-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4707298A (en) Flocced mineral materials and water-resistant articles made therefrom
US4455382A (en) Organic-inorganic composites of neutralized polyelectrolyte complexes
US4956121A (en) Dimethylacetamide mica and vermiculite suspensions
NL8800400A (nl) Waterresistent silicaat en polymeer bouwmateriaal en werkwijze ter bereiding daarvan.
US4851021A (en) Multi-ply composites and sheets of epoxy and flocced 2:1 layered silicates and methods for them
US5049237A (en) Layered silicates and water-resistant articles made therefrom
CA1257054A (en) Flocced mineral materials and water-resistant articles materials made therefrom
US4762643A (en) Binders and fibers combined with flocced mineral materials and water-resistant articles made therefrom
NL8502815A (nl) Gevlokte minerale materialen alsmede daarvan vervaardigde waterbestendige producten.
AU603425B2 (en) Flocced 2:1 layered silicates and water-resistant articles made therefrom
GB2184107A (en) Sheet silicate materials
CA1311973C (en) Non-dispersible vermiculite products
US4746403A (en) High temperature paper-like materials
US4990405A (en) Multi-ply composites and sheets of epoxy and flocced 2:1 layered silicates
US4167623A (en) Pullulan aminoalkyl ether
FI93757C (fi) Paperi-, kartonki- tai pahvimainen raaka-aine ja menetelmä sen valmistamiseksi
CA1257053A (en) Inorganic gels and asbestos-free sheet material made therefrom
JPH0341407B2 (nl)
JPS60208237A (ja) 耐熱性シ−ト及びその製造方法
JPH03348B2 (nl)

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed