RU2426688C2 - Method of obtaining layered double hydroxide modified with organic compounds - Google Patents

Method of obtaining layered double hydroxide modified with organic compounds Download PDF

Info

Publication number
RU2426688C2
RU2426688C2 RU2008127307/05A RU2008127307A RU2426688C2 RU 2426688 C2 RU2426688 C2 RU 2426688C2 RU 2008127307/05 A RU2008127307/05 A RU 2008127307/05A RU 2008127307 A RU2008127307 A RU 2008127307A RU 2426688 C2 RU2426688 C2 RU 2426688C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
anion
layered double
suspension
double hydroxide
Prior art date
Application number
RU2008127307/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008127307A (en
Inventor
Элвин СХОМАКЕР (NL)
Элвин СХОМАКЕР
Робин ВИНТЕРС (NL)
Робин ВИНТЕРС
Original Assignee
Акцо Нобель Н.В.
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 Акцо Нобель Н.В. filed Critical Акцо Нобель Н.В.
Publication of RU2008127307A publication Critical patent/RU2008127307A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2426688C2 publication Critical patent/RU2426688C2/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to a method of producing a layered double hydroxide containing a charge-compensating anion, comprising a step for obtaining a precursor suspension or solution containing a source of divalent or trivalent metal ions, water and a water-miscible solvent, in which at least 5 g/l precursor can be dissolved. The precursor suspension or solution is then treated to obtain layered double hydroxides, in which a charge-compensating anion precursor is added to the suspension or solution before, during or after treatment. If the charge-compensating anion is an organic anion, less than 50 wt % of the charge-compensating anion precursors per total weight of the charge-compensating anion precursors is a salt, if the charge-compensating anion is not a carbonate. The invention also relates to a layered double hydroxide obtained using the described method. ^ EFFECT: invention enables to lower alkalinity and amount of water in the layered double hydroxide. ^ 8 cl, 18 ex

Description

Изобретение относится к способу получения слоистых двойных гидроксидов.The invention relates to a method for producing layered double hydroxides.

Такие способы известны специалистам. Cavani et al. (Catalysis Today, 11 (1991), p. 173-301) описали различные способы получения слоистых двойных гидроксидов. Все рассмотренные способы осуществляют в воде. Carlino (Solid State Ionics, 98 (1997), p. 73-84) приводит различные препаративные способы интеркалирования карбоновых кислот в структуру слоистых двойных гидроксидов, в основном с использованием водных растворов.Such methods are known to those skilled in the art. Cavani et al. ( Catalysis Today , 11 (1991), p. 173-301) have described various methods for preparing layered double hydroxides. All considered methods are carried out in water. Carlino ( Solid State Ionics , 98 (1997), p. 73-84) provides various preparative methods for the intercalation of carboxylic acids into the structure of layered double hydroxides, mainly using aqueous solutions.

Большинство способов получения слоистых двойных гидроксидов осуществляют в воде, в результате чего конечный высушенный продукт содержит значительное количество воды. Кроме того, слоистые двойные гидроксиды, содержащие гидроксиды или органические анионы в качестве заряд-компенсирующих ионов, при повторном диспергировании в воде обычно образуют щелочные суспензии. Значительное количество воды и щелочная реакция традиционно полученных слоистых двойных гидроксидов может изменять механические и физические свойства получаемых композитных материалов, когда их смешивают с полимерными матрицами, например смешение может привести к деполимеризации.Most methods for producing layered double hydroxides are carried out in water, as a result of which the final dried product contains a significant amount of water. In addition, layered double hydroxides containing hydroxides or organic anions as charge-compensating ions usually form alkaline suspensions when redispersed in water. A significant amount of water and the alkaline reaction of traditionally obtained layered double hydroxides can change the mechanical and physical properties of the resulting composite materials when they are mixed with polymer matrices, for example, mixing can lead to depolymerization.

Поэтому предметом настоящего изобретения является предложение нового способа получения слоистых двойных гидроксидов, при котором можно снизить щелочность и/или количество воды в конечном продукте. Кроме того, предметом изобретения являются новые слоистые двойные гидроксиды.Therefore, the subject of the present invention is to propose a new method for producing layered double hydroxides in which the alkalinity and / or amount of water in the final product can be reduced. In addition, the subject of the invention are new layered double hydroxides.

Указанная цель достигается с помощью способа получения слоистых двойных гидроксидов, содержащих заряд-компенсирующие анионы, который включает стадии:This goal is achieved using the method of producing layered double hydroxides containing charge-compensating anions, which includes the steps of:

(а) получение суспензии или раствора предшественника, содержащего источник ионов двухвалентного металла, источник ионов трехвалентного металла, воду и смешивающийся с водой растворитель, в котором можно растворить по меньшей мере 5 г/л предшественника заряд-компенсирующих ионов;(a) preparing a suspension or solution of a precursor comprising a source of divalent metal ions, a source of trivalent metal ions, water and a water miscible solvent in which at least 5 g / l of the charge-compensating ion precursor can be dissolved;

(b) обработка суспензии или раствора предшественника для получения слоистых двойных гидроксидов,(b) processing the suspension or solution of the precursor to obtain layered double hydroxides,

в котором предшественник заряд-компенсирующих ионов добавляют в суспензию или в раствор до, во время или после стадии (b) и в котором, если заряд-компенсирующий анион является органическим анионом, не менее 50 масс.% предшественников заряд-компенсирующих анионов в расчете на общую массу предшественников заряд-компенсирующих анионов представляют собой соль при условии, что заряд-компенсирующий анион не является карбонатом.in which the precursor of charge-compensating ions is added to the suspension or solution before, during or after stage (b) and in which, if the charge-compensating anion is an organic anion, at least 50 wt.% of the precursors of charge-compensating anions based on the total mass of the charge-compensating anion precursors is a salt, provided that the charge-balancing anion is not a carbonate.

Использование растворителя в способе настоящего изобретения позволяет получать слоистые двойные гидроксиды, содержащие сравнительно низкое количество воды. Слоистые двойные гидроксиды обычно обладают повышенной термостабильностью.The use of a solvent in the method of the present invention allows to obtain layered double hydroxides containing a relatively low amount of water. Layered double hydroxides usually exhibit enhanced thermal stability.

Способ настоящего изобретения особенно пригоден для получения слоистых двойных гидроксидов, содержащих органические анионы в качестве заряд-компенсирующих анионов. Такие слоистые двойные гидроксиды, модифицированные органическими соединениями, обладают пониженной щелочностью, т.е. при повторном диспергировании, например, в воде они будут иметь более низкий рН, чем традиционные слоистые двойные гидроксиды, полученные обычным способом. С помощью способа настоящего изобретения можно достичь более высокой степени интеркаляции органических анионов. В целом слоистые двойные гидроксиды и в частности слоистые двойные гидроксиды, модифицированные органическими соединениями, будут обладать повышенной совместимостью с полимером, с которым их будут смешивать.The method of the present invention is particularly suitable for producing layered double hydroxides containing organic anions as charge-compensating anions. Such layered double hydroxides modified with organic compounds have a reduced alkalinity, i.e. when redispersed, for example, in water, they will have a lower pH than traditional layered double hydroxides obtained in the usual way. Using the method of the present invention, a higher degree of intercalation of organic anions can be achieved. In general, layered double hydroxides, and in particular layered double hydroxides modified with organic compounds, will have increased compatibility with the polymer with which they will be mixed.

В способе данного изобретения растворитель может быть любым смешивающимся с водой растворителем, в котором можно растворить по меньшей мере 5 г/л предшественника заряд-компенсирующего аниона. Смешиваемость растворителя с водой можно оценить с помощью ASTM D 1722-98. Растворимость предшественника анионов может зависеть от рН и/или температуры смеси. В способе настоящего изобретения выбраны такие условия, как, например, температура реакции, что позволяет растворить по меньшей мере 5 г/л предшественника заряд-компенсирующего аниона. Примеры таких растворителей включают спирты, такие как метанол, этанол, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутанол, изобутанол и трет-бутанол; алканполиолы, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль и глицерин; простые эфиры, такие как диметиловый эфир, диэтиловый эфир или дибутиловый эфир; диэфиры алканполиолов, такие как диметилэтиленгликоль, диэтилэтиленгликоль, диметилпропиленгликоль и диэтилпропиленгликоль, и алкоксилированные спирты формулыIn the method of the present invention, the solvent may be any water-miscible solvent in which at least 5 g / L of the charge-compensating anion precursor can be dissolved. The miscibility of the solvent with water can be estimated using ASTM D 1722-98. The solubility of the anion precursor may depend on the pH and / or temperature of the mixture. In the method of the present invention, conditions are selected such as, for example, the reaction temperature, which allows the dissolution of at least 5 g / l of the charge-compensating anion precursor. Examples of such solvents include alcohols such as methanol, ethanol, n- propyl alcohol, isopropyl alcohol, n- butanol, isobutanol and tert- butanol; alkanopoliols such as ethylene glycol, propylene glycol and glycerin; ethers such as dimethyl ether, diethyl ether or dibutyl ether; alkane polyol diesters such as dimethylene glycol, diethylene glycol, dimethylpropylene glycol and diethylpropylene glycol, and alkoxylated alcohols of the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где R1 представляет собой C16-алкил или фенил, R2 является водородом или метилом и n является целым числом 1-5; амины, такие как триэтиламин; неионные полимерные растворители, такие как полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли, лаурилполиэтиленгликоль; ионные жидкости; пиридины; диметилсульфоксиды и пирролидоны, такие как н-метилпирролидон.where R 1 represents a C 1 -C 6 -alkyl or phenyl, R 2 is hydrogen or methyl and n is an integer of 1-5; amines such as triethylamine; nonionic polymeric solvents such as polyethylene glycols, polypropylene glycols, lauryl polyethylene glycol; ionic liquids; pyridines; dimethyl sulfoxides and pyrrolidones, such as n-methylpyrrolidone.

В одном варианте растворитель представляет собой вещество, которое может образовать азеотроп с водой. Использование азеотропной смеси в способе данного изобретения способствует более легкому удалению растворителя и более эффективному удалению воды. Предпочтительно, чтобы растворитель был спиртом, содержащим одну гидроксильную группу. Примеры таких спиртов включают одноатомные спирты типа метанола, этанола, н-пропилового спирта, изопропилового спирта, н-бутанола, изобутанола и трет-бутанола и алкоксилированные спирты, указанные выше.In one embodiment, the solvent is a substance that can form an azeotrope with water. The use of an azeotropic mixture in the method of the present invention facilitates easier removal of the solvent and more efficient removal of water. Preferably, the solvent is an alcohol containing one hydroxyl group. Examples of such alcohols include monohydric alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butanol, isobutanol and tert-butanol and the alkoxylated alcohols mentioned above.

В одном варианте настоящего изобретения растворитель представляет собой алкоксилированный спирт. Примеры таких алкоксилированных спиртов включают монометиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир этиленгликоля, моно-н-пропиловый эфир этиленгликоля, моноизопропиловый эфир этиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля, моно-трет-бутиловый эфир этиленгликоля, моногексиловый эфир этиленгликоля, монофениловый эфир этиленгликоля, 2-этилгексиловый эфир этиленгликоля, монометиловый эфир диэтиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, моно-н-пропиловый эфир диэтиленгликоля, моноизопропиловый эфир диэтиленгликоля, монобутиловый эфир диэтиленгликоля, монометиловый эфир пропиленгликоля, моноэтиловый эфир пропиленгликоля, монопропиловый эфир пропиленгликоля, моноизопропиловый эфир пропиленгликоля, монобутиловый эфир пропиленгликоля, моно-трет-бутиловый эфир пропиленгликоля, моногексиловый эфир пропиленгликоля, монофениловый эфир пропиленгликоля, монометиловый эфир дипропиленгликоля, моноэтиловый эфир дипропиленгликоля, моно-н-пропиловый эфир дипропиленгликоля, моноизопропиловый эфир дипропиленгликоля и монобутиловый эфир дипропиленгликоля. Из этих спиртов менее предпочтительны монометиловый эфир этиленгликоля и моноэтиловый эфир этиленгликоля, т.к. они тератогенны и могут вызвать проблемы со здоровьем.In one embodiment of the present invention, the solvent is an alkoxylated alcohol. Examples of such alkoxylated alcohols include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-isopropyl ether, ethylene glycol mono-butyl ethylene glycol ether, mono-tert-butyl ether of ethylene glycol glycol mono-tert-butyl ether monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n -propilovy ether, diethylene glycol monoisopropyl ether diethylene glycol monobutyl Marketing ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monoisopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol mono t-butyl ether, propylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monophenyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono dipropylene glycol n- propyl ether, dipropylene glycol monoisopropyl ether and dipropylene glycol monobutyl ether. Of these alcohols, ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether are less preferred since they are teratogenic and can cause health problems.

Наиболее предпочтительными алкоксилированными спиртами являются монометиловый эфир пропиленгликоля и моноэтиловый эфир пропиленгликоля. Растворители доступны, например, от Shell (Oxitol/Proxitol), Dow (Dowanol) и Union Carbide (Carbitol/Cellosolve).The most preferred alkoxylated alcohols are propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether. Solvents are available, for example, from Shell (Oxitol / Proxitol), Dow (Dowanol) and Union Carbide (Carbitol / Cellosolve).

В способе данного изобретения можно также использовать два или более растворителей. Кроме того, можно использовать другой органический растворитель, не смешивающийся с водой и/или в котором можно растворить не менее 5 г/л предшественника заряд-компенсирующего аниона. Подходящие примеры таких органических растворителей включают алканы, такие как пентан, гексан и гептан; кетоны, такие как метиламилкетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон и циклогексанон; сложные эфиры, такие как этилацетат и бутилацетат; ненасыщенные сложные эфиры акриловой кислоты, такие как бутилакрилат, метилметакрилат, гексаметилендиакрилат и триметилолпропантриакрилат, и ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол и ксилол.Two or more solvents may also be used in the method of the invention. In addition, you can use another organic solvent that is not miscible with water and / or in which at least 5 g / l of the charge-compensating anion precursor can be dissolved. Suitable examples of such organic solvents include alkanes such as pentane, hexane and heptane; ketones such as methylamyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; unsaturated acrylic esters such as butyl acrylate, methyl methacrylate, hexamethylene diacrylate and trimethylol propane triacrylate, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene.

