SE455303B - Organofilt lergelningsmedel, forfarande for framstellning derav samt icke vattenhaltigt fluidsystem innehallande detsamma - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 ä0 455 505 2 Sedan det kommersiella införandet av organoleror pâ det tidiga 1950-talet, har det blivit välkänt att maximal gelningsverkan (För- tjockning) från dessa organoleror uppnås genom att tillsätta ett polärt organiskt material med låg molekylvikt till kompositíonen.

Sådana polära organiska material har omväxlande kallats disperger- medel, dispersionshjälpmedel, solvatiseringsmedel, dispersionsmedel och liknande. Se t ex följande amerikanska patentskrifter: 0'Halloran 2 677 661; McCarthy et al 2 704 276; Stratton 2 833 720 och 2 879 229; Stansfield et al 3 294 683. Användningen av sådana dispersionshjälp- medel har visat sig onödig när man använder speciellt avsedda orga- niska leror, som härstammar från substítuerade kvaternära ammonium- föreningar. Se de amerikanska patentskrifterna: Finlayson et al ä 105 S78 och Finlayson 4 208 218.

I motsats till tidigare organolerkompositioner har ett själv- aktiverande reologiskt medel oväntat alstrats, som inte erfordrar tillsats av polära lösningsmedelsaktivatorer, vilket medel alstras från reaktion av en organisk katjon, olandning av organiska anjoner Och lera av smektittyp.

Föreliggande uppfinning avser ett organofilt lergelningsme- del till användning att gela organiska vätskor, vilket lergelnings- medel omfattar en reaktionsprodukt av en lera av smektittyp¿,en primär anjon, en sekundär anjon och en organisk katjon, karakteri- serat av reaktionsprodukten av: (a) en lera av smektittyp med en katjonutbyteskapacitet av minst 75 milliekvivalenter per 100 g lera; (b) en primär anjon, som utväljes från anjoner, som härstammar från organiska sulfonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehåller minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kolatomer, aromatiska sulfonsyror och blandningar därav; (C) väljes från anjoner, som härstammar från organiska syror med pKa en sekundär anjon skild från den primära anjonen och som ut- mindre än cirka 11,0 och blandningar därav och (d) ställa katjonutbyteskapaciteten hos leran och den katjoniska ak- en organisk katjon i en mängd tillräcklig För att tillfreds- tiviteten hos de primära och sekundära anjonerna, vari erhållna organiska katjonorganiska anjonkomplex skiktas med leran av smek- tittyp och varvid kombinationen av de primära och sekundära an- jonerna gör det i högre grad lättare att dispergera det organo- fila lergelníngsmedlet i en organisk vätska än en ekvívalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundära anjonen. 10 15 20 25 30 35 40 3 455 303 Lerorna som användes för att framställa de organofila ler- gelningsmedlen enligt föreliggande uppfinning, är leror av smek- tittyp, som har en katjonutbyteskapacítet av minst 75 milliekvi- valenter per 100 g lera. Speciellt önskvärda typer av lera är de naturligt förekommande Wyoming-arterna av svällande bentoni-. ter och liknande leror och hektorit, en svällande magnesium-li- tiumsilikatlera.

Lerorna, speciellt lerorna av bentonittyp, omvandlas lämpli- gen till natriumform om de inte redan är i denna form. Detta kan lämpligen göras genom att framställa en vattenhaltig leruppslam- ning och passera uppslamningen genom en bädd av katjonbytarharts i natriumform. Alternativt kan leran blandas med vatten och en_ löslig natriumförening, såsom natriumkarbonat, natriumhydroxid och liknande, följt av skjuvning av blandningen med en kollergàng eller strängsprutmaskin. , _ Leror av smektittyp som framställts naturligt eller synte- tiskt genom endera ett pneumatolytiskt eller, lämpligen ett hydro-I termt syntesförfarande kan även användas för att framställa före- liggande organofila leror. Exempel på sådana leror är montmoril- lonit, bentonit, beidellit, hektorit, saponit och stevensit.

Dessa leror kan syntetiseras hydrotermt genom bildning av en vat- tenhaltíg reaktionsblandning i form av en uppslamning, som innehåller blandade vattenhaltiga oxider eller hydroxider av önskad metall med eller utan, såsom fallet kan vara, natrium- (eller alternativt utbytbar katjon eller blandningar därav) fluorid i proportioner för den speciella önskade syntetiska smek- titen. Uppslamningen placeras sedan i en autoklav och upphettas under autogent tryck till en temperatur inom området av approxi- mativt 1oo° till szs°c, lämpligen z7s° ti11 3co°c, under en :iii- räcklig tid för att bilda önskad produkt.

Katjonutbyteskapaciteten hos lerorna av smektittyp kan bestäm- mas genom den välkända ammoniumacetatmetoden.

De organiska katjoniska föreningarna som är användbara i föreliggande uppfinning kan utväljas från ett vitt område av ma- terial, som är i stand att bilda en organofil lera genom utbyte av katjoner med leran av smektittyp. Den organiska katjoniska föreningen måste ha en positiv laddning lokaliserad på en enda atom eller en liten grupp av atomer inom föreningen. Lämpligen utväljes den organiska katjonen från en grupp, som består av kvaternära ammoniumsalter, fosfoniumsalter, sulfoniumsalter och blandningar därav, vari den organiska katjonen innehåller minst 10 15 20 25 30 35 40 455 305 L, en linjär eller grenad alkylgrupp med 8 till 22 kolatomer. Åter-, stående delar pâ de centralt positivt laddade atomerna utväljes från (a) linjära eller grenade alkylgrupper med 1 till 22 kol- atomer; (b) aralkylgrupper, dvs bensyl och substituerade bensyl- delar, som omfattar kondenserade ringdelar med linjära och grena- de 1 till 22 kolatomer i alkyldelen av strukturen; (c) arylgrupper, såsom fenyl och substítuerad fenyl innefattande kondenserade ring- aromatiska suhstituenter; och (d) väte.