Количества воды и растворителя, применяемые в способе данного изобретения, могут варьироваться в широком интервале. В одном варианте изобретения количество растворителя составляет менее 50 масс.% в расчете на общую массу воды и растворителя, предпочтительно менее 40 масс.% и наиболее предпочтительно менее 30 масс.%.The amounts of water and solvent used in the method of this invention can vary over a wide range. In one embodiment of the invention, the amount of solvent is less than 50 wt.% Based on the total weight of water and solvent, preferably less than 40 wt.% And most preferably less than 30 wt.%.

Источники ионов двухвалентного металла и ионов трехвалентного металла, используемые в способах настоящего изобретения, могут быть любыми, известными специалистам в данной области. Эти источники включают нитраты, хлориды, перхлораты, а также алюминаты. Нерастворимые или частично нерастворимые источники ионов двухвалентных и трехвалентных металлов обычно включают оксиды или гидроксиды, карбонаты двухвалентных и трехвалентных металлов. Предпочтительно, чтобы источники были нерастворимыми или частично растворимыми. Наиболее предпочтительно, чтобы источники ионов двухвалентных и трехвалентных металлов были оксидами или гидроксидами.Sources of divalent metal ions and trivalent metal ions used in the methods of the present invention can be any known to those skilled in the art. These sources include nitrates, chlorides, perchlorates, as well as aluminates. Insoluble or partially insoluble sources of divalent and trivalent metal ions typically include oxides or hydroxides, carbonates of divalent and trivalent metals. Preferably, the sources are insoluble or partially soluble. Most preferably, the sources of divalent and trivalent metal ions are oxides or hydroxides.

В контексте настоящей заявки «растворимые соли» относятся к источникам ионов двухвалентных и трехвалентных металлов, которые полностью растворяются и образуют прозрачный раствор при комнатной температуре. В контексте настоящей заявки термин «нерастворимый или частично нерастворимый» относится к источникам, которые растворяются не полностью и образуют суспензию при комнатной температуре.In the context of the present application, “soluble salts” refer to sources of divalent and trivalent metal ions that completely dissolve and form a clear solution at room temperature. In the context of this application, the term "insoluble or partially insoluble" refers to sources that do not completely dissolve and form a suspension at room temperature.

Примеры ионов двухвалентных металлов включают Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+ и Mg2+. Примеры ионов трехвалентных металлов включают Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+ и Ga3+. В слоистых двойных гидроксидах, получаемых по способу данного изобретения, можно использовать три и более ионов металлов. Среди таких ионов предпочтительна комбинация Mg2+ и Al3+.Examples of divalent metal ions include Zn 2+ , Mn 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cu 2+ , Sn 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ and Mg 2+ . Examples of trivalent metal ions include Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Co 3+ , Mn 3+ , Ni 3+ , Ce 3+, and Ga 3+ . In layered double hydroxides obtained by the method of this invention, you can use three or more metal ions. Among these ions, a combination of Mg 2+ and Al 3+ is preferred.

Примеры подходящих источников магния, которые нерастворимы или частично нерастворимы, включают оксид магния, гидроксид магния, основной карбонат, бикарбонат магния, доломит и сепиолит. Возможна также комбинация двух или более источников магния.Examples of suitable sources of magnesium that are insoluble or partially insoluble include magnesium oxide, magnesium hydroxide, basic carbonate, magnesium bicarbonate, dolomite and sepiolite. A combination of two or more sources of magnesium is also possible.

Источником алюминия, который нерастворим или частично нерастворим, обычно является гидроксид или оксид алюминия. Примерами таких источников алюминия являются тригидроксид алюминия, например гиббсит и байерит, оксогидроксид алюминия, такой как бемит, диаспор или гетит, или переходные оксиды алюминия, которые известны специалистам.A source of aluminum that is insoluble or partially insoluble is usually hydroxide or alumina. Examples of such aluminum sources are aluminum trihydroxide, for example gibbsite and bayerite, aluminum oxyhydroxide, such as boehmite, diaspore or goethite, or transitional aluminum oxides, which are known in the art.

Благодаря использованию в способе данного изобретения указанных нерастворимых или частично растворимых источников ионов двухвалентных и трехвалентных металлов предлагаемый способ является более экологически безопасным, т.к. в сточных водах способа остается значительно меньше солей, если они там вообще есть. Кроме того, источники ионов двухвалентных и трехвалентных металлов и, в частности, источники магния и алюминия обычно дешевле соответствующих солей, обычно применяемых при получении слоистых двойных гидроксидов. Кроме того, способ данного изобретения обычно проще, т.к. включает меньшее число стадий и/или не требует обработки сточных вод. Кроме того, эти способы можно осуществить значительно быстрее, что в свою очередь повышает скорость производства слоистого двойного гидроксида, модифицированного органическими соединениями, по сравнению с традиционными способами.Due to the use of the indicated insoluble or partially soluble sources of divalent and trivalent metal ions in the method of the present invention, the proposed method is more environmentally friendly, because significantly less salts are left in the process effluent, if any. In addition, sources of ions of divalent and trivalent metals and, in particular, sources of magnesium and aluminum are usually cheaper than the corresponding salts, usually used in the preparation of layered double hydroxides. In addition, the method of the present invention is usually simpler, because includes fewer stages and / or does not require wastewater treatment. In addition, these methods can be implemented much faster, which in turn increases the production rate of a layered double hydroxide modified with organic compounds, compared with traditional methods.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения нерастворимые или частично растворимые источники ионов двухвалентных и трехвалентных металлов и, в частности, источники магния и алюминия измельчают перед стадией (b). В способах данного изобретения источники ионов двухвалентных и трехвалентных металлов имеют величину d50 менее 20 мкм и величину d90 менее 50 мкм. Предпочтительно, чтобы d50 был меньше 15 мкм и d90 был меньше 40 мкм, более предпочтительно d50 меньше 10 мкм, а d90 меньше 30 мкм, и даже более предпочтительно d50 меньше 8 мкм и d90 меньше 20 мкм, и наиболее предпочтительно d50 меньше 6 мкм, а d90 меньше 10 мкм. Распределение частиц по размерам можно определить методами, известными специлистами, например лазерной дифракцией согласно DIN 13320. Стадия измельчения позволяет ускорить образование слоистых двойных гидроксидов. Она может также уменьшить количество примесей, таких как гиббсит или брусит, когда источником ионов двухвалентных и трехвалентных металлов являются источники магния и алюминия.In a preferred embodiment of the present invention, insoluble or partially soluble sources of divalent and trivalent metal ions and, in particular, magnesium and aluminum sources are ground prior to step (b). In the methods of this invention, the sources of divalent and trivalent metal ions have a d50 value of less than 20 microns and a d90 value of less than 50 microns. Preferably, d50 is less than 15 microns and d90 is less than 40 microns, more preferably d50 is less than 10 microns, and even more preferably d50 is less than 8 microns and d90 is less than 20 microns, and most preferably d50 is less than 6 microns, and d90 is less than 10 microns. The particle size distribution can be determined by methods known to those skilled in the art, for example by laser diffraction according to DIN 13320. The grinding step accelerates the formation of layered double hydroxides. It can also reduce the amount of impurities, such as gibbsite or brucite, when the source of ions of divalent and trivalent metals are sources of magnesium and aluminum.

В контексте настоящей заявки термины «обработка» и «обработанный», например обработка на стадии (b), относится к обработке суспензии при повышенных температурах. Такая обработка может быть термообработкой или сольвотермической обработкой. В контексте настоящей заявки термины «термообработка» и «термально» относится к обработке суспензии или раствора при атмосферном давлении. Температура обычно составляет 40-120°С, предпочтительно 50-100°С и наиболее предпочтительно 60-90°С.In the context of this application, the terms “processing” and “processed”, for example, the processing in step (b), refers to the processing of a suspension at elevated temperatures. Such treatment may be heat treatment or solvothermal treatment. In the context of this application, the terms "heat treatment" and "thermal" refers to the processing of a suspension or solution at atmospheric pressure. The temperature is usually 40-120 ° C., Preferably 50-100 ° C. And most preferably 60-90 ° C.

Кроме того, термины «сольвотермическая обработка» и «сольвотермически» относится к обработке суспензии или раствора предшественника при давлении выше атмосферного и температуре, обычно более высокой, чем температура кипения суспензии или раствора предшественника при атмосферном давлении. Давление обычно составляет 1-200 бар, предпочтительно 2-150 бар и наиболее предпочтительно 3-100 бар. Обычно температура равна 100°С или выше, предпочтительно 100-300°С, более предпочтительно 110-250°С и наиболее предпочтительно 120-200°С.In addition, the terms “solvothermal treatment” and “solvothermally” refer to the treatment of a suspension or precursor solution at a pressure higher than atmospheric pressure and a temperature usually higher than the boiling point of a suspension or solution of a precursor at atmospheric pressure. The pressure is usually 1-200 bar, preferably 2-150 bar, and most preferably 3-100 bar. Typically, the temperature is 100 ° C or higher, preferably 100-300 ° C, more preferably 110-250 ° C, and most preferably 120-200 ° C.

Способ данного изобретения можно осуществлять в отсутствие СО2 или любого карбоната в суспензии предшественника, чтобы быть уверенным, что карбонат не будет инкорпорирован в слоистый двойной гидроксид в качестве заряд-компенсирующего аниона.The method of the present invention can be carried out in the absence of CO 2 or any carbonate in the precursor suspension to ensure that the carbonate will not be incorporated into the layered double hydroxide as a charge-compensating anion.

Способ данного изобретения также относится к получению слоистого двойного гидроксида, содержащего органический анион в качестве заряд-компенсирующего аниона. Такие слоистые двойные гидроксиды называют «органически модифицированными слоистыми двойными гидроксидами» или «органоглинами».The method of the invention also relates to the production of a layered double hydroxide containing an organic anion as a charge-compensating anion. Such layered double hydroxides are called “organically modified layered double hydroxides” or “organoclay”.

В одном варианте изобретения органический анион добавляют в суспензию или раствор предшественника до или во время стадии (b). Таким образом, органически модифицированный слоистый двойной гидроксид получают в одну стадию, что делает способ более простым и быстрым и, следовательно, более привлекательным экономически.In one embodiment of the invention, the organic anion is added to the suspension or solution of the precursor before or during step (b). Thus, an organically modified layered double hydroxide is obtained in a single step, which makes the process simpler and faster and therefore more economically attractive.

Предшественник заряд-компенсирующего аниона может быть солью щелочного или щелочноземельного металла, или солью двухвалентного и/или трехвалентного металла, или кислотой, или их смесью. В способе настоящего изобретения менее 50 масс.% заряд-компенсирующих анионов в расчете на общую массу предшественников заряд-компенсирующих анионов вводят в суспензию в виде соли. Для того чтобы уменьшить количество соли в сточных водах, предпочтительно использовать смесь кислоты органического аниона с солью двухвалентного и/или трехвалентного металла и органического аниона или кислоты органического аниона. Как показано выше, менее 50 масс.% заряд-компенсирующих анионов в расчете на общую массу предшественников заряд-компенсирующих анионов используют в виде соли, предпочтительно менее 30 масс.% заряд-компенсирующих анионов представляют собой соль и более предпочтительно менее 10 масс.% заряд-компенсирующих анионов представляют собой соль. Важно отметить тот факт, что для еще большего уменьшения количества солей в сточных водах и/или в конечном продукте в способе изобретения отсутствуют соли заряд-компенсирующих анионов.The charge compensating anion precursor may be an alkali or alkaline earth metal salt, or a divalent and / or trivalent metal salt, or an acid, or a mixture thereof. In the method of the present invention, less than 50 wt.% Charge-compensating anions, based on the total weight of the charge-compensating anion precursors, are added to the suspension in the form of a salt. In order to reduce the amount of salt in the wastewater, it is preferable to use a mixture of an acid of an organic anion with a salt of a divalent and / or trivalent metal and an organic anion or acid of an organic anion. As shown above, less than 50 wt.% Charge-compensating anions based on the total weight of the charge-compensating anion precursors are used in the form of a salt, preferably less than 30 wt.% Of the charge-compensating anions are salt and more preferably less than 10 wt.% Charge -compensating anions are a salt. It is important to note the fact that in order to further reduce the amount of salts in the wastewater and / or in the final product, the salts of charge-compensating anions are absent in the method of the invention.

В одном варианте изобретения заряд-компенсирующий анион является органическим. Предшественник органического аниона может быть солью щелочного или щелочноземельного металла, или солью двухвалентного и/или трехвалентного металла, или кислотой, или их смесью. Органические анионы можно использовать в количествах, указанных выше.In one embodiment of the invention, the charge-compensating anion is organic. The organic anion precursor may be an alkali or alkaline earth metal salt, or a divalent and / or trivalent metal salt, or an acid, or a mixture thereof. Organic anions can be used in the amounts indicated above.

Подходящие примеры органических анионов включают уксусную кислоту, янтарную кислоту, терефталевую кислоту, бензойную кислоту, каприловую кислоту, каприновую кислоту, лауриловую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, арахидоновую кислоту, деценовую кислоту, пальмитолеиновую кислоту, олеиновую кислоту, линолевую кислоту, линоленовую кислоту и канифоль.Suitable examples of organic anions include acetic acid, succinic acid, terephthalic acid, benzoic acid, caprylic acid, capric acid, lauryl acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidonic acid, decenoic acid, palmitoleic acid, palmitoleic acid, palmitoleic acid linolenic acid and rosin.

Рекомендуется добавлять часть органических анионов до или во время стадии (b) и остальную часть добавлять после образования слоистого двойного гидроксида.It is recommended that part of the organic anions be added before or during step (b) and the rest is added after the formation of a layered double hydroxide.

Альтернативно, органический анион добавляют после образования слоистого двойного гидроксида, когда слоистый двойной гидроксид уже содержит заряд-компенсирующий анион, который выбирают из группы, состоящей из гидроксила, нитрата, хлорида, бромида, фосфата, фосфоната, сульфоната, сульфата, бисульфата или их смесей. Данное изобретение относится к описанному выше способу, включающему также стадии:Alternatively, the organic anion is added after the formation of the layered double hydroxide, when the layered double hydroxide already contains a charge-compensating anion, which is selected from the group consisting of hydroxyl, nitrate, chloride, bromide, phosphate, phosphonate, sulfonate, sulfate, bisulfate, or mixtures thereof. This invention relates to the method described above, which also includes the steps of:

(с) получение суспензии из суспендирующей среды и слоистого двойного гидроксида, содержащего заряд-компенсирующий анион, который выбирают из группы, состоящей из гидроксила, нитрата, фосфата, фосфоната, сульфоната, сульфата, бисульфата и галогенида;(c) obtaining a suspension from a suspending medium and a layered double hydroxide containing a charge-compensating anion, which is selected from the group consisting of hydroxyl, nitrate, phosphate, phosphonate, sulfonate, sulfate, bisulfate and halide;

(d) обработку суспензии для получения органически модифицированного слоистого двойного гидроксида, причем предшественник органического аниона добавляют во время стадии (с) или (d).(d) treating the suspension to obtain an organically modified layered double hydroxide, wherein the organic anion precursor is added during step (c) or (d).

Предпочтительно выбирать заряд-компенсирующий анион слоистого двойного гидроксида (LDH), используемый на стадии (с), из группы, состоящей из гидроксила, нитрата, хлорида, бромида или их смесей. Указанный заряд-компенсирующий анион легко обменять с органическим анионом. Этот обмен можно ускорить с помощью растворителя по данному изобретению, что невозможно в аналогичных способах, осуществляемых в воде.It is preferable to select the charge-compensating anion of the layered double hydroxide (LDH) used in step (c) from the group consisting of hydroxyl, nitrate, chloride, bromide or mixtures thereof. The indicated charge-compensating anion is easily exchanged with an organic anion. This exchange can be accelerated using the solvent of this invention, which is not possible in similar methods carried out in water.

Альтернативно, изобретение относится к способу получения слоистого двойного гидроксида, содержащего органический анион в качестве заряд-компенсирующего аниона, который включает стадии:Alternatively, the invention relates to a method for producing a layered double hydroxide containing an organic anion as a charge-compensating anion, which comprises the steps of:

(а) получение суспензии слоистого двойного гидроксида, содержащего заряд-компенсирующий анион, который выбирают из группы, состоящей из гидроксила, нитрата, фосфата, фосфоната, сульфоната, сульфата, бисульфата и галогенида, растворитель и необязательно воду;(a) preparing a suspension of a layered double hydroxide containing a charge-compensating anion, which is selected from the group consisting of hydroxyl, nitrate, phosphate, phosphonate, sulfonate, sulfate, bisulfate and halide, a solvent and optionally water;

(b) обработку суспензии или раствора предшественника для получения слоистого двойного гидроксида,(b) processing the suspension or solution of the precursor to obtain a layered double hydroxide,

причем предшественник органического аниона добавляют в суспензию во время стадии (а) или (b) и растворитель смешивается с водой и может содержать по меньшей мере 5 г/л растворенного в нем предшественника органического аниона.wherein the organic anion precursor is added to the suspension during step (a) or (b) and the solvent is mixed with water and may contain at least 5 g / l of the organic anion precursor dissolved therein.

Используемый слоистый двойной гидроксид может быть слоистым двойным гидроксидом, полученным по способу настоящего изобретения, или, альтернативно, слоистый двойной гидроксид можно получить традиционными способами.The layered double hydroxide used may be a layered double hydroxide obtained by the method of the present invention, or, alternatively, a layered double hydroxide can be obtained by conventional methods.

Если способ изобретения включает стадию обмена заряд-компенсирующих анионов с органическими анионами после того, как образовался слоистый двойной гидроксид, стадию образования LDH и стадию обмена можно проводить термически или сольвотермически или стадию образования можно проводить термически, а стадию обмена гидротермально или наоборот.If the method of the invention includes a step of exchanging charge-compensating anions with organic anions after a layered double hydroxide is formed, the step of forming LDH and the step of exchange can be carried out thermally or solvothermally, or the step of formation can be carried out thermally, and the step of exchange is hydrothermal or vice versa.

В контексте настоящей заявки термин «заряд-компенсирующий анион» относится к анионам, которые компенсируют дефицит электростатического заряда на кристаллических чешуйках LDH. Поскольку LDH обычно имеет слоистую структуру, заряд-компенсирующие анионы могут располагаться между слоями, на ребрах или внешней поверхности соседних слоев LDH. Такие анионы, локализованные в межслойном пространстве соединенных слоев LDH, называют интеркалированными ионами.In the context of this application, the term “charge-compensating anion” refers to anions that compensate for the deficiency of electrostatic charge on LDH crystalline flakes. Since LDH usually has a layered structure, charge-compensating anions can be located between layers, on the edges, or on the outer surface of adjacent LDH layers. Such anions localized in the interlayer space of the joined LDH layers are called intercalated ions.

Такие соединенные LDH, содержащие органический анион или органоглину, могут также расслаиваться или отслаиваться, например, в полимерной матрице. В контексте настоящего описания термин «расслаивание» определяют как уменьшение средней степени слипания частиц LDH за счет по меньшей мере частичного нарушения слоистой структуры LDH, что приводит к материалу, содержащему в объеме значительно больше отдельных чешуек LDH. Термин «отслаивание» определяют как полное расслаивание, т.е. исчезновение периодичностии в направлении, перпендикулярном чешуйкам LDH, что приводит к хаотическому диспергированию отдельных слоев в среде и отсутствию какой-либо упорядоченности.Such combined LDHs containing an organic anion or organoclay can also delaminate or exfoliate, for example, in a polymer matrix. In the context of the present description, the term "delamination" is defined as a decrease in the average degree of adhesion of LDH particles due to at least partial disruption of the layered structure of LDH, which leads to a material containing significantly more individual LDH flakes in volume. The term “peeling” is defined as complete peeling, i.e. the disappearance of periodicity in the direction perpendicular to the LDH flakes, which leads to chaotic dispersion of individual layers in the medium and the absence of any ordering.

Набухание или расширение LDH, называемое также интеркаляцией в LDH, можно наблюдать с помощью рентгеновской дифракции (XRD), т.к. положение базальных плоскостей, т.е. рефлексов d(001), указывает на расстояние между слоями, которое возрастает после интеркаляции.Swelling or expansion of LDH, also called intercalation in LDH, can be observed using x-ray diffraction (XRD), because position of basal planes, i.e. reflexes d (001) , indicates the distance between the layers, which increases after intercalation.

Уменьшение средней степени слипания можно наблюдать как уширение вплоть до исчезновения рентгенодифракционных линий или как увеличение асимметрии базальных рефлексов (001).A decrease in the average degree of adhesion can be observed as broadening up to the disappearance of X-ray diffraction lines or as an increase in the asymmetry of basal reflexes (001) .

Характеризация полного расслоения, т.е. отслаивания, нуждается в анализе, но в целом о нем можно судить по полному исчезновению небазальных (hko)-рефлексов от первоначального LDH.Characterization of complete bundle, i.e. exfoliation, needs analysis, but in general it can be judged by the complete disappearance of non-basal ( hko ) reflexes from the initial LDH.

Упорядочение слоев и, следовательно, степень расслаивания можно определить методом просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ).The ordering of the layers and, therefore, the degree of delamination can be determined by transmission electron microscopy (TEM).

LDH по данному изобретению могут быть любыми LDH, известными специалистам, но морфология, физические и химические свойства могут быть разными. Обычно эти LDH являются минеральными LDH, способными расширяться или набухать. Такие LDH имеют слоистую структуру, состоящую из заряженных кристаллических чешуек (также называемых индивидуальными слоями LDH), чередующихся с заряд-компенсирующими анионами. Термины «расширяться» или «набухать» в контексте настоящей заявки относятся к увеличению расстояния между заряженными кристаллическими чешуйками. Расширяющиеся LDH могут набухать в подходящих растворителях, например в воде, и могут далее расширяться и модифицироваться путем обмена заряд-компенсирующих ионов с другими (органическими) ионами, компенсирующими заряд; такое модифицирование также известно как интеркаляция.The LDHs of this invention may be any LDHs known to those skilled in the art, but the morphology, physical and chemical properties may be different. Typically, these LDHs are mineral LDHs capable of expanding or swelling. Such LDHs have a layered structure consisting of charged crystalline flakes (also called individual LDH layers), alternating with charge-compensating anions. The terms "expand" or "swell" in the context of this application refers to an increase in the distance between charged crystalline flakes. Expanding LDHs can swell in suitable solvents, such as water, and can further expand and modify by exchanging charge-compensating ions with other (organic) charge-balancing ions; such modification is also known as intercalation.

Далее изобретение относится к слоистым двойным гидроксидам, которые можно получить по способу данного изобретения. Слоистые двойные гидроксиды согласно данному изобретению и, в частности, органически модифицированные слоистые двойные гидроксиды содержат мало воды, обладают пониженной щелочностью и повышенной термостабильностью по сравнению со слоистыми двойными гидроксидами, полученными в воде. LDH согласно данному изобретению обычно обладают повышенной совместимостью с полимерами, и их можно использовать в широком наборе полимеров, в частности в полимерах, свойства которых ухудшаются при смешении с LDH. В таких случаях полученный полимер будет обладать пониженной степенью деполимеризации, пониженной степенью обесцвечивания и/или пониженной степенью разрушения антиоксидантов.The invention further relates to layered double hydroxides, which can be obtained by the method of this invention. Layered double hydroxides according to this invention and, in particular, organically modified layered double hydroxides contain little water, have a lower alkalinity and increased thermal stability compared to layered double hydroxides obtained in water. The LDHs of the present invention generally have enhanced compatibility with polymers and can be used in a wide variety of polymers, in particular in polymers whose properties deteriorate when mixed with LDH. In such cases, the resulting polymer will have a reduced degree of depolymerization, a reduced degree of discoloration and / or a reduced degree of degradation of antioxidants.

Благодаря пониженной щелочности полученных органически модифицированных слоистых гидроксидов при применении в смеси соединений, используемых для вулканизации резины серой, они будут слабее влиять на время вулканизации по сравнению с немодифицированными слоистыми двойными гидроксидами.Due to the reduced alkalinity of the obtained organically modified layered hydroxides when used in a mixture of compounds used for the vulcanization of sulfur rubber, they will have a weaker effect on the vulcanization time compared to unmodified layered double hydroxides.

В одном варианте изобретения можно получать LDH с морфологией, которая будет отличаться от морфологии традиционных LDH. Среднее отношение длины к диаметру (отношение L/D) у индивидуальных пластинок в LDH или органически модифицированных LDH может быть больше 200; предпочтительно, чтобы отношение L/D было равно по меньшей мере 300, более предпочтительно, чтобы отношение L/D было равно по меньшей мере 500, и даже более предпочтительно, чтобы отношение L/D было равно по меньшей мере 1000. Отношение L/D можно определить методом электронной микроскопии, например сканирующей электронной микроскопии (SEM) и/или ТЕМ. Длина является наибольшим размером пластинок в направлении, перпендикулярном направлению слипания, а диаметр относится к толщине частиц глины в направлении слипания. Если глина расслоилась и/или отслоилась, диаметр может стать равным толщине одного слоя.In one embodiment of the invention, LDH can be obtained with a morphology that will be different from the morphology of traditional LDH. The average length to diameter ratio (L / D ratio) for individual plates in LDH or organically modified LDH may be greater than 200; it is preferred that the L / D ratio is at least 300, more preferably that the L / D ratio is at least 500, and even more preferably, the L / D ratio is at least 1000. The L / D ratio can be determined by electron microscopy, for example scanning electron microscopy (SEM) and / or TEM. The length is the largest size of the plates in a direction perpendicular to the direction of adhesion, and the diameter refers to the thickness of the clay particles in the direction of adhesion. If the clay has exfoliated and / or exfoliated, the diameter may become equal to the thickness of one layer.

Слоистые двойные гидроксиды согласно данному изобретению имеют слоистую структуру, и их состав соответствует общей формуле:Layered double hydroxides according to this invention have a layered structure, and their composition corresponds to the General formula:

[Mm2+Mn3+(OH)2m+2n]Xn/zz-.bH2O[M m 2+ M n 3+ (OH) 2m + 2n ] X n / z z- .bH 2 O (I)(I)

где М2+ является ионом двухвалентного металла, таким как Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+ и Mg2+, М3+ является ионом трехвалентного металла, таким как Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+ и Ga3+, m и n имеют такие значения, что отношение m/n = 1-10 и b имеет величину в интервале 0-10. Х является заряд-компенсирующим анионом, известным специалистам в данной области. Заряд-компенсирующий анион может быть органическим или неорганическим. Предполагается использовать один или несколько органических анионов и/или один или несколько неорганических анионов.where M 2+ is a divalent metal ion such as Zn 2+ , Mn 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Cu 2+ , Sn 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ and Mg 2+ , M 3+ is a trivalent metal ion, such as Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Co 3+ , Mn 3+ , Ni 3+ , Ce 3+ and Ga 3+ , m and n have the meanings that the ratio m / n = 1-10 and b has a value in the range of 0-10. X is a charge-compensating anion known to those skilled in the art. The charge-compensating anion may be organic or inorganic. It is intended to use one or more organic anions and / or one or more inorganic anions.

Примеры известных неорганических анионов включают гидроксид, карбонат, бикарбонат, нитрат, хлорид, бромид, сульфонат, сульфат, бисульфат, ванадаты, вольфраматы, бораты, фосфаты, модифицирующие анионы типа HVO4-, V2O74-, HV2O124-, V3O93-, V10O286-, Mo7O246-, PW12O403-, B(OH)4-, B4O5(OH)42-, [B3O3(OH)4]-, [B3O3(OH)5]2-, HBO42-, HGaO32-, CrO42- и Кеггин-ионы. Предпочтительно выбирать неорганический анион из группы, состоящей из гидроксида, карбоната, бикарбоната, нитрата, хлорида, бромида, сульфоната, сульфата, бисульфата или их смесей.Examples of known inorganic anions include hydroxide, carbonate, bicarbonate, nitrate, chloride, bromide, sulfonate, sulfate, bisulfate, vanadates, tungstates, borates, phosphates, modifying anions such as HVO 4 - , V 2 O 7 4- , HV 2 O 12 4 - , V 3 O 9 3- , V 10 O 28 6- , Mo 7 O 24 6- , PW 12 O 40 3- , B (OH) 4 - , B 4 O 5 (OH) 4 2- , [B 3 O 3 (OH) 4 ] - , [B 3 O 3 (OH) 5 ] 2- , HBO 4 2- , HGaO 3 2- , CrO 4 2- and Keggin ions. It is preferable to select an inorganic anion from the group consisting of hydroxide, carbonate, bicarbonate, nitrate, chloride, bromide, sulfonate, sulfate, bisulfate, or mixtures thereof.