De linjära eller grenade alkylradikalerna kan härstamma från naturligt förekommande oljor, inkluderande olika vegetabiliska oljor, såsom majsolja, kokosnötolja, sojabönolja, bomullsfröolja, ricinolja och liknande, såväl som olika animaliska oljor eller fetter, såsom talgolja. Alkylradikalerna kan likaledes erhållas petrokemískt, såsom från alfaolefiner. Dessutom omfattar exempel på radikaler metyl, etyl, decyl, lauryl, stearyl. I 1 Ytterligare exempel på aralkyl, dvs bensyl och substituerade if bensyldelar skulle omfatta de material som härstammar från exem- vís bensylhalogcnider, benshydrylhalogenider, tritylhalogeníder, æfhalo-gffenylalkaner, vari alkylkedjan har från 1 till 22 kol- atomer, såsom 1-halo-1-fenyletan, 1-halo-1-fenylpropan och 1-halo-1-fenyloktadekan; substituerade bensyldelar, såsom de som skulle erhållas från orto-, meta- och para-klorobensylhalogeni- der, para-metoxibensylhalogenider, orto-, meta- och para-nítrilo- bensylhalogenídcr och orto-, meta- och para-alkylbensylhalogeni- der, vari alkylkedjan innehåller från 1 till 22 kolatomer; och kondenserade ringdelar av bensyltyp, såsom de som skulle härstam- ma från 2-halomctylnaftalen, 9-halometylantracen och 9-halometyl- fenantren, vari halogruppen skulle definieras såsom klor-, brom-, jod- eller vilken annan sådan grupp som helst som tjänar såsom en lämnande grupp i den nukleofila attacken av delen av bensyl- typ,'sâdan att nukleofilen ersätter den lämnande gruppen pà delen av bensyltyp. o Exempel på arylgrupper skulle omfatta fenyl, såsom N-alkyl- och N,N-dialkylaniliner, vari alkylgrupperna innehåller mellan 1 och 22 kolatomcr; orto-, meta- och para-nitrofenyl; orto-, meta- och para-alkylfcnyl, vari alkylgruppen innehåller mellan 1 och 22 kolntomer; Z-, 3- och 4-halofenyl, vari halogruppen är definierad sdsom klor-, brom- eller jod-; och Z-, 3-, och 4-karb- oxifcnyl och cstrar därav, vari alkoholen av estern erhållits frân en ulkylalkohol, vari alkylgruppen innehåller mellan 1 och 22 kolatomer, aryl, såsom fenol, eller aralkyl, såsom bensyl- 10 15 20 25 30 35 40 s 455 305 alkoholcr; kondcnserade ríngaryldelar, såsom naftalen, antracen och fcnantren.

Många förfaranden är kända för att framställa organiska kat- joniska salter. När man exempelvis framställer ett kvaternärt ammoniumsalt skulle fackmannen framställa en díalkyl-sekundär amin, t.ex. genom hydrering av nitriler, se amerikanska patent- skriften 2 355 356; bilda metyl-dialkyl-tertiär amin tív alkylering under användning av formaldehyd såsom metylradikal- genom reduk- källa. Se även Shapiro et al, amerikanska patentskriften 3 136 819 för bildning av den kvaternära ammoníumhalogeniden genom att sätta bensylklorid eller bensylbromid till den tertiära aminen, såväl som Shapíro et al, amerikanska patentskriften 2 775 617. Salt- anjonen utväljes lämpligen från klorid och bromid och blandningar därav, och är mera lämpligt klorid, fastän andra anjoner, såsom acetat, hydroxid, nitrit, etc kan vara närvarande i den organiska katjoniska föreningen för att neutralisera katjonen.

Dessa organiska katjoniska föreningar kan motsvaras av form- lerna: h *_ í-k-R4 M och kï + R3 Rí-Y-R4 M R vari X betecknar kväve eller fosfor, Y betecknar svavel, M' ut- väljes från klorid, bromid, jodid, nitrit, hydroxid, acetat, metylsulfat och blandningar därav; och vari R1 betecknar en alkyl- grupp med 8 till 22 kolatomer; och vari R2, R3 och R4 utväljes från väte; hydroxíalkylgrupper; alkylgrupper innehållande 1 till 22 kolatomer; arylgrupper; aralkylgrupper innehållande 1 till ZZ kolatomer på alkylkedjan, och blandningar därav.

.De primära och sekundära organiska anjonerna som är använd- bara i föreliggande uppfinning, kan utväljas från ett vitt område av material, förutsatt att de är i stånd att reagera med en or- ganisk katjon och bilda skiktbildningar med en lera av smektittyp såsom organiska katjon-organiska anjonkomplex. Molekylvikten (grammolekylvíktcn) av de organiska anjonerna är lämpligen 3000 eller mindre, och lämpligast 1000 eller mindre och innehåller minst en sur del per molekyl, såsom beskrives häri. Både de pri- mära och de sekundära anjonerna erhålles lämpligen från en orga- nisk syra med ett pKA mindre än cirka 11,0. Såsom angavs mäste syrakällan innehålla minst ett joniserbart väte med lämpligt pKA för att tillåta bildning av komplexen med organisk katjon-orga- nisk anjon och efterföljande skiktbildningsreaktion att uppträda. 10 15 20 25 30 35 40 455 303 6 Den primära anjonen enligt föreliggande uppfinning måste vara en organisk svavelsyra. Den organiska svavelsyran innehåller lämpligen minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kolatomer och/eller en aromatisk ring.Representativa organiska syror kan vara organiska sulfonsyror och alkylsulfater.