Органический анион, используемый в способе данного изобретения, может быть любым известным анионом. Органический анион, пригодный для использования в данном способе, можно получить из соли или кислоты с органическим анионом. Использование органического аниона, полученного из такой соли, как стеарат щелочного металла, может иметь преимущество благодаря более высокой растворимости в растворителе по сравнению с органическим анионом, полученным из кислоты. Альтернативно, органический анион, полученный из кислоты, может иметь то преимущество, что ионы соли не попадут в сточные воды, так что сточные воды не потребуют дополнительной обработки для удаления ионов соли, что делает способ более дешевым и простым.The organic anion used in the method of the present invention may be any known anion. An organic anion suitable for use in this method can be obtained from a salt or acid with an organic anion. The use of an organic anion derived from a salt such as alkali metal stearate may be advantageous due to its higher solubility in a solvent compared to an organic anion derived from an acid. Alternatively, an organic anion derived from an acid may have the advantage that the salt ions do not enter the wastewater, so that the wastewater does not require additional treatment to remove the salt ions, which makes the process cheaper and simpler.

Такие органические анионы включают моно-, ди- или поликарбоновые кислоты, сульфоновые кислоты, фосфоновые кислоты и серные кислоты. Предпочтительно, чтобы органический анион содержал по меньшей мере 2 атома углерода, более предпочтительно по меньшей мере 8 атомов углерода, даже более предпочтительно по меньшей мере 10 атомов углерода и наиболее предпочтительно по меньшей мере 12 атомов углерода, и при этом органический анион содержал бы не более 1000 атомов углерода, предпочтительно не более 500 атомов углерода, более предпочтительно не более 100 атомов углерода и наиболее предпочтительно не более 50 атомов углерода.Such organic anions include mono-, di- or polycarboxylic acids, sulfonic acids, phosphonic acids and sulfuric acids. Preferably, the organic anion contains at least 2 carbon atoms, more preferably at least 8 carbon atoms, even more preferably at least 10 carbon atoms and most preferably at least 12 carbon atoms, while the organic anion contains no more than 1000 carbon atoms, preferably not more than 500 carbon atoms, more preferably not more than 100 carbon atoms and most preferably not more than 50 carbon atoms.

Предпочтительно, чтобы органически модифицированные слоистые двойные гидроксиды, полученные по способу данного изобретения, имели расстояние между отдельными слоями более 1,5 нм. Это дает таким органически модифицированным слоистым двойным гидроксидам преимущество при использовании в полимерных матрицах. В полимерных матрицах (например, в нанокомпозитных материалах или композициях для нанесения) чем больше межслойное расстояние, тем легче обрабатывать слоистые двойные гидроксиды в полимерной матрице согласно данному изобретению, что, кроме того, позволяет легко расслаивать и/или отслаивать слоистые двойные гидроксиды, и это позволяет получать смеси модифицированных слоистых двойных гидроксидов и полимерной матрицы с улучшенными физическими свойствами. Предпочтительно, чтобы расстояние между слоями в LDH согласно изобретению составляло по меньшей мере 1,5 нм, более предпочтительно по меньшей мере 1,6 нм, даже более предпочтительно по меньшей мере 1,8 нм и наиболее предпочтительно по меньшей мере 2 нм. Расстояние между индивидуальными слоями можно определить методами рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ), как описано выше.Preferably, the organically modified layered double hydroxides obtained by the method of the present invention have a distance between individual layers of more than 1.5 nm. This gives such organically modified layered double hydroxides an advantage when used in polymer matrices. In polymer matrices (for example, in nanocomposite materials or compositions for applying), the greater the interlayer distance, the easier it is to process layered double hydroxides in the polymer matrix according to this invention, which, in addition, makes it easy to delaminate and / or peel layered double hydroxides, and this allows you to get a mixture of modified layered double hydroxides and a polymer matrix with improved physical properties. Preferably, the layer spacing in the LDH of the invention is at least 1.5 nm, more preferably at least 1.6 nm, even more preferably at least 1.8 nm, and most preferably at least 2 nm. The distance between the individual layers can be determined by x-ray diffraction and transmission electron microscopy (TEM), as described above.

Кроме того, предполагается, что заряд-компенсирующий органический анион содержит одну или несколько функциональных групп, таких как гидроксил, амин, карбоновая кислота и винил. При использовании таких органически модифицированных LDH в полимерных матрицах эти функциональные группы могут взаимодействовать или реагировать с полимером.In addition, it is contemplated that the charge-compensating organic anion contains one or more functional groups such as hydroxyl, amine, carboxylic acid, and vinyl. When using such organically modified LDHs in polymer matrices, these functional groups can interact or react with the polymer.

Подходящие примеры органических анионов согласно данному изобретению включают анионы монокарбоновых кислот, таких как жирные кислоты и канифоль.Suitable examples of organic anions according to this invention include anions of monocarboxylic acids, such as fatty acids and rosin.

В одном варианте органический анион является жирной кислотой с 8-22 атомами углерода или ее солью. Такая жирная кислота или ее соль могут быть насыщенной или ненасыщенной. Подходящими примерами таких жирных кислот или их солей являются каприловая кислота, каприновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, арахидоновая кислота, деценовая кислота, пальмитолеиновая кислота, олеиновая кислота, линолевая кислота, линоленовая кислота и их смеси.In one embodiment, the organic anion is a fatty acid with 8-22 carbon atoms or a salt thereof. Such a fatty acid or its salt may be saturated or unsaturated. Suitable examples of such fatty acids or their salts are caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidonic acid, decenoic acid, palmitoleic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and mixtures thereof.

В другом варианте настоящего изобретения органический анион представляет собой канифоль или ее соль. Канифоль получают из природных источников, она доступна и сравнительно недорога по сравнению с синтетическими органическими анионами. Типичными примерами природных источников канифоли являются живичная канифоль, древесная канифоль и канифоль из таллового масла. Обычно канифоль является суспензией широкого набора разных изомеров кислот монокарбоновой трициклической канифоли, обычно содержащих примерно 20 атомов углерода. Трициклические структуры различных кислот канифоли различаются главным образом положением двойных связей. Обычно канифоль является суспензией веществ, включающих левопимаровую кислоту, неоабиетиновую кислоту, палюстриновую кислоту, абиетиновую кислоту, дегидроабиетиновую кислоту, секо-дегидроабиетиновую кислоту, тетрагидроабиетиновую кислоту, дигидроабиетиновую кислоту, пимаровую кислоту и изопимаровую кислоту. Канифоль из природных источников также включает канифоли, т.е. суспензии канифоли, модифицированные полимеризацией, изомеризацией, диспропорционированием, гидрированием и по реакциям Дильса-Альдера с акриловой кислотой, ангидридами и сложными эфирами акриловой кислоты. Продукты, полученные такими способами, называют модифицированными канифолями. Натуральную канифоль можно также химически модифицировать любым способом, известным в данной области, например путем реакции карбоксильных групп канифоли с оксидами металлов, гидроксидами металлов или их солями с образованием канифольного мыла или солей (так называемых резинатов). Такие химически модифицированные канифоли называют производными канифоли.In another embodiment of the present invention, the organic anion is rosin or a salt thereof. Rosin is obtained from natural sources, it is available and relatively inexpensive compared to synthetic organic anions. Typical examples of natural sources of rosin are gum rosin, wood rosin and tall oil rosin. Typically, rosin is a suspension of a wide variety of different isomers of monocarboxylic tricyclic rosin acids, typically containing about 20 carbon atoms. The tricyclic structures of various rosin acids differ mainly in the position of the double bonds. Typically, rosin is a suspension of substances including levopimaric acid, neo-abietic acid, palustric acid, abietic acid, dehydroabietic acid, seco-dehydroabietic acid, tetrahydroabietic acid, dihydroabietic acid, and pimop. Rosin from natural sources also includes rosins, i.e. rosin suspensions modified by polymerization, isomerization, disproportionation, hydrogenation, and Diels-Alder reactions with acrylic acid, anhydrides, and acrylic esters. Products obtained by such methods are called modified rosins. Natural rosin can also be chemically modified by any method known in the art, for example by reacting the carboxy groups of rosin with metal oxides, metal hydroxides or their salts to form rosin soap or salts (so-called resinates). Such chemically modified rosins are called rosin derivatives.

Такие канифоли можно модифицировать или химически изменять путем введения органической группы, анионной группы или катионной группы. Органическая группа может быть замещенным или незамещенным алифатическим или ароматическим углеводородом с 1-40 атомами углерода. Анионная группа может быть любой анионной группой, известной специалистам, такой как карбосилатная или сульфонатная группы.Such rosins can be modified or chemically altered by introducing an organic group, an anionic group or a cationic group. The organic group may be a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon with 1-40 carbon atoms. The anionic group can be any anionic group known in the art, such as a carbosilate or sulfonate group.

Дальнейшие подробности о таких материалах на основе канифоли можно узнать из работ D.F.Zinkel and J. Russel (in Naval Stores, production-chemistry-utilization, 1989, New York, Section II, Chapter 9) and J.D.Class (“Resins, Natural”, Chapter 1: Rosins and Modified Rosins”, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, доступно on-line c 4 декабря 2000 г.).Further details on such rosin-based materials can be found in DFZinkel and J. Russel (in Naval Stores, production-chemistry-utilization , 1989, New York, Section II, Chapter 9) and JDClass (“Resins, Natural”, Chapter 1 : Rosins and Modified Rosins ”, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , available on-line from December 4, 2000).

В одном варианте интеркалированные ионы представляют собой смесь жирной кислоты и канифоли.In one embodiment, the intercalated ions are a mixture of fatty acid and rosin.

Обычно по меньшей мере 10% всего количества интеркалированных ионов в LDH согласно данному изобретению представляют собой органические анионы, предпочтительно по меньшей мере 30%, более предпочтительно по меньшей мере 60% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90% от общего количества интеркалированных ионов. В предпочтительном варианте по меньшей мере 10% от общего количества интеркалированных ионов представляют собой анионы жирных кислот или канифоли или суспензию обоих анионов, предпочтительно по меньшей мере 30%, более предпочтительно по меньшей мере 60% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90% от общего количества интеркалированных ионов представляют собой анион жирной кислоты или канифоли или смесь обоих анионов.Typically, at least 10% of the total amount of intercalated ions in the LDH according to this invention are organic anions, preferably at least 30%, more preferably at least 60% and most preferably at least 90% of the total number of intercalated ions. In a preferred embodiment, at least 10% of the total amount of intercalated ions are fatty acid anions or rosins or a suspension of both anions, preferably at least 30%, more preferably at least 60% and most preferably at least 90% of the total intercalated ions are an anion of a fatty acid or rosin, or a mixture of both anions.

При получении органически модифицированных LDH мольное соотношение между заряд-компенсирующими анионами и алюминием, содержащимися в LDH, может быть любым. Соотношение может быть в пределах от 10:1 до 1:10, предпочтительно от 5:1 до 1:5 и наиболее предпочтительно от 2:1 до 1:2. Предлагается использовать соотношение, равное 1.In the preparation of organically modified LDHs, the molar ratio between the charge-compensating anions and the aluminum contained in the LDH can be any. The ratio may be in the range from 10: 1 to 1:10, preferably from 5: 1 to 1: 5, and most preferably from 2: 1 to 1: 2. It is proposed to use a ratio of 1.

LDH согласно данному изобретению включают гидроталькиты и подобные гидроталькиту вещества, такие как мейкснерит, манассеит, пироаурит, сьогренит, стихтит, барберонит, таковит, реевезит и дезаутельзит. Предпочтительным LDH является гидроталькит, который представляет собой LDH со слоистой структурой, соответствующей общей формуле:The LDHs of the present invention include hydrotalcites and hydrotalcite-like substances such as meixnerite, manasseite, pyroaurite, syogrenite, stite, barberonite, tacovite, reevezite and disautelsite. Preferred LDH is hydrotalcite, which is LDH with a layered structure corresponding to the general formula:

[Mgm2+Aln3+(OH)2m+2n]Xn/zz-.bH2O[Mg m 2+ Al n 3+ (OH) 2m + 2n ] X n / z z- .bH 2 O (II)(Ii)

где m и n имеют такие значения, что отношение m/n = 1-10, предпочтительно 1-6, и b имеет величину в интервале 0-10, обычно 2-6 и часто примерно 4. Х является заряд-компенсирующим ионом, как описано выше.where m and n are such that the ratio m / n = 1-10, preferably 1-6, and b has a value in the range 0-10, usually 2-6, and often about 4. X is a charge-compensating ion, such as described above.

Предпочтительно, чтобы отношение m/n составляло 2-4, более конкретно, было близко к 3.Preferably, the m / n ratio is 2-4, more specifically, is close to 3.

LDH может быть в любой кристаллической форме, известной в данной области, как описано у Cavani et al. (Catalysis Today, 11 (1991), p. 173-301) или Bookin et al. (LDHs and LDH Minerals, (1993), Vol. 41(5), p. 558-564). Если LDH представляет собой гидроталькит, то гидроталькит может быть политипом со слипанием, например 3Н1, 3Н2, 3R1 или 3R2.LDH may be in any crystalline form known in the art, as described by Cavani et al. ( Catalysis Today , 11 (1991), p. 173-301) or Bookin et al. ( LDHs and LDH Minerals , (1993), Vol. 41 (5), p. 558-564). If LDH is hydrotalcite, then hydrotalcite can be a polytype with adhesion, for example 3H 1 , 3H 2 , 3R 1 or 3R 2 .

LDH согласно данному изобретению можно использовать в качестве компонента в композициях для нанесения покрытий, типографских красках, средствах для повышения клейкости, синтетических смолах, резиновых композициях, чистящих средствах, жидкостях для бурения и цементах, материалах для шпаклевки, нетканых материалах, волокнах, пенах, мембранах, материалах для ортопластики, предшественниках керамических материалов и гибридных органо-неорганических композитных материалах, таких как нанокомпозиты на основе полимеров. Кроме того, LDH по изобретению можно использовать в реакциях полимеризации, таких как полимеризация в растворе, эмульсионная полимеризация и суспензионная полимеризация. Органоглина может также служить затравкой кристаллизации в полукристаллических полимерах, таких как полипропилен. LDH по данному изобретению можно также использовать там, где можно объединить отдельные функции LDH и органических анионов, например при производстве бумаги или в промышленности моющих средств. Кроме того, LDH согласно данному изобретению можно использовать для регулируемого высвобождения, например, лекарств, пестицидов и/или удобрений и в качестве адсорбента органических соединений, таких как загрязняющие вещества, красители и т.п.The LDH of the present invention can be used as a component in coating compositions, printing inks, tackifiers, synthetic resins, rubber compositions, cleaning products, drilling fluids and cements, filler materials, non-woven materials, fibers, foams, membranes materials for orthoplastics; precursors of ceramic materials; and hybrid organo-inorganic composite materials, such as polymer-based nanocomposites. In addition, the LDH of the invention can be used in polymerization reactions such as solution polymerization, emulsion polymerization, and slurry polymerization. Organoclay can also serve as a crystallization seed in semi-crystalline polymers such as polypropylene. The LDHs of the present invention can also be used where the individual functions of LDHs and organic anions can be combined, for example, in papermaking or in the detergent industry. In addition, the LDH according to this invention can be used for the controlled release of, for example, drugs, pesticides and / or fertilizers and as an adsorbent for organic compounds such as contaminants, dyes, and the like.

Кроме того, изобретение относится к нанокомпозитным материалам, включающим полимер и LDH согласно данному изобретению, в которых LDH содержит органический анион по меньшей мере с 8 атомами углерода. Обычно органически модифицированные LDH в значительной степени отслаиваются и/или расслаиваются и количество частиц модифицированных LDH микронного размера будет низким или даже равным нулю. Наличие полностью отслоившихся и/или расслоившихся LDH в нанокомпозитных материалах приводит к тому, что материалы становятся прозрачными в видимом свете и таким образом они становятся пригодными для использования в оптике.In addition, the invention relates to nanocomposite materials comprising a polymer and LDH according to this invention, in which LDH contains an organic anion with at least 8 carbon atoms. Typically, organically modified LDHs will substantially peel and / or exfoliate, and the number of micron-sized modified LDH particles will be low or even zero. The presence of completely exfoliated and / or exfoliated LDH in nanocomposite materials leads to the fact that the materials become transparent in visible light and thus they become suitable for use in optics.

Термин «нанокомпозитный материал» относится к композитному материалу, в котором по меньшей мере один компонент представляет собой неорганическую фазу по меньшей мере с одним измерением в диапазоне 0,1-100 нм.The term "nanocomposite material" refers to a composite material in which at least one component is an inorganic phase with at least one measurement in the range of 0.1-100 nm.

Особенно пригодны для использования в нанокомпозитных материалах LDH, полученные согласно настоящему изобретению, содержащие смесь заряд-компенсирующих органических анионов, из которых по меньшей мере один анион химически изменен таким образом, чтобы быть более совместимым с полимерной матрицей или более реакционноспособным. Это позволяет облегчить интеркаляцию между LDH и полимерной матрицей, что обеспечивает улучшенные механические и/или вязкоэластичные свойства. Более совместимые органические анионы могут представлять собой замещенные или незамещенные алифатические или ароматические углеводороды с 1-40 атомами углерода. Альтернативно или дополнительно, по меньшей мере один из органических анионов может представлять собой реакционноспособную группу, которую выбирают из акрилата, метакрилата, гидроксила, хлорида, амина, эпокси, тиола, винила, ди- и полисульфида, карбамата, аммония, сульфонной, сульфинной групп, сульфония, фосфония, фосфиния, изоцианата, меркапто, гидроксифенила, гидрида, ацетоксила и ангидрида.Particularly suitable for use in the nanocomposite materials are the LDHs prepared according to the present invention, containing a mixture of charge-compensating organic anions, of which at least one anion is chemically modified so as to be more compatible with the polymer matrix or more reactive. This facilitates the intercalation between LDH and the polymer matrix, which provides improved mechanical and / or viscoelastic properties. More compatible organic anions can be substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbons with 1-40 carbon atoms. Alternatively or additionally, at least one of the organic anions can be a reactive group selected from acrylate, methacrylate, hydroxyl, chloride, amine, epoxy, thiol, vinyl, di- and polysulfide, carbamate, ammonium, sulfonic, sulfine groups, sulfonium, phosphonium, phosphinium, isocyanate, mercapto, hydroxyphenyl, hydride, acetoxyl and anhydride.

Полимер, используемый в нанокомпозитном материале данного изобретения, может быть любой известной полимерной матрицей. В этом описании изобретения термин «полимер» относится к органическому веществу, состоящему по меньшей мере из двух блоков (т.е. мономеров), включающих олигомеры, сополимеры и полимерные смолы. Подходящие полимеры для полимерной матрицы являются как полиаддуктами, так и поликоденсатами. Кроме того, полимеры могут быть гомополимерами или сополимерами. Предпочтительно, чтобы полимерная матрица имела степень полимеризации по меньшей мере 20, более предпочтительно по меньшей мере 50. В связи с этим определение степени полимеризации см. у P.J.Flory, Principles of Polymer Chemistry, New York, 1953.The polymer used in the nanocomposite material of the present invention may be any known polymer matrix. In this description of the invention, the term "polymer" refers to an organic substance consisting of at least two blocks (ie, monomers) including oligomers, copolymers and polymer resins. Suitable polymers for the polymer matrix are both polyadducts and polycodensates. In addition, the polymers can be homopolymers or copolymers. Preferably, the polymer matrix has a degree of polymerization of at least 20, more preferably at least 50. In this regard, for the determination of the degree of polymerization, see PJ Flory, Principles of Polymer Chemistry , New York, 1953.

Примеры подходящих полимеров включают такие полиолефины, как полиэтилен или полипропилен, виниловые такие полимеры, как полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид или поливинилиденфторид, насыщенные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат, полимолочная кислота, поли(ε-капролактон), ненасыщенные полиэфирные смолы, акрилатные смолы, метакрилатные смолы, полиимиды, эпоксидные смолы, фенолформальдегидные смолы, мочевина-формальдегидные смолы, меламинформальдегидные смолы, полиуретаны, поликарбонаты, полиариловые эфиры, полисульфоны, полисульфиды, полиамиды, полиэфиримиды, полиэфир-сложные эфиры, полиэфир-кетоны, поликетоны с простыми и сложными эфирными группами, полисилоксаны, полиуретаны, полиэпоксиды и смеси двух или нескольких полимеров. Предпочтительно использовать полиолефины, виниловые полимеры, полиэфиры, поликарбонаты, полиамиды, полиуретаны или полиэпоксиды.Examples of suitable polymers include polyolefins such as polyethylene or polypropylene, vinyl polymers such as polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride or polyvinylidene fluoride, saturated polyesters such as polyethylene terephthalate, polylactic acid, poly (ε-caprolactyl resins), , methacrylate resins, polyimides, epoxies, phenol-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, polyurethanes, polycarbonates, poly silt ethers, polysulfones, polysulfides, polyamides, polyetherimides, polyether esters, polyether ketones, polyketones with simple and complex ether groups, polysiloxanes, polyurethanes, polyepoxides, and blends of two or more polymers. Polyolefins, vinyl polymers, polyesters, polycarbonates, polyamides, polyurethanes or polyepoxides are preferably used.

Органоглина согласно данному изобретению особенно пригодна для применения в таких термопластичных полимерах, как полиэтилен, полипропилен, полистирол, и таких сополимерах ацеталя, как полиоксиметилен (РОМ), и в таких резинах, как натуральный каучук (NR), стирол-бутадиеновый каучук (SBR), полиизопрен (IR), полибутадиен (BR), полиизобутилен (IIR), галогенированный полиизобутилен, бутадиеннитрильный каучук (NBR), гидрированный бутадиеннитрильный каучук (HNBR), стирол-изопрен-стирольный каучук (SIS) и аналогичные стирольные блок-сополимеры, поли-(эпихлоргидринные) каучуки (CO, ECO, GPO), силиконовые резины (Q), хлоропреновый каучук (CR), этиленпропиленовый каучук (ЕРМ), этилен-пропилен-диеновый каучук (EPDM), полисульфидный каучук (Т), фторкаучуки (FKM), этилен-винилацетатный каучук (EVA), полиакриловые каучуки (АСМ), полинорборнен (PNR), полиуретаны (AU/EU) и полиэфир/эфирные термопластичные эластомеры.The organoclay of this invention is particularly suitable for use in thermoplastic polymers such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, and acetal copolymers such as polyoxymethylene (POM), and in rubbers such as natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR) , polyisoprene (IR), polybutadiene (BR), polyisobutylene (IIR), halogenated polyisobutylene, nitrile butadiene rubber (NBR), hydrogenated nitrile butadiene rubber (HNBR), styrene-isoprene-styrene rubber (SIS) and similar styrene-polymeric block-styrene (epichloride rhine) rubbers (CO, ECO, GPO), silicone rubbers (Q), chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), polysulfide rubber (T), fluororubber (FKM), ethylene vinyl acetate rubber (EVA), polyacrylic rubbers (AFM), polynorbornene (PNR), polyurethanes (AU / EU) and polyester / ether thermoplastic elastomers.

Особенно предпочтительными являются полимеры и сополимеры, полученные полимеризацией по меньшей мере одного ненасыщенного мономера этиленового типа. Примерами таких полимеров являются полиолефины и модифицированные полиолефины, известные специалистам в данной области. Полиолефины или модифицированные полиолефины могут быть гомополимерами или сополимерами. Подходящие примеры таких модифицированных полиолефинов включают полиэтилен, полипропилен, полибутилен, полистирол, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид и этилен-пропиленовый каучук, пропилен-бутадиеновый сополимер, этилен-винилхлоридный сополимер, этилен-винилацетатный сополимер, акрилонитрил-бутадиен-стирольный сополимер (ABS), акрилонитрил-акрилат-стирольный сополимер (AAS), метилметакрилат-бутадиен-стирольный сополимер (MBS), хлорированный полиэтилен, хлорированный полипропилен, этилен-акрилатный сополимер, винилхлорид-пропиленовый сополимер и их смеси. Еще более предпочтительными полимерами являются полиэтилен, полипропилен, полистирол и поливинилхлорид.Particularly preferred are polymers and copolymers obtained by polymerization of at least one ethylenically unsaturated monomer. Examples of such polymers are polyolefins and modified polyolefins known to those skilled in the art. Polyolefins or modified polyolefins may be homopolymers or copolymers. Suitable examples of such modified polyolefins include polyethylene, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride and ethylene-propylene rubber, propylene-butadiene copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylonitrile, acrylonitrile, acrylonitrile acrylate-styrene copolymer (AAS), methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (MBS), chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, ethylene acrylate copolymer, vinyl chloride-propylene th copolymer and mixtures thereof. Even more preferred polymers are polyethylene, polypropylene, polystyrene and polyvinyl chloride.

Конкретными примерами полиэтилена являются полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкой плотности, прямоцепочечный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен сверхнизкой плотности и полиэтилен со сверхвысокой молекулярной массой. Примерами сополимеров на основе этилена являются этилен-винилацетатный сополимер (EVA), этилен-этилакрилатный сополимер (ЕЕА), этилен-метилакрилатный сополимер (ЕМА) и сополимер этилена с акриловой кислотой (ЕАА).Specific examples of polyethylene are high density polyethylene, low density polyethylene, straight chain low density polyethylene, ultra low density polyethylene and ultra high molecular weight polyethylene. Examples of ethylene-based copolymers are ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), ethylene-methyl acrylate copolymer (EMA) and ethylene-acrylic acid copolymer (EAA).

Наиболее предпочтительным полимером является полипропилен. Для использования в настоящем изобретении пригоден любой известный полипропилен. Примеры полипропиленов приведены в монографии «Полипропилен», Глава 1: “Свойства”, by R.B.Lieberman in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, доступно on-line c 4 декабря 2000 г. Особый класс полипропиленов согласно данному изобретению представляют собой так называемые термопластичные полиолефины (ТРОs), которые включают смеси или реакторные марки полипропилена и этилен-пропиленовой резины.The most preferred polymer is polypropylene. Any known polypropylene is suitable for use in the present invention. Examples of polypropylene are given in the monograph Polypropylene, Chapter 1: “Properties”, by RBLieberman in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , available on-line from December 4, 2000. A special class of polypropylenes according to this invention are the so-called thermoplastic polyolefins ( TPOs), which include mixtures or reactor grades of polypropylene and ethylene propylene rubber.

Нанокомпозитный материал изобретения может также содержать добавки, обычно используемые в данной области. Примеры таких добавок включают пигменты, красители, УФ-стабилизаторы, тепловые стабилизаторы, антиоксиданты, наполнители (такие, как тальк, мел, известняк, гидроксиапатит, оксид кремния, сажа, стекловолокна, натуральные и синтетические полимерные волокна и другие (не)органические наполнители), огнезащитные средства, зародышеобразователи, добавки, повышающие противоударную прочность, пластификаторы, модификаторы реологии, реагенты для поперечного сшивания, реагенты сочетания и реагенты для обезгаживания.The nanocomposite material of the invention may also contain additives commonly used in the art. Examples of such additives include pigments, dyes, UV stabilizers, heat stabilizers, antioxidants, fillers (such as talc, chalk, limestone, hydroxyapatite, silica, carbon black, fiberglass, natural and synthetic polymer fibers, and other (non) organic fillers) , flame retardants, nucleating agents, additives that increase shock resistance, plasticizers, rheology modifiers, crosslinking agents, coupling reagents and degassing agents.