Sulfonsyrorna omfattar: (1) bensensulfonsyror, såsom bensensulfonsyra, fenolsulfon- syra, dodecylbensensulfonsyra, bensendísulfonsyra, bensentrisul- fonsyror, para-toluensulfonsyra, och (2) alkylsulfonsyror, såsom sulfosuccinat-alkylestrar, såsom dioktylsuccinylsulfonsyra, och alkylpolyetoxi-succinylsulfonsyra, dekansulfonsyra, dodekansulfonsyra och oktadekansulfonsyra.

Alkylsulfaterna omfattar sådana material som laurylhalvest- ern av svavelsyra, oktadecylhalvestern av svavelsyra, oktylhalv- estern av svavelsyra. Natriumlaurylsulfat är det mest lämpliga materialet.

De primära och sekundära organiska anjonerna kan vara i g syra- eller saltform. Salter kan utväljas från alkalimetallsalter, jordalkalimetallsalter, ammoniak och organiska aminer. Represen- tativa salter omfattar: väte, litium, natrium, kalium, magnesium, kalcium, barium, ammonium och organiska amíner, såsom etanolamin, dietanolamin, trietanolamin,'metyldietanolamin, butyldietanol- amin, dietylamin, dimetylamín, trietylamin, dibutylamin och så vidare, och blandningar därav. Det mest lämpliga saltet är nat- rium såsom alkalimetallkatjonen.

Den sekundära organiska anjonen kan utväljas från ett vitt område bland organiska anjoner. Varje förening är användbar, som kommer att tillhandahålla den önskade organiska anjonen ensam eller vid hydrolys. Representativa föreningar omfattar: (1) syraanhydrider innefattande ättiksyraanhydrid, malein- syraanhydrid, bärnstenssyraanhydrid och ftalsyraanhydrid; (2) syrahalogenider innefattande acetylklorid, oktanoyl- klorid, lauroylklorid, lauroylbromid och bensoylbromid: (3) 1,1,l-trihalogenider omfattande 1,1,1-trikloroetan och 1,1,1-tribromooktan; och (4) ortoestrar innefattande etylortoformiat och etylorto- stearat.

Exempel på typer av lämpliga sura funktionella organiska föreningar, som är användbara i föreliggande uppfinning, omfattar: 10 15 20 25 30 35 40 7 455 505 (1) Karboxylsyror innefattande: fa) bensenkarboxylsyror, såsom bensoesyra, orto-, meta- och para-ftalsyru, 1,2,3-bensentríkarboxylsyra, 1,2,4-bensentri- karboxylsyra, 1,3,5-bensentríkarboxylsyra, 1,2,4,5-bensentetra- karboxylsyra, 1,2,3,4,5,6-bensenhexakarboxylsyra (mellitsyra): (b) alkylkarboxylsyror med formeln H-(CH2)n-COOH, vari n är ett tal från 0 till 20; sådana föreningar omfattar ättik- syra, propíonsyra, butansyra, pentansyra, hexansyra, heptansyra, oktansyra, nonansyra, dekansyra, undekansyra, laurinsyra, tride- kansyra, tetradekansyra, pentadekansyra, hexadekansyra, heptade- kansyra, oktadekansyra (stearínsyra), nonadekansyra, eikosansyra. (c) alkyldikarboxylsyror med formeln HOOC-(CH2)n-COOH, vari n betecknar 0 till 8, såsom oxalsyra, malonsyra,_bärnstens- syra, glutarsyra, adipinsyra, pimelinsyra, suberinsyra, azelaín- syra, sebacínsyra; (d) hydroxíalkylkarboxylsyror, såsom citronsyra, vinsyror, äppelsyra, mandelsyra och 12-hydroxistearinsyra; (e) omättade alkylkarboxylsyror, såsom maléínsyra, fumar- syra och kanelsyra; _ (f) kondenserad ringaromatisk karboxylsyra, såsom nafta- lensyra och antracenkarboxylsyra; (g) cykloalifatiska syror, såsom cyklohexan-karboxylsyra, cyklopentankarboxylsyra, furankarboxylsyror. (2) Organiska svavelsyror innefattande: (a) sulfonsyror innefattande (1) bensensulfonsyra, såsom bensensulfonsyra, fenolsulfonsyra, dodecylbensensulfonsyra, bensen- dísulfonsyra, bensentrisulfonsyror, para-toluensulfonsyra och (2) alkylsulfonsyror såsom metansulfonsyra, eïansulfon- syra,-butansulfonsyra, butandisulfonsyrag sulfosuccinat¥alky1est- rar, såsom díoktylsuccinylsulfonsyra och alkylpolyetoxísuccinyl- sulfonsyra, och (b) alkylsulfater, såsom laurylhalvestern av svavelsyra, oktadecylhalvestern av svavelsyra och oktylhalvestern av svavel- syra. (3) Organofosforsyror innefattande: (a) fosfonsyror med formeln 0 RP(OH)2 vari R betecknar en nrylgrupp eller alkylgrupp med 1-22 kolatomer; 10 15 20 25 30 35 40 455 305 B (b) fosfinsyror med formeln O H RZPOH vari R betecknar en arylgrupp eller alkylgrupp med 1-22 kolatomer, såsom dicyklohexylfosfínsyra, dibutylfosfinsyra och dílaurylfos- finsyra; ' (c) tiofosfinsyror med formeln S Rzïsn vari R betecknar en arylgrupp eller alkylgrupp med 1-22 kolatomer, såsom di-iso-butyl-ditiofosfinsyra, díbutylditiofosfinsyra, díoktadecylditiofosfínsyra; (d) fosfiter; dvs diestrar av fosforsyrlighet med for- meln H0-P(OR)z, vari R betecknar en alkylgrupp med 1-22 kolatomer, såsom dioktadecylfosfit; (e) fosfater, dvs diesterar av fosforsyra med formeln 0 Ho-5-(oR)2 vari R betecknar en alkylgrupp med 1-22 kolatomer, såsom diokta- decylfosfat. 0 (4) Fenoler, såsom fenol, hydrokinon, t-butylkatekolj p-metoxifenyl och naftoler. (5) Tíosyror med formlerna: S 0 S R-É-on; och R-Ö-SH H - R-C-SH vari R betecknar en arylgrupp eller alkylgrupp med 1-22 kolatomer, såsom tíosalicylsyra, tiobensoesyra, tioättiksyra, tíolaurinsyra och tíostearinsyra. (6) Aminosyror såsom de naturligt förekommande aminosyrorna och derivaten därav, såsom 6-aminohexansyra, 12-aminododekansyra, N-fenylglycin och 3-aminokrotonsyra. (7) Polymera syror som framställts från sura monomerer, vari den sura funktionen kvarblir i polymerkedjan, såsom akrylsyrapoly- merer med låg molekylvíkt och sampolymerer; styren-ma1eínsyra- anhydrid-sampolymerer. (8) Sammansatta syror och syrasalter, såsom ferrocyanidl ferricyanid, natriumtetrafenylborat, fosfovolframsyra, fosfokísel- syra eller varje annan sådan anjon, som kommer att bilda ett tätt 10 15 20 25 30 35 40 9 455 303 jvnpar med en organisk katjon, dvs varje sådan anjon, som bildar en vattenolöslig fällning med en organisk katjon.