Такие необязательные добавки и их соответствующие количества можно выбирать по необходимости.Such optional additives and their respective amounts can be selected as necessary.

Количество LDH в нанокомпозитном материале предпочтительно составляет 0,01-75 масс.%, более предпочтительно 0,05-50 масс.%, даже более предпочтительно 0,1-30 масс.% в расчете на общую массу смеси.The amount of LDH in the nanocomposite material is preferably 0.01-75 mass%, more preferably 0.05-50 mass%, even more preferably 0.1-30 mass%, based on the total weight of the mixture.

Тот факт, что LDH составляет 10 масс.% или меньше, предпочтительно 1-10 масс.%, более предпочтительно 1-5 масс.%, составляет особое преимущество для получения нанокомпозитных материалов на основе полимеров, т.е. полимерсодержащих композиций согласно данному изобретению, содержащих расслоившиеся вплоть до отслаивания органически модифицированные LDH.The fact that LDH is 10% by mass or less, preferably 1-10% by mass, more preferably 1-5% by mass, is a particular advantage for producing polymer-based nanocomposite materials, i.e. polymer-containing compositions according to this invention, containing organically modified LDH delaminated until peeling.

LDH используют в количестве 10-70 масс.%, более предпочтительно 10-50 масс.% для получения так называемых концентратов, т.е. высококонцентрированных дополнительных премиксов, например, для компаундирования полимеров. Хотя глина в таких концентратах обычно полностью не расслаивается или отслаивается, дальнейшего расслаивания и/или отслаивания можно достичь, если нужно, на более поздней стадии при смешении концентрата с полимером для получения настоящих нанокомпозитов на основе полимеров.LDH is used in an amount of 10-70 wt.%, More preferably 10-50 wt.% To obtain the so-called concentrates, i.e. highly concentrated additional premixes, for example, for compounding polymers. Although clay in such concentrates usually does not completely exfoliate or exfoliate, further exfoliation and / or exfoliation can be achieved, if necessary, at a later stage by mixing the concentrate with a polymer to produce true polymer-based nanocomposites.

Нанокомпозитный материал настоящего изобретения можно приготовить любым способом, известным специалистам в данной области. Специалист может тщательно смешать полимерную матрицу и органоглину согласно данному изобретению, используя, например, методику смешения в расплаве. Этот способ предпочтителен, т.к. он прост, дешев и легко применим на существующих заводах. Предлагается также готовить глину согласно данному изобретению в присутствии полимерной матрицы или в присутствии мономеров и/или олигомеров до, во время или после полимеризации мономеров и/или олигомеров с образованием полимерной матрицы. Другие подробности получения и обработки полипропилена можно найти в монографии «Полипропилен», Глава 2: “Производство” и глава 3: “Обработка”, by R.B.Lieberman in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, доступно on-line c 4 декабря 2000 г.The nanocomposite material of the present invention can be prepared by any method known to those skilled in the art. One of skill in the art can thoroughly mix the polymer matrix and the organoclay according to the invention, using, for example, a melt mixing technique. This method is preferred since It is simple, cheap and easy to use in existing plants. It is also proposed to prepare the clay according to this invention in the presence of a polymer matrix or in the presence of monomers and / or oligomers before, during or after polymerization of the monomers and / or oligomers to form a polymer matrix. Other details of the preparation and processing of polypropylene can be found in the monograph “Polypropylene”, Chapter 2: “Production” and chapter 3: “Processing”, by RBLieberman in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , available on-line from December 4, 2000.

Нанокомпозитный материал настоящего изобретения можно применять в любой области, в которой традиционно используют эти композитные материалы. Нанокомпозитный материал можно использовать в ковровых покрытиях, частях автомобиля, крышках для контейнеров, коробках для готовой пищи, крышках, медицинских датчиках, предметах домашнего обихода, пищевых контейнерах, посудомоечных машинах, наружной фурнитуре, выдувных бутылках, одноразовых нетканых волокнах, кабелях и проводах и упаковке. Другие подробности о полипропилене можно найти в монографии «Полипропилен», Chapter 5: “Uses”, by R.B.Lieberman in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, доступно on-line c 4 декабря 2000 г., и брошюре 022 РРЕ 10/01 of Basel, озаглавленной «Полипропилен: текстиль, твердая упаковка, потребитель, пленка, автомобиль, электрические/электронные и домашние электроприборы».The nanocomposite material of the present invention can be used in any field in which these composite materials are traditionally used. Nanocomposite materials can be used in carpets, car parts, container lids, prepared food boxes, lids, medical sensors, household items, food containers, dishwashers, outdoor fittings, blow bottles, disposable non-woven fibers, cables and wires and packaging . Other details about polypropylene can be found in the monograph Polypropylene, Chapter 5: “Uses,” by RBLieberman in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , available on-line from December 4, 2000, and brochure 022 PPE 10/01 of Basel entitled “Polypropylene: textiles, hard packaging, consumer, film, automobile, electrical / electronic and home electrical appliances”.

Нанокомпозитные материалы, содержащие каучук, можно использовать в производстве шин, таких как сырые покрышки, шины для грузовых автомобилей, тракторов, внедорожников и самолетов, зимние шины, в производстве латексных продуктов, включая перчатки, презервативы, воздушные шары, катетеры, латексные волокна, пены, ковровые подкладки и прорезиненное кокосовое волокно и волосы, обуви, гражданских технологических продуктов, таких как мостовые опоры; опоры, ламинированные металлом и каучуком, ремни и шланги, в автомобилях помимо шин, включая стойку двигателя, резиновые опоры, прокладки, уплотняющие прокладки, мойки и кожухи, провода и кабели, прокладки трубопроводов, медицинские крышки, валики, малые твердые шины, стойки для применения в домашнем хозяйстве и промышленности, резиновые мячи и рукава, доильные аппараты и другие виды применения сельскохозяйственного назначения.Nanocomposite materials containing rubber can be used in the manufacture of tires, such as crude tires, tires for trucks, tractors, SUVs and aircraft, winter tires, in the manufacture of latex products, including gloves, condoms, balloons, catheters, latex fibers, foams carpet rugs and rubberized coconut fiber and hair, shoes, civilian technological products such as bridge supports; supports laminated with metal and rubber, belts and hoses, in cars, in addition to tires, including the engine stand, rubber supports, gaskets, gaskets, sinks and covers, wires and cables, gaskets, medical covers, rollers, small solid tires, racks for household and industrial applications, rubber balls and sleeves, milking machines and other agricultural applications.

Если каучук является силиконовым, а модифицированный слоистый гидроксид соответствует настоящему изобретению, эти нанокомпозитные материалы можно применять в изделиях с нанесенным покрытием, включая чувствительные к давлению адгезивы, пластиковые твердые покрытия и антиадгезионные покрытия для бумаги, средства для отделки волокон, в том числе для отделки ткани, и средства для ухода за волосами, герметики и герметизирующие вещества и ячейки фотоэлементов.If the rubber is silicone and the modified layered hydroxide is in accordance with the present invention, these nanocomposite materials can be used in coated products, including pressure-sensitive adhesives, plastic hard coatings and release adhesives for paper, fiber finishes, including fabric finishes , and hair care products, sealants, and sealants and photocell cells.

Ниже настоящее изобретение проиллюстрировано примерами.Below the present invention is illustrated by examples.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Использовали следующие химические вещества:The following chemicals were used:

Kortacid® PH05: смесь пальмитиновой и стеариновой кислот от Oleochemicals GmbH, компания Akzo Nobel Chemicals.Kortacid® PH05: a mixture of palmitic and stearic acids from Oleochemicals GmbH, Akzo Nobel Chemicals.

Kortacid® PKGH: смесь жирных кислот С1222 от Oleochemicals GmbH, компания Akzo Nobel Chemicals.Kortacid® PKGH: C 12 -C 22 fatty acid mixture from Oleochemicals GmbH, Akzo Nobel Chemicals.

Дегидрированная канифоль: ex Hexion Specially Products.Dehydrated Rosin: ex Hexion Specially Products.

Гидрированная канифоль: Foral® AX-E, ex Eastman Chemical.Hydrogenated Rosin: Foral® AX-E, ex Eastman Chemical.

Prifac® 7990: модифицированная жирная кислота (ex Uniqema).Prifac® 7990: Modified Fatty Acid (ex Uniqema).

Использовали следующие растворители:The following solvents were used:

изопропиловый спирт (ex Acros).isopropyl alcohol (ex Acros).

Ethyl proxitol®: этоксипропан-2-ол (ex Shell).Ethyl proxitol®: ethoxypropan-2-ol (ex Shell).

Dowanol® DPNP: пропокси-2-метилэтоксипропан-2-ол (ex Dow Chemicals).Dowanol® DPNP: propoxy-2-methylethoxypropan-2-ol (ex Dow Chemicals).

Dowanol DPМ: метиловый эфир дипропиленгликоля (ex Dow Chemicals).Dowanol DPM: dipropylene glycol methyl ester (ex Dow Chemicals).

Dowanol PМА: ацетат метилового эфира пропиленгликоля (ex Dow Chemicals).Dowanol PMA: Propylene glycol methyl ester acetate (ex Dow Chemicals).

Dowanol PPh: фениловый эфир пропиленгликоля (ex Dow Chemicals).Dowanol PPh: propylene glycol phenyl ether (ex Dow Chemicals).

Бутилкарбитол: монобутиловый эфир диэтиленгликоля (ex Acros).Butylcarbitol: diethylene glycol monobutyl ether (ex Acros).

Пример 1Example 1

250 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 250 г изопропилового спирта (ex Acros) загрузили в 1 л стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Затем в реактор добавили в течение 45 мин 90 г Kortacid® PH05 в 250 мл изопропанола. Перед добавлением смесь жирной кислоты нагрели до 80°С. После добавления кислоты реактор выдержали при 80°С еще в течение 3 час. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили полученную суспензию. После этого суспензию центрифугировали на скорости 4000 об/мин в течение примерно 20 мин. Жидкость декантировали и твердый остаток высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение ночи при 80°С. Полученную глину типа гидроталькита, содержащую смесь жирных кислот, анализировали методом ретнгеновской дифракции для определения межплоскостного расстояния или d-расстояния. Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные рефлексы (hk0), относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), соответствующее значению 2 тета = 1,72.250 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 250 g of isopropyl alcohol (ex Acros) were loaded into a 1 L high-speed glass reactor stirrer and heated to 80 ° C. Then, 90 g of Kortacid® PH05 in 250 ml of isopropanol were added to the reactor over 45 minutes. Before addition, the fatty acid mixture was heated to 80 ° C. After adding acid, the reactor was kept at 80 ° C for another 3 hours. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was unloaded. After that, the suspension was centrifuged at 4000 rpm for about 20 minutes. The liquid was decanted and the solid residue was dried in a vacuum oven overnight at 80 ° C. The resulting clay of the hydrotalcite type containing a mixture of fatty acids was analyzed by Retngen diffraction to determine the interplanar distance or d-distance. A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal reflections ( hk0 ) related to hydrotalcite, indicating an intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d ( 001 ), corresponding to a value of 2 theta = 1.72.

Начало термического разложения органически модифицированного слоистого двойного гидроксида по данным термогравиметрического анализа (ТГА) соответствует 270°С.The beginning of thermal decomposition of an organically modified layered double hydroxide according to thermogravimetric analysis (TGA) corresponds to 270 ° C.

Пример 2Example 2

31,25 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г этилпрокситола (ex Shell) загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Затем в реактор добавили в течение 15 мин 7,5 г Kortacid® PH05 в 10 г этилпрокситола. Перед добавлением смесь жирной кислоты нагрели до 80°С. После добавления кислоты реактор нагрели для отгонки азеотропа вода/этилпрокситол до температуры 130°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили полученную суспензию. Затем суспензию центрифугировали на скорости 2500 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердый остаток высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С. Полученную глину типа гидроталькита, содержащую смесь жирных кислот, анализировали методом ретнгеновской дифракции для определения межплоскостного расстояния или d-расстояния. Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 46,5 Å.31.25 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of ethyl proxitol (ex Shell) were loaded into a 500 ml glass reactor with high-speed mixer and heated to 80 ° C. Then 7.5 g of Kortacid® PH05 in 10 g of ethylproxitol were added to the reactor over 15 minutes. Before addition, the fatty acid mixture was heated to 80 ° C. After acid addition, the reactor was heated to distill the water / ethylproxitol azeotrope to a temperature of 130 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was unloaded. The suspension was then centrifuged at 2500 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solid residue was dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C. The resulting clay of the hydrotalcite type containing a mixture of fatty acids was analyzed by Retngen diffraction to determine the interplanar distance or d-distance. A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 46.5 Å.

Пример 3Example 3

34,5 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г Dowanol DPNP загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Затем в реактор в течение 15 мин добавили 7,5 г Kortacid® PH05 в 10 г Dowanol DPNP. Перед добавлением смесь жирной кислоты нагрели до 80°С. После добавления кислоты реактор нагревали для отгонки cмеси вода/Dowanol DPNP при температуре 130°С. Сухой продукт охладили до комнатной температуры и твердый остаток высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С. Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 47,0 Å.34.5 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of Dowanol DPNP were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated to 80 ° C. Then 7.5 g of Kortacid® PH05 in 10 g of Dowanol DPNP was added to the reactor over 15 minutes. Before addition, the fatty acid mixture was heated to 80 ° C. After acid addition, the reactor was heated to distill off the water / Dowanol DPNP mixture at a temperature of 130 ° C. The dry product was cooled to room temperature and the solid residue was dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C. A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 47.0 Å.

Пример 4Example 4

31,25 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г Dowanol DPМ загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Затем 6,0 г Kortacid® PKGH нагрели до 80°С и добавили в реактор. После добавления кислоты реактор нагревали для отгонки cмеси вода/Dowanol DPМ при температуре 130°С. Сухой продукт охладили до комнатной температуры и твердые вещества высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С. Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 32 Å.31.25 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of Dowanol DPM were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated to 80 ° C. Then 6.0 g of Kortacid® PKGH was heated to 80 ° C and added to the reactor. After acid addition, the reactor was heated to distill off the water / Dowanol DPM mixture at a temperature of 130 ° C. The dry product was cooled to room temperature and the solids were dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C. A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 32 Å.

Пример 5Example 5

31,25 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г Dowanol РМА загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Затем 6,0 г Kortacid® PKGH добавили в реактор. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 80°С. После добавления кислоты реактор нагревали для отгонки cмеси вода/Dowanol PМА при температуре 130°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 2500 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества высушили в вакуумном сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С. Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 48 Å.31.25 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of Dowanol PMA were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated to 80 ° C. Then 6.0 g of Kortacid® PKGH was added to the reactor. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 80 ° C. After acid addition, the reactor was heated to distill off the water / Dowanol PMA mixture at a temperature of 130 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was centrifuged at a speed of 2500 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids were dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C. A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 48 Å.

Пример 6Example 6

31,25 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г Dowanol РPh загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Затем 6,0 г Kortacid® PKGH добавили в реактор. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 80°С. После добавления кислоты реактор нагревали для отгонки cмеси вода/Dowanol РPh при температуре 130°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 4000 об/мин в течение примерно 10 мин. Прозрачную жидкость слили и твердые вещества (верхний слой суспензии) и гель (нижний слой суспензии) промыли ацетоном и высушили в вакуумном сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С.31.25 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of Dowanol PPh were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated to 80 ° C. Then 6.0 g of Kortacid® PKGH was added to the reactor. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 80 ° C. After acid addition, the reactor was heated to distill off the water / Dowanol PPh mixture at a temperature of 130 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was centrifuged at 4000 rpm for about 10 minutes. The clear liquid was drained and the solids (upper layer of the suspension) and the gel (lower layer of the suspension) were washed with acetone and dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 29 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 29 Å.

Пример 7Example 7

31,25 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г бутилкарбитола загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Затем 6,0 г Kortacid® PKGH добавили в реактор. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 80°С. После добавления кислоты реактор нагревали для отгонки cмеси вода/бутилкарбитол при температуре 120°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 4000 об/мин в течение примерно 10 мин. Прозрачную жидкость и твердые вещества (верхний слой суспензии) выгрузили и гель (нижний слой суспензии) промыли ацетоном и высушили в вакуумном сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С.31.25 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of butyl carbitol were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated up to 80 ° C. Then 6.0 g of Kortacid® PKGH was added to the reactor. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 80 ° C. After acid addition, the reactor was heated to distill off the water / butylcarbitol mixture at a temperature of 120 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was centrifuged at 4000 rpm for about 10 minutes. The transparent liquid and solids (upper layer of the suspension) were unloaded and the gel (lower layer of the suspension) was washed with acetone and dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 30 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 30 Å.

Пример 8Example 8

31,25 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г Dowanol РPh загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Затем 9,75 г дегидрированной канифоли добавили в реактор. Перед добавлением канифоль нагрели до 80°С. После добавления кислоты реактор нагревали для отгонки cмеси вода/Dowanol РPh при температуре 130°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 4000 об/мин в течение примерно 10 мин. Прозрачную жидкость слили и гель (нижний слой суспензии) промыли ацетоном и высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С. Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 25 Å.31.25 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of Dowanol PPh were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated to 80 ° C. Then 9.75 g of dehydrogenated rosin was added to the reactor. Before adding rosin was heated to 80 ° C. After acid addition, the reactor was heated to distill off the water / Dowanol PPh mixture at a temperature of 130 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was centrifuged at 4000 rpm for about 10 minutes. The clear liquid was drained and the gel (lower layer of the suspension) was washed with acetone and dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C. A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 25 Å.

Пример 9Example 9

62,5 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 150 г этилпрокситола (ex Shell) загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 85°С. Затем 4,06 г Kortacid® PKGH и 12,18 г гидрированной канифоли добавили в реактор. Перед добавлением смесь жирной кислоты/канифоли нагрели до 85°С. Кроме того, добавили 50 г этилпрокситола. После добавления смеси реактор нагревали для отгонки азеотропа вода/этилпрокситол до достижения температуры 120°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С, добавили 100 г этилпрокситола и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 2500 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества промыли ацетоном и высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С. Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 29 Å.62.5 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 150 g of ethyl proxitol (ex Shell) were loaded into a 500 ml glass reactor with high speed stirrer and heated to 85 ° C. Then, 4.06 g of Kortacid® PKGH and 12.18 g of hydrogenated rosin were added to the reactor. Before adding the mixture of fatty acid / rosin was heated to 85 ° C. In addition, 50 g of ethylproxitol was added. After adding the mixture, the reactor was heated to distill the water / ethylproxitol azeotrope to a temperature of 120 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C, 100 g of ethylproxitol was added and the resulting suspension was unloaded. The suspension was centrifuged at a speed of 2500 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids washed with acetone and dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C. A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 29 Å.

Пример 10Example 10

62,5 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 150 г этилпрокситола (ex Shell) загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 85°С. Затем 12,15 г Kortacid® PKGH и 100 г этилпрокситола добавили в реактор. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 85°С. После добавления смеси жирных кислот и этилпрокситола реактор нагрели для отгонки азеотропа вода/этилпрокситол до достижения температуры 120°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С, добавили 100 г этилпрокситола и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 2500 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества промыли ацетоном и высушили в вакуумном сушильном шкафу в течение 3 час при 80°С.62.5 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 150 g of ethyl proxitol (ex Shell) were loaded into a 500 ml glass reactor with high speed stirrer and heated to 85 ° C. Then 12.15 g of Kortacid® PKGH and 100 g of ethylproxitol were added to the reactor. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 85 ° C. After adding a mixture of fatty acids and ethylproxitol, the reactor was heated to distill the water / ethylproxitol azeotrope to a temperature of 120 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C, 100 g of ethylproxitol was added and the resulting suspension was unloaded. The suspension was centrifuged at a speed of 2500 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids washed with acetone and dried in a vacuum oven for 3 hours at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 28 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 28 Å.

Пример 11Example 11

62,5 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 150 г 2-(2-этилгексилокси)этанола загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 85°С. Затем 12,15 г Kortacid® PKGH добавили в реактор. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 85°С. После добавления смеси жирных кислот реактор нагрели для отгонки азеотропа вода/2-(2-этилгексилокси)этанол до достижения температуры 125°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 4000 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества промыли ацетоном и высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение 5 час при 80°С.62.5 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 150 g of 2- (2-ethylhexyloxy) ethanol were loaded into 500 ml glass reactor with a high speed stirrer and heated to 85 ° C. Then, 12.15 g of Kortacid® PKGH was added to the reactor. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 85 ° C. After adding a mixture of fatty acids, the reactor was heated to distill off the water / 2- (2-ethylhexyloxy) ethanol azeotrope to reach a temperature of 125 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was centrifuged at 4000 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids washed with acetone and dried in a vacuum oven for 5 hours at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 30 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 30 Å.

Пример 12Example 12

31,25 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г этилпрокситола (ex Shell) загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 85°С. Затем 5,78 г Kortacid® PKGH и 0,28 г аминододекановой кислоты добавили в реактор. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 85°С. После добавления смеси жирных кислот реактор нагрели для отгонки азеотропа вода/этилпрокситол до достижения температуры 120°С. В суспезию добавили 100 г этилпрокситола. Затем реактор охладили до примерно 50°С, добавили 100 г этилпрокситола и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 4000 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества промыли ацетоном и высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение ночи при 80°С.31.25 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of ethyl proxitol (ex Shell) were loaded into a 500 ml glass reactor with high speed stirrer and heated to 85 ° C. Then, 5.78 g of Kortacid® PKGH and 0.28 g of aminododecanoic acid were added to the reactor. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 85 ° C. After adding a mixture of fatty acids, the reactor was heated to distill the water / ethylproxitol azeotrope to a temperature of 120 ° C. 100 g of ethylproxitol was added to the suspension. Then the reactor was cooled to about 50 ° C, 100 g of ethylproxitol was added and the resulting suspension was unloaded. The suspension was centrifuged at 4000 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids washed with acetone and dried in a vacuum oven overnight at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 25 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 25 Å.

Пример 13Example 13

31,25 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 200 г этилпрокситола загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 85°С. Затем 3,75 г Kortacid® PKGH и 4,87 г дегидрированной канифоли добавили в реактор. Перед добавлением смесь жирных кислот/канифоли нагрели до 85°С. После добавления смеси добавили 150 г этилпрокситола и реактор нагревали для отгонки азеотропа вода/этилпрокситол до достижения температуры 120°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 4000 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение 5 час при 80°С.31.25 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 200 g of ethylproxitol were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated up to 85 ° C. Then, 3.75 g of Kortacid® PKGH and 4.87 g of dehydrogenated rosin were added to the reactor. Before adding the mixture of fatty acids / rosin was heated to 85 ° C. After adding the mixture, 150 g of ethylproxitol was added and the reactor was heated to distill the water / ethylproxitol azeotrope to a temperature of 120 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was centrifuged at 4000 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids were dried in a vacuum oven for 5 hours at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 29 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 29 Å.

Пример 14Example 14

50 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 150 г этилпрокситола загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 85°С. Затем 6,3 г Kortacid® PKGH и 6,3 г дегидрированной канифоли в 50 г этилпрокситола добавили в реактор в течение 15 мин. Перед добавлением смесь жирных кислот/канифоли нагрели до 85°С. После добавления смеси реактор нагревали для отгонки азеотропа вода/этилпрокситол до достижения температуры 120°С. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Суспензию центрифугировали со скоростью 2500 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества промыли ацетоном и высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение ночи при 80°С.50 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 150 g of ethylproxitol were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated to 85 ° C. Then 6.3 g of Kortacid® PKGH and 6.3 g of dehydrogenated rosin in 50 g of ethylproxitol were added to the reactor over 15 minutes. Before adding the mixture of fatty acids / rosin was heated to 85 ° C. After adding the mixture, the reactor was heated to distill the water / ethylproxitol azeotrope to a temperature of 120 ° C. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was centrifuged at a speed of 2500 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids washed with acetone and dried in a vacuum oven overnight at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 29 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 29 Å.

Пример 15Example 15

100 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 21 г этилпрокситола (ex Shell) загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 85°С. Затем 25,16 г Kortacid® PKGH, растворенного в 21,85 г этилпрокситола, добавили в реактор в течение 30 мин. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 85°С. Полученную смесь перемешивали 3 час. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Затем суспензию центрифугировали со скоростью 4000 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества промыли водой и высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение ночи при 80°С.100 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 21 g of ethyl proxitol (ex Shell) were loaded into a 500 ml glass reactor with a high-speed stirrer and heated to 85 ° C. Then, 25.16 g of Kortacid® PKGH dissolved in 21.85 g of ethylproxitol was added to the reactor over 30 minutes. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 85 ° C. The resulting mixture was stirred for 3 hours. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was then centrifuged at 4000 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids were washed with water and dried in a vacuum oven overnight at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 37,7 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 37.7 Å.

Пример 16Example 16

100 г 20 масс.% водной суспензии слоистого двойного гидроксида типа гидроталькита по формуле II с отношением Mg/Al, равным 2, и гидроксилом в качестве заряд-компенсирующего аниона и 12,5 г этилпрокситола (ex Shell) загрузили в 500 мл стеклянный реактор с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 85°С. Затем 25,16 г Kortacid® PKGH, растворенного в 12,5 г этилпрокситола, добавили в реактор в течение 30 мин. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 85°С. Полученную смесь перемешивали 3 час. Затем реактор охладили до примерно 50°С и выгрузили образовавшуюся суспензию. Затем суспензию центрифугировали со скоростью 4000 об/мин в течение примерно 10 мин. Жидкость декантировали и твердые вещества промыли водой и высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение ночи при 80°С.100 g of a 20 wt.% Aqueous suspension of a layered hydrotalcite type double hydroxide according to Formula II with a Mg / Al ratio of 2 and hydroxyl as a charge-compensating anion and 12.5 g of ethyl proxitol (ex Shell) were loaded into a 500 ml glass reactor with high speed stirrer and heated to 85 ° C. Then, 25.16 g of Kortacid® PKGH dissolved in 12.5 g of ethylproxitol was added to the reactor over 30 minutes. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 85 ° C. The resulting mixture was stirred for 3 hours. Then the reactor was cooled to about 50 ° C and the resulting suspension was discharged. The suspension was then centrifuged at 4000 rpm for about 10 minutes. The liquid was decanted and the solids were washed with water and dried in a vacuum oven overnight at 80 ° C.

Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Интеркалят проявляет характеристическое значение d(001), равное 38,4 Å.A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The intercalate exhibits a characteristic value of d (001) equal to 38.4 Å.

Пример 17Example 17

1,995 г оксида магния (Zolitho® 40, ex Martin Мarietta Magnesia Specialties LLC) и 1,728 г тригидроксида алюминия (Alumill F505) смешали в 7500 г деминерализованной воды и измельчили до среднего размера частиц (d50), равного 1,5 мкм. Часть суспензии разбавили деминерализованной водой до содержания твердых веществ 8,8 масс.%. 1,36 кг разбавленной суспензии загрузили в обогреваемый маслом автоклав с высокоскоростной мешалкой и нагрели до 80°С. Перед добавлением суспензии в автоклав добавили 1,25 кг 2-этоксипропанола и нагрели до 80°С. Затем автоклав нагрели до 120°С и добавили 354 г смеси 50/50 по массе Kortacid® PH05 и Prifac 7990 в течение 15 мин. Перед добавлением смесь жирных кислот нагрели до 120°С. После добавления кислоты автоклав нагрели до 170°С и выдержали в течение 1 час. Затем автоклав охладили до примерно 40°С и выгрузили полученную суспензию. Суспензию отфильтровали и интенсивно промыли ацетоном. Полученное вещество высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение ночи при 80°С.1.995 g of magnesium oxide (Zolitho® 40, ex Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) and 1.728 g of aluminum trihydroxide (Alumill F505) were mixed in 7500 g of demineralized water and ground to an average particle size (d 50 ) of 1.5 μm. Part of the suspension was diluted with demineralized water to a solids content of 8.8 wt.%. 1.36 kg of the diluted suspension was loaded into an oil-heated autoclave with a high-speed stirrer and heated to 80 ° C. Before adding the suspension, 1.25 kg of 2-ethoxypropanol was added to the autoclave and heated to 80 ° C. The autoclave was then heated to 120 ° C and 354 g of a 50/50 mixture by weight of Kortacid® PH05 and Prifac 7990 was added over 15 minutes. Before adding the mixture of fatty acids was heated to 120 ° C. After adding acid, the autoclave was heated to 170 ° C and held for 1 hour. Then the autoclave was cooled to about 40 ° C and the resulting suspension was unloaded. The suspension was filtered and washed intensively with acetone. The resulting material was dried in a vacuum oven overnight at 80 ° C.