Organofila leror enligt föreliggande uppfinning kan framgtäl- las genom att blanda lera, organisk katjon, organiska anjoner och vatten tillsammans, lämpligen vid en temperatur från 20° till 100°C I mera lämpligt 60° till 77°C, under en tid tillräcklig för den or- ganiska katjonen och de organiska anjonkomplexen att skiktas med lerpartiklarna, följt av filtrering, tvättning, torkning och mal- ning. Tillsatsen av den organiska katjonen och organiska anjoner kan göras antingen separat eller såsom ett komplex. Då man använ- der de organofila lerorna i emulsioner, kan torknings- och mal- ningsstegen elimineras. När man blandar lera, organisk katjon, organiska anjoner och vatten til1sammansi.sådana koncentrationer, att en uppslamning inte bildas, då kan filtrerings- och tvättnings- stegen elimineras.

Leran dispergeras lämpligen i vatten vid en koncentration från cirka 1 till 80 % och lämpligen 2 % till 7 %, uppslamningen centrifugeras eventuellt för att borttaga orenheter av icke-lera, vilka utgör cirka 10 % till cirka SO % uppslamningen omröres och upphettas till en temperatur från 60°C :iii 77°c.

De organofila lerorna enligt föreliggande uppfinning kan framställas genom att blanda de organiska anjonerna med en lera och vatten tillsammans, lämpligen vid en temperatur mellan 20°C och 100°C under en tid tillräcklig för att framställa en homogen blandning, följt av tillsats av den organiska katjonen i tillräck- av utgàngslerkompoisitionen, liga mängder för att tillfredsställa katjonutbyteskapaciteten hos leran och den katjoniska kapaciteten hos de organiska anjonerna.

Blandningcn bringas att reagera under omröring vid en temperatur meiian zo° och 1oo°c under en tid tiiiräekiig för att tillåta brid- ningen av organisk katjon-organisk anjon-komplex, vilka skiktas med leran och katjonutbytcsställena hos leran ersättes med den organiska katjonen. Reaktionstemperaturer under ZOOC eller över 100°C är, trots att de är användbara, inte lämpliga, på grund av behovet av ytterligare processapparaturer, nämligen kylningsanord- ningar och tryckreaktorer.

Den totala mängden av de organiska anjonerna, som tillsatts leran för ändamålen enligt föreliggande uppfinning, måste vara tillräcklig för att ge den organofila leran den ökade önskade dis- persíonsegenskapen. Denna mängd definieras vid milliekvivalentför- hállandet, som är antalet mílliekvívalenter (M.E.) av den organiska 10 15 20 25 30 35 40 455 503 m anjonen i organoleran per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas. De orga- nofila lerorna enligt föreliggande uppfinning måste ha ett totalt anjon~milliekvivalentförhållande från 5 till 100 och lämpligen 10 till S0. Vid lägre anjon-milliekvivalentförhållanden är den ökade dispergerbarheten och verkan av de organofila lerorna för- sumbar. Vid högre anjon-M.E.-förhållanden minskas verkan av den organofila lerreaktionsprodukten från icke skiktade organisk kat- jon-organisk anjon-komplex eller jonpar.

De organiska anjonerna sättes lämpligen till reaktanterna i önskat milliekvivalent-förhållande såsom ett fast ämne eller lös- ning i vatten under omröring för att verkställa en makroskopiskt homogen blandning. Anjónerna kan tillsättas antingen samtidigt el- ler efteråt såsom helhet eller delvis.

Av den totala använda organiska anjonblandningen utväljes J minst S0 molprocent från de prímära organiska anjonerna. Det synes att användningen av sådana önskade mängder möjliggör de primära organiska anjonerna att synergistiskt hjälpa till vid dispersion av den organofila leran, under det att de sekundära organiska an- jonerna blott hjälper till att förbättra verkan av den organofila leran, anmärkningsvärt viskositetsökande egenskaper. Användning av mindre mängder resulterar inte i den oväntade förbättringen i dis- persion och verkan, som uppnås fràn en blandning av organiska an- joner såsom beskrives häri.

Den exakta mekanismen genom vilken denna verkan uppträder är inte fullt känd. Emellertid kan en förklaring på denna verkan före- slås pà följande sätt.