Полученную глину типа гидроталькита, содержащую смесь жирных кислот, анализировали методом рентгеновской дифракции для определения межплоскостного расстояния или d-расстояния. Дифрактограмма глины типа гидроталькита, полученной, как описано выше, показывает слабые небазальные (hk0) рефлексы, относящиеся к гидроталькиту, что указывает на интеркаляцию анионной глины. Дифрактограмма дает значения d(001), равные 52 и 30 Å. Кроме того, анализ промытого порошка методом SEM обнаруживает очень высокое соотношение (L/D >10000) для полученных прямоугольных пластинок.The resulting clay of hydrotalcite type containing a mixture of fatty acids was analyzed by x-ray diffraction to determine the interplanar distance or d-distance. A diffractogram of a hydrotalcite-type clay obtained as described above shows weak non-basal (hk0) reflections related to hydrotalcite, which indicates intercalation of anionic clay. The diffraction pattern gives d (001) values of 52 and 30 Å. In addition, SEM analysis of the washed powder reveals a very high ratio (L / D> 10000) for the resulting rectangular plates.

Пример 18Example 18

665 г оксида магния (Zolitho® 40, ex Martin Мarietta Magnesia Specialties LLC) и 576 г тригидроксида алюминия (Alumill F505) смешали в 2500 г деминерализованной воды и измельчили до среднего размера частиц (d50), равного 1,5 мкм. Часть суспензии разбавили деминерализованной водой до содержания твердых веществ 9,6 масс.%. 229 г разбавленной суспензии загрузили в автоклав с масляным обогревом и высокоскоростной мешалкой и нагрели до 90°С. Перед добавлением суспензии в автоклав добавили 209 г 2-этоксипропанола и нагрели до 80°С. Затем автоклав нагрели до 120°С и выдержали при этой температуре в течение 15 мин. Затем автоклав нагрели до 170°С и выдержали в течение 1 час. После реакции автоклав охладили ниже 60°С и выгрузили полученную суспензию. Суспензию отфильтровали и тщательно промыли ацетоном. Полученное вещество высушили в вакуум-сушильном шкафу в течение ночи при 80°С.665 g of magnesium oxide (Zolitho® 40, ex Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) and 576 g of aluminum trihydroxide (Alumill F505) were mixed in 2500 g of demineralized water and ground to an average particle size (d 50 ) of 1.5 μm. Part of the suspension was diluted with demineralized water to a solids content of 9.6 wt.%. 229 g of the diluted suspension was loaded into an oil-heated autoclave and high-speed stirrer and heated to 90 ° C. Before adding the suspension, 209 g of 2-ethoxypropanol was added to the autoclave and heated to 80 ° C. Then the autoclave was heated to 120 ° C and kept at this temperature for 15 minutes. Then the autoclave was heated to 170 ° C and held for 1 hour. After the reaction, the autoclave was cooled below 60 ° C and the resulting suspension was unloaded. The suspension was filtered and washed thoroughly with acetone. The resulting material was dried in a vacuum oven overnight at 80 ° C.

Полученную глину гидроталькита анализировали методом рентгеновской дифракции для определения межплоскостного расстояния или d-расстояния. Дифрактограмма гидроталькитной глины, полученной, как описано выше, показывает (hk0) и (001) рефлексы, типичные для структуры гидроталькита, и слабые сигналы, относящиеся к бруситу.The resulting hydrotalcite clay was analyzed by x-ray diffraction to determine the interplanar distance or d-distance. The diffraction pattern of hydrotalcite clay obtained as described above shows (hk0) and (001) reflections typical of the hydrotalcite structure and weak signals related to brucite.

Claims (14)

1. Способ получения слоистого двойного гидроксида, содержащего заряд-компенсирующий анион, который включает стадии:
(a) получение суспензии или раствора предшественника, содержащего источник ионов двухвалентного металла, источник ионов трехвалентного металла, воду и растворитель, смешивающийся с водой, в котором можно растворить по меньшей мере 5 г/л предшественника заряд-компенсирующего аниона;
(b) обработка суспензии или раствора предшественника для получения слоистых двойных гидроксидов,
в котором предшественник заряд-компенсирующих анионов добавляют в суспензию или в раствор до, во время или после стадии (b) и в котором, если заряд-компенсирующий анион является органическим анионом, менее 50 мас.% предшественников заряд-компенсирующих анионов в расчете на общую массу предшественников заряд-компенсирующих анионов представляют собой соль при условии, что заряд-компенсирующий анион не является карбонатом.
1. A method of obtaining a layered double hydroxide containing a charge-compensating anion, which includes the stages:
(a) preparing a suspension or solution of a precursor comprising a source of divalent metal ions, a source of trivalent metal ions, water and a water miscible solvent in which at least 5 g / l of the charge-compensating anion precursor can be dissolved;
(b) processing the suspension or solution of the precursor to obtain layered double hydroxides,
in which the precursor of charge-compensating anions is added to the suspension or solution before, during or after step (b), and in which, if the charge-compensating anion is an organic anion, less than 50 wt.% the mass of the precursors of the charge-balancing anions are a salt, provided that the charge-balancing anion is not a carbonate.
2. Способ по п.1, в котором растворитель является спиртом с одной гидроксильной группой, который выбирают из группы, состоящей из этанола, н-пропилового спирта, изопропилового спирта, бутанола и алкоксилированного спирта по формуле
Figure 00000002

в которой R1 представляет собой C1-C8 алкил или фенил, R2 является водородом или метилом и n является целым числом 1-5.
2. The method according to claim 1, in which the solvent is an alcohol with one hydroxyl group, which is selected from the group consisting of ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, butanol and alkoxylated alcohol according to the formula
Figure 00000002

in which R 1 represents C 1 -C 8 alkyl or phenyl, R 2 is hydrogen or methyl and n is an integer of 1-5.
3. Способ по п.1 или 2, в котором заряд-компенсирующий анион является органическим анионом.3. The method according to claim 1 or 2, in which the charge-compensating anion is an organic anion. 4. Способ по п.2, в котором органический анион содержит 8 или более атомов углерода, предпочтительно 10-50 атомов углерода.4. The method according to claim 2, in which the organic anion contains 8 or more carbon atoms, preferably 10-50 carbon atoms. 5. Способ по п.3, в котором органический анион добавляют к суспензии или раствору предшественника до стадии (b).5. The method according to claim 3, in which the organic anion is added to the suspension or solution of the precursor to step (b). 6. Способ по п.3, в котором органический анион добавляют после образования слоистого двойного гидроксида, причем слоистый двойной гидроксид содержит заряд-компенсирующий анион, который выбирают из группы, состоящей из гидроксила, нитрата, фосфата, фосфоната, сульфоната, сульфата, бисульфата и галогенида.6. The method according to claim 3, in which the organic anion is added after the formation of a layered double hydroxide, and the layered double hydroxide contains a charge-compensating anion, which is selected from the group consisting of hydroxyl, nitrate, phosphate, phosphonate, sulfonate, sulfate, bisulfate and halide. 7. Способ по любому одному из пп.1, 2, 4, 5 или 6, в котором двухвалентный ион металла представляет собой Mg2+, a трехвалентный ион металла является Al3+.7. The method according to any one of claims 1, 2, 4, 5 or 6, in which the divalent metal ion is Mg 2+ , and the trivalent metal ion is Al 3+ . 8. Способ по п.1, далее включающий стадии:
(c) получение суспензии из суспендирующей среды и слоистого двойного гидроксида, содержащего заряд-компенсирующий анион, который выбирают из группы, состоящей из гидроксила, нитрата, фосфата, фосфоната, сульфоната, сульфата, бисульфата и галогенида;
(d) обработку суспензии для получения слоистого двойного гидроксида, содержащего органический анион в качестве заряд-компенсирующего аниона,
причем предшественник органического аниона добавляют во время стадии (с) или (d).
8. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
(c) preparing a suspension from a suspending medium and a layered double hydroxide containing a charge-balancing anion, which is selected from the group consisting of hydroxyl, nitrate, phosphate, phosphonate, sulfonate, sulfate, bisulfate and halide;
(d) processing the suspension to obtain a layered double hydroxide containing an organic anion as a charge-compensating anion,
wherein the organic anion precursor is added during step (c) or (d).
9. Способ по п.8, в котором суспендирующая среда включает воду и/или растворитель, который смешивается с водой и в котором можно растворить по меньшей мере 5 г/л предшественника органического аниона.9. The method of claim 8, wherein the suspending medium comprises water and / or a solvent which is mixed with water and in which at least 5 g / L of the organic anion precursor can be dissolved. 10. Способ получения слоистого двойного гидроксида, содержащего органический анион в качестве заряд-компенсирующего аниона, который включает стадии:
(a) получение суспензии слоистого двойного гидроксида, содержащего заряд-компенсирующий анион, который выбирают из группы, состоящей из гидроксила, нитрата, фосфата, фосфоната, сульфоната, сульфата, бисульфата и галогенида, а также растворитель и необязательно воду;
(b) обработку суспензии или раствора предшественника для получения слоистого двойного гидроксида,
причем предшественник органического аниона добавляют в суспензию во время стадии (а) или (b), и растворитель смешивается с водой и может содержать по меньшей мере 5 г/л растворенного в нем предшественника органического аниона.
10. A method of obtaining a layered double hydroxide containing an organic anion as a charge-compensating anion, which includes the steps of:
(a) preparing a suspension of a layered double hydroxide containing a charge-balancing anion selected from the group consisting of hydroxyl, nitrate, phosphate, phosphonate, sulfonate, sulfate, bisulfate and halide, as well as a solvent and optionally water;
(b) processing the suspension or solution of the precursor to obtain a layered double hydroxide,
moreover, the organic anion precursor is added to the suspension during stage (a) or (b), and the solvent is mixed with water and may contain at least 5 g / l of the organic anion precursor dissolved therein.
11. Слоистый двойной гидроксид, содержащий заряд-компенсирующий анион, полученный способом по одному из предшествующих пунктов.11. A layered double hydroxide containing a charge-compensating anion obtained by the method according to one of the preceding paragraphs. 12. Слоистый двойной гидроксид по п.11, в котором заряд-компенсирующий анион является органическим анионом, и расстояние между отдельными слоями слоистого двойного гидроксида превышает 1,5 нм.12. The layered double hydroxide according to claim 11, in which the charge-compensating anion is an organic anion, and the distance between the individual layers of the layered double hydroxide exceeds 1.5 nm. 13. Нанокомпозитный материал, включающий полимер и слоистый двойной гидроксид по п.11 или 12.13. Nanocomposite material comprising a polymer and a layered double hydroxide according to claim 11 or 12. 14. Концентрат, содержащий полимер и слоистый двойной гидроксид по п.11 или 12, в котором количество слоистого двойного гидроксида составляет 10-70 мас.%. 14. A concentrate containing a polymer and a layered double hydroxide according to claim 11 or 12, in which the amount of the layered double hydroxide is 10-70 wt.%.
RU2008127307/05A 2005-12-06 2006-12-04 Method of obtaining layered double hydroxide modified with organic compounds RU2426688C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05111752 2005-12-06
EP05111752.1 2005-12-06
EP06114707 2006-05-30
EP06114707.0 2006-05-30
US60/813,374 2006-06-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008127307A RU2008127307A (en) 2010-01-20
RU2426688C2 true RU2426688C2 (en) 2011-08-20

Family

ID=42120063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008127307/05A RU2426688C2 (en) 2005-12-06 2006-12-04 Method of obtaining layered double hydroxide modified with organic compounds

Country Status (2)

Country Link
BR (1) BRPI0619472A2 (en)
RU (1) RU2426688C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540402C1 (en) * 2013-09-25 2015-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" Layered hydroxide with hydrotalcite structure containing nickel with oxidation rate +3, and method for preparing it
RU2611526C1 (en) * 2015-11-26 2017-02-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method of producing hydrotalcite-like compounds

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201703558D0 (en) * 2017-03-06 2017-04-19 Univ Oxford Innovation Ltd catalysts

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAGAYA HIDEYUKI и др. SURFACE MODIFICATION OF INORGANIC LAYER COMPOUND WITH ORGANIC COMPOUND AND PREPARATION OF THIN FILMS, APPLIED SURFACE SCIENCE, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, 05.11.1996, v. 121, 122, p.476-479. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540402C1 (en) * 2013-09-25 2015-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" Layered hydroxide with hydrotalcite structure containing nickel with oxidation rate +3, and method for preparing it
RU2611526C1 (en) * 2015-11-26 2017-02-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method of producing hydrotalcite-like compounds

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008127307A (en) 2010-01-20
BRPI0619472A2 (en) 2011-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7786202B2 (en) Process for preparing organically modified layered double hydroxide
EP1957403B1 (en) Clay comprising charge-balancing organic ions and nanocomposite materials comprising the same
EP1814822B1 (en) Clay comprising charge-balancing organic ions and nanocomposite materials comprising the same
TW200734275A (en) Process for preparing organically modified layered double hydroxide
EP1987090B1 (en) Flameproof composite material
CA2813682C (en) High-aspect-ratio magnesium hydroxide
US20110000632A1 (en) Process to Make a Clay Comprising Charge-Balancing Organic Ions, Clays Thus Obtained, and Nanocomposite Materials Comprising the Same
RU2426688C2 (en) Method of obtaining layered double hydroxide modified with organic compounds
RU2375304C2 (en) Clay containing charge-compensating organic ions, and nanocomposite materials that contain such clay
RU2428373C2 (en) Clay containing organic charge-compensating ions and nanocomposite materials based on said clay
WO2008113793A1 (en) Process for preparing a layered double hydroxide

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111205