Det är känt i allmänhet att lättheten att dispergera en anjo- nísk modifierad organofil lera ökar då mängden av en anjon, ut- tryckt såsom antalet milliekvivalenter per 100 g lera, 100 1 aktiv lerbas, nalkas mängden katjon,°ocksà uttryckt i milliekvivalenter per 100 g lera, 100 % kapaciteten hos leran. Detta är troligen beroende på a)d@H grund- läggande oföränderligheten av höggradigt joníska föreningar (dvs den organiska katjonen med en oorganisk anjon) med icke-vattenhal- tiga fluídcr, i vilka den organofila leran skall dispergeras, och b) minskningen i jonisk natur hos det katjoníska saltet genom reaktion av katjonen med en organisk anjon för att bilda ett obe- aktiv lerbas, i överskott av katjonutbytes- roende komplex med en mycket liten jonisationskonstant. I själva verket ses liknande resultat med kompositionerna enligt förelig- gande uppfinning, dà mängden primär anjon, dvs den svavelinnehål- lande anjonen, ökas till en punkt sådan att ytterligare tillsatser 10 15 20 25 30 35 40 11 455 303 leder till en minskning i lättheten att dispergera den organofila leran. Denna verkan erhålles inte, när man använder en andra anjon, dvs, förenligheten av den organiska fasen av de organofila lerorna enligt föreliggande uppfinning i närvaro av ett icke-vattenhaltigt fluidum kan ytterligare förbättras genom inneslutandet av en andra anjon, vilket tycks minska kvantiteten av den höggradigt joniska oorganiska anjonsaltformen av den adsorberade organiska katjonen.

Denna verkan förnekar inte den motsatta verkan som uppnås genom att använda överskott av primär anjon.

För det andra har det visat sig, att de organisk katjon/orga- nisk svavel-anjonerna, som användes såsom en del av föreliggande - uppfinning, i allmänhet tenderar att vara mindre vaxartade till naturen än organiska katjoner med en oorganisk anjon eller orga- nisk karboxylatanjon. Denna egenskap överföres till den organo- fila leran och hjälper till i minskningen av gränsytspänning. Då den gör så vidmakthàlles den slumpvisa orienteringen av de organo- fila lerplättarna genom torkningsförfarandet, vilket leder till . en organofil leragglomeratpartikel med en mycket öppen och porös struktur. Sådan struktur tillåter snabb uppsugning av lösningsmed- let i partikeln, såväl som minskning av ytan av de organofila ler- plättarnas växelverkan yta mot yta; vilka båda egenskaper hjälper till med dispersionen av den organofila leran.

Den organiska katjonen användes i en tillräcklig kvantitet för att åtminstone tillfredsställa katjonutbyteskapaciteten hos leran och den katjoniska aktiviteten hos de organiska anjonerna.

Ytterligare katjon över summan av utbyteskapaciteten hos leran och anjoner kan eventuellt användas. Det har visat sig, att när man använder leror av smektittyp enligt föreliggande uppfinning användningen av minst 90 milliekvivalenter av organisk katjon är tillräcklig för att tillfredsställa minst en del av det totala organiska katjonbehovet. Användning av mängder från 80 till 200'H.E., och lämpligen 100 till 160 M.E. är godtagbar. Vid lägre milliekvivalentförhållanden kommer ofullständig reaktion mellan den organiska katjonen och lera och organiska anjoner att uppträda, vilket resulterar i bildning av ineffektiva gelningsmedel. Lämpli- gen är katjonmilliekvivalentförhållandet större än (100+n) milli- ekvivalenter, Nari n är definierad såsom antalet mílliekvivalen- ter av den prímära organiska anjonen i milliekvivalentcr per 100 g 100 % aktiv lerbas.

Ur hanteringssynpunkt är det lämpligt att det totala organis- ka innehållet av de organofila lerreaktionsprodukterna enligt fö- lera, 10 15 20 25 30 35 40 455 303 12 religgande uppfinning skall vara mindre än cirka 50 viktpro- cent av organoleran. Under det att högre mängder är användba- ra, är reaktionsprodukten svar att filtrera, torka och mala.

Ett lämpligt förfarande för att framställa ett organe- filt lergelningsmedel kan beskrivas mera speciellt, vilket ka- rakteriseras därav, att man (a) framställer en uppslamning av lera av smektittyp i vat- ten med 1 till 80 viktprocent av leran, (b) upphettar uppslamningen till en temperatur mellan 20°C och 1oo°c, (c) tillsätter (i) 5 till 100 milliekvivalenter totalt av en 100 % aktiv lerbas, varvid den organiska anjonblandningen är sammansatt av en pri- organisk anjonblandning per 100 g lera, mär anjon, som utväljes från anjoner, som härstammar från or- ganiska sulfonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehåller minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kolatomer, aromatiska sulfonsyror och blandningar därav, och och som ut- en sekundär anjon, skild fràn den primära anjonen, väljes från anjoner, som härstammar fran organiska syror med ett pKa mindre än cirka 11,0 och blandningar därav, och (ii) en organisk katjon i en tillräcklig mängd för att tillfreds- ställa katjonutbyteskapaciteten hos leran av smektittyp och varvid den katjoniska aktiviteten hos den organiska katjonen är minst (100 + n) milliekvivalenter, där n är mängden av den primära anjonen, uttryckt i milliekvivalenter per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, Cd) fortsätter reaktionen under en tillräcklig tid för att bilda en reaktionsprodukt, som omfattar organisk katjon - or- ganisk anjon-komplex, vilka skiktas med leran av smektíttyp och katjonutbytesställena hos leran av smektittyp ersättas med den organiska katjonen och (e) utvinner reaktionsprodukten, varvid blandningen av de primära och sekundära anjonerna gör det i högre grad lättare att dispergera det organofila lergelningsmedlet i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundära anjonen.

I en annan lämplig utföringsform karakteriseras ett för- farande för framställning av ett organofilt lergelningsmedel därav, att man (a) framställer en uppslamning av lera av smektittyp i vat- ten med 2 till 7 viktprocent av leran, 10 15 20 25 30 35 40 _jon, som utväljes fràn anjoner, 13 455 sos (b) upphettar uppslamningen till en temperatur mellan 20°C och 100°C, íc) sätter en organisk katjon i en mängd upp till katjonut- byteskapaciteten hos leran av smektittyp till leruppslamningen under omröring för att framställa en organofil ler-reaktions- produkt, (d) tillsätter 5 till 100 milliekvivalenter totalt av en or- ganisk anjonblandning per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, un- der omröring för att framställa en homogen blandning, varvid den organiska anjonblandningen är sammansatt av en primär an- som härstammar frán organiska sulfonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehal- ler minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kol- atomer, aromatiska sulfonsyror och blandningar därav och en och som utväl- sekundär anjon, skild fràn den primära anjonen, jes fràn anjoner, som härstammar fràn organiska syror med ett pKa mindre än cirka 11,0 och blandningar därav, (e) sätter ytterligare mängder av en organisk katon till den homogena blandningen i en tillräcklig mängd för att tillfreds- ställa den tillgängliga äterstàende katjonutbyteskapaciteten hos leran av smektittyp och katjonisk aktivitet hos den orga- niska anjonen, under det man omrör reaktionsblandningen, (100 + n) var- vid den totala mängden av organisk katgon är minst milliekvivalenter, där n är mängden av den primära anjonen närvarande i anjonblandningen, uttryckt i milliekvivalenter per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, (E) fortsätter reaktionen under en tillräcklig tid för att bilda en reaktionsprodukt, som omfattar organisk katjon - or- ganisk anjon-komplex, vilka skiktas med leran av smektittyp och katjonutbytesställena hos leran av smektittyp ersättas med den organiska katjonen och (g) utvinner reaktionsprodukten, varvid blandningen av de primära och sekundära anjonerna gör det i högre grad lättare att dispergera det organofila lergelningsmedlet i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekunära anjonen.

Ett ytterligare lämpligt förfarande för att framställa ett organofilt lergelningsmedel karakteriseras därav, att man (a) framställer en uppslamning av lera av smektittyp i vat- ten med 2 till 7 viktprocent av leran, 10 15 20 25 30 35 40 455 305 14 (b) upphettar uppslamningen till en temperatur mellan 20°C och 100°C, (c) tillsätter 5 till 100 milliekvivalenter totalt av en or- ganisk angonblandning per 100 g lera, 100 Z aktiv lerbas, un- der omröring för att framställa en homogen blandning, varvid den organiska anjonblandningen är sammansatt av en primär an- Jon, som utväljes från anjoner, som härstammar från organiska sulfonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehål- ler minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kol- atomer, aromatiska sulfonsyror och blandningar därav, och en sekundär anjon, skild fràn den primära anjonen, och som utväl- Jes fràn anjoner, som härstammar från organiska syror med ett pKa mindre än cirka 11,0, och blandningar därav, (d) sätter en organisk katjon till den homogena blandningen i en tillräcklig mängd för att tillfredsställa den tillgängli- ga katjonutbyteskapaciteten hos leran av smektittyp och kat- jonisk aktivitet hos den organiska anjonen, under det man om- rör reaktionsblandningen, varvid mängden av organisk katjon är minst (100 + n) milliekvivalenter, där n är mängden av den primära anjonen, uttryckt i mílliekvivalenter per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, (e) fortsätter reaktionen under en tillräcklig tid för att bilda en reaktionsprodukt, som omfattar organisk katjon-orga- nisk anjon-komplex, vilka skiktas med leran av smektittyp och katjonutbytesställena hos leran av smektittyp ersättas med den organiska katjonen, och (f) utvinner reaktionsprodukten, varvid blandningen av de primära och sekundära anjonerna gör det i högre grad lättare att dispergera det organofila lergelningsmedlet i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundära anjonen.

Kompositionerna enligt föreliggande uppfinning, vil- ka diskuterats ovan, finner allmän användning såsom reolo- giska tillsatser i icke-vattenhaltiga fluidsystem. De icke- vattenhaltiga fluidkompositionerna, vari de självaktiver- ande organofíla lerorna är användbara, omfattar färger, kitt, tika, bläck, polvesterlaminerande hartser och polyestergel- fernissor, emaljer, vaxer, polyepoxider, lim, kosme- beläggningar och liknande. Dessa fluider kan framställas genom vilken konventionell metod som helst, sàsom de som 10 15 20 25 30 35 40 15 ' 455 505 beskrives i den amerikanska patentskriften 4 208 218, innefattan- de kolloidala kvarnar, valskvarnar, kulkvarnar och dispergeranord- ningar med hög hastighet, vari pigmentmaterialen blir väl disper- gerade i den organiska vehikeln genom den höga skjuvningen, som användes vid bearbetningen.

Det organofila lergelningsmedlet användes i sådana kompositio- ner i mängder tillräckliga för att erhålla de önskade reologiska egenskaperna, såsom hög viskositet vid låga skjuvningshastigheter, kontroll av sättning av fluidfilmer och förhindrande av sättning -och hård packning av segment närvarande i de icke-vattenhaltiga fluidkompositionerna. Mängkr av använt organofilt lergelningsmedel i det icke-vattenhaltiga fluidsystemet kan lämpligen vara mellan cirka 0,1 % och cirka 10 %, räknat på vikten av det behandlade icke-vattenhaltiga fluidsystemet, och lämpligen mellan 0,3 % och 5,0 % för att i utbyte ge de.önskade reologiska verkningarna.

Beläggningskompositioner omfattar i allmänhet ett filmbildan- de organiskt och/eller oorganiskt bindemedel, lösningsmedel och eventuellt pigment. Sådana system har beskrivits förut för använd- ning såsom dekorativa och/eller skyddande material för t.ex. me- tall, trä, plast och papper. I praktiken anbringas dessa komposi- tioner på substratet med utrustning, såsom en borste, en vals, fin- fördelning med luft eller utan luft eller genom doppning. I dessa kompositioner kan tixotropa gelningsmedel användas, som minskar viskositeten av beläggningskompositionen vid hög skjuvning, såsom den som skulle användas under anbringandet av beläggningen, men som ökar viskositeten under låga eller inte några skjuvningsför- hállanden.

I det förgångna har asbest, àngavsatt kiseldioxid, olika organiska material och organofila leror använts såsom verksamma gelningsmedel för sådana beläggningskompositioner. Emellertid är dessa material behäftade med olika nackdelar såsom hälsorisker, lfigakostnadsnívàer för utförande och framställning av otillräck- liga beläggningskompositioner, som brister i glans och ytjämnhet.

De organofila lerorna enligt föreliggande uppfinning är an- vända såsom effektiva gelningsmedel för beläggningskompositioner utan de svårigheter som är förbundna med tidigare material. De organofila lcrorna kan dispergeras i beläggningskompositionerna under låga eller eventuellt höga skjuvningsförhâllanden.

I ett typiskt förfarande sättes det organofila lergelnings- medlet till en beläggningskompositíon, som omfattar ett filmbil- 10 15 20 25 30 35 40 455 503 . 15 dande organiskt bindemedel, organiskt lösningsmedel och eventuellt pigment under omröring vid 190 m per minut och omröres vid denna hastighet i 15 minuter för att tillförsäkra fullständig dispersion av den organofila leran.

De filmbildande organiska bindemedlen enligt föreliggande upp- finning framställes genom konventionella förfaranden, såsom poly- merisation av akrylat och metakrylatestrar; från mättade polyes- terhartser och genom reaktion av torkande oljor, såsom linolsyra med polymerer som innehåller hydroxylfunktionalitet. Vanligen är organiska bindemedel med grammolekylvikter från 200 till flera hundra tusen användbara.

Organiska lösningsmedel för sådana beläggningar kan brett klassificeras i fem kategorier, som omfattar alifatiskt, aroma- tiskt, måttligt polärt, polärt och klorerat lösningsmedel. Alifa- tiska lösningsmedel omfattar normala och grenade alifatíska kol- väten med från cirka 5 till 12 kolatomer och cykloalifatiska före- ningar. Aromatiska lösningsmedel omfattar sådana material som ben- sen, toluen, xylen och etylbensen. Måttligt polära lösningsmedel innefattar keton- och esterlösningsmedel såsom aceton, metyletyl- keton, metylbutylketon, metylisobutylketon, cyklohexanon, etyl- acetat, butylacetat, etoxietylacetat och liknande. Polära lös- ningsmedel omfattar sâdana material som alkoholer med låg molekyl- vikt, såsom metanol, etanol, propanol, 2-propanol, butanol, 2-butanol och etoxietanol. Klorerade kolvätelösningsmedel omfat- tar sådana material som metylenkloríd, kloroform, koltetraklorid, kloretan och 1,1,1-tríkloretan.

Det organiska bindemedlet kan lämpligen användas i mängder från 10 % till 80 % positionen. Det organiska lösningsmedlet användes i tillräckliga av den vätskeformiga delen av beläggningskom- mängder för att minska viskositeten hos beläggningskompositionen till användbara nivåer beroende på anbríngningsmetoden, men i varje fall för att i utbyte ge upp till 100 % sitionen. Ytterligare tillsatser inkluderande pigment kan användas i kvantiteter som sträcker sig från 0,5 till 50 % av den totala kompo- av den totala beläggningskompositionen.

Följande exempel ges för att belysa föreliggande uppfinning.

Alla procent som ges genom beskrivningen är viktproccnt, såvida annat ej angives.

Exempel A - Försök 1 :111 12 Detta exempel visar användningen av olika organofila leror, 10 15 20 ZS 30 35 40 17 455 303 som framställts fràn olika organiska katjoner och organiska anjo- ner. Bestándsdelar och mängder som användes för att framställa varje beläggningskomposition, summeras i tabell I (alifatiskt pig- menterat lösningsmedelssystem).

Resultaten visar att föreliggande kompositioner, när det till- sättes efteråt till ett tidigare framställt beläggningssystem vid låg skjuvning, ger överlägsen viskositet åt systemet och disperge- ras vid samma nivå som konventionellt använda material när de in- förlivas í systemet under betydligt högre skjuvningsförhållanden. Även är de jämförande materialen, när de införes i systemet vid lägre skjuvningstíllstánd, avgjort underlägsna i dispergerbarhet, vískositetsuppbyggnadsegenskaper jämfört med föreliggande material, som införlivats i systemet vid samma skjuvning.

De organofila lerorna enligt föreliggande uppfinning med den blandade anjonkompositionen såsom enligt tabellen tillsattes efter under låga skjuvningsförhållanden till beläggningskompositionen utan en polär lösningsmedelsaktivator. För jämförelse tillsattes efteråt olika organofila leror, som innehöll enstaka organiska anjoner, till beläggningskompositionen vid samma skjuvningsförhâl- lande som den prövade organofila leran.

Speciellt vägdes 600 g av en tidigare framställd beläggnings- komposition, som inte innehåller en reologisk tillsats, i ett avfalsat cirkulärt 0,95 dm3 kärl, som mäter 102 mm i diameter och 118 mm i höjd. Systemet omrördes under användning av en labora- torieomrörare med ett propellerblad 50 mm i diameter. Bladet är beläget i systemet vid centrum av kärlet med en höjd sådan att botten av bladet är 13 mm ovanför kärlets bottenyta. Axelhastig- heten hålles konstant vid 1200 varv/min. 5,1 g av de organofila lerorna enligt föreliggande uppfinning och jämförande organofila leror siktas sakta in i det virvlande systemet.

Systemet hos organofil lera tillâtes att blandas vid en axelhastighet av 1200 varv/min under totalt 15 minuter. Vid denna tidpunkt borttages utan att stoppa omröringen en liten alikvot från kärlet under användning av en konisk 127 mm spatel av rost- fritt stål. Denna alikvot användes för att mäta dispersionsfin- heten hos blandningen enligt "Standard Test Method for Fineness ASTM-beteckning: D1210-64 (åter stadfäst 1970). Denna mätning göres under använd- of Díspersion of Pígment - Vehicle Systems"; ning av ett mätdon för Hagman-finheten graderad i en skala som sträcker sig från O till 8, där 0 är lika med en filmtjocklek av 10 TS 20 25 30 35 40 455 303 0,102 mm och 8 är lika med en filmtjocklek av noll mm. Den pole- 18 rade provapparaten är ett block av rostfritt stål i vilket en kanal med kontinuerligt varierande djup har utskurits. Lösningen som skall undersökas, placeras i kanalen vid den djupaste änden och får falla den fulla längden av kanalen. Systemets malnings- enhet bestämmes vid punkten längs kanaldjupet, vid vilket pigment- partiklarna först blir synliga ovanför ytan av lösningsfilmen.

Detta mått tages efter 15 minuters blandningstid. Systemen över- föres sedan till ett tennkärl och får komma till jämvikt över nat- ten vid 25°C innan det testas avseende viskositet, när så är tillämpligt.

De viskositetsökande egenskaperna mätes under användning av en modellviskosímeter "Brookfield RVT" försedd med en spindel nr4 med en spindelhastighet av 10 varv/min.

I tabell II visar data framställningen av beläggningssystem med en förbättrad dispersionslätthet och/eller större viskositets- uppbyggnad vid låga skjuvningstillstånd jämfört med de konventio- nella tillsatserna. 4 I försök 1 till 6 hölls det totala organiska anjon-milliekvi- valent (M.E.)-förhållandet konstant vid 30 M.E.; i försök 7 till 12 hölls det konstant vid 22,5 M.E. Dessa försök jämförde verkan som härrör från användning av två separata svavelinnehâllande or- ganiska anjoner. Data visar en ökning i dispergerbarhetsfullstän- digheten såsom mängden av primär anjon, som ökas i jämförelse med kontrollerna (försök 1, 7, 8 och 12) med endast en enda anjon. Även visat är en minskning i tid, som behövs för att uppnå en jämn malning (Cl) över en utbredd malning (SC) genom att öka mängden av primär anjon. Detta är signifikant, emedan det visar ökad dis- persionslätthet med tiden, vilket gör förfarandet-mera verksamt och sålunda tillåter satsvis tillsats efteråt av den reologiska tillsatsen till det slutliga icke-vattenhaltiga fluídsystemet (såsom färg), vilken tillsatsmetod inte förut varit möjlig. För- sök I visar den konventionella användningen av en organolera ge- nom användning av införlivande vid hög skjuvning och polär aktiva- tor snarare än låg skjuvning med tillsats efteråt utan aktivato- rer. Om föreliggande material användes under låg skjuvning såsom i försök II tillhandahåller organoleran en malning noll och mini- mal viskositetsuppbyggnad.

I tabell II visar data framställning av beläggningssystem med en förbättrad dispersionslätthet och/eller större vískositets- 1,9 455 505 uppbyggnad vid låga skjuvníngsförhållanden jämfört med de konven- tionella tillsatserna. f 20 455 305 ucfi .conuxwß wo .>fiQ @.@m @.@w @.@w mwoflfiwz hwupwgw ukxfiw ßohpofiflh =o@mP_m ~«H«0~<= ^.>.z ät mi: u:H .coauxuß wo .>«Q |mmHwunm:w>xHm 92: QR: ...âf wwoämv. Hmëææv, -ÅS 3.20 mâq ._22 32 ääop<..

Eëšš 88 3> wcfiëâfi» SEB mnfisto Ézwpmm: H »pmmüë - E: äflw flwaanfia m. M =fiE\>»«> Oovw 1 pßßmfipmflp »mg wfi> m=fi=H«z øo w wfims uwfiflpsumz a.@w m.@w m.ww ccmscflua .cowßsonh pmco@»wzEø«uHmm :@~flsou<: . Hflpsfi @.@@P Q.@@_ o.mQ~ u=H .m@fi»~w=@=H gz -wfixofiwcmufiß >ONo~ xoz

Claims (24)

1. n 455 303 Patentkrav 1. Organofilt lergelningsmedel till användning att gela organiska vätskor, vilket lergelningsmedel omfattar en reak- tionsprodukt av en lera av smektittyp, en primär anjon, en se- kundär anjon och en organisk katjon, k ä n n e t e c k n a t av reaktionsprodukten av: Ca) en lera av smektittyp med en katjonutbyteskapacitet av minst 75 milliekvivalenter per 100 g lera; (b) en primär anjon, som utväljes från anjoner, som härstam~ mar fran organiska sulfonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehåller minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kolatomer, aromatiska sulfonsyror och blandningar därav; (c) en sekundär anjon skild frán den primära anjonen och som utväljes fràn anjoner, som härstammar fran organiska syror med pKa mindre än cirka 11,0 och blandningar därav och Cd) en organisk katjon i en mängd tillräcklig för att till- fredsställa katjonutbyteskapaciteten hos leran och den katjo- niska aktiviteten hos de primära och sekundära anjonerna, vari erhållna organiska katjonorganiska anjonkomplex skiktas med leran av smektittyp och varvid kombinationen av de primära och sekundära anjonerna gör det i högre grad lättare att disperge- ra det organofila lergelningsmedlet i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundä- ra anjonen.

2. Organofilt lergelningsmedel enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den organiska katjonen utväljes fran kvaternära ammoniumsalter, fosfoniumsalter, sulfoniumsal- ter och blandningar därav, som innehåller minst en linjär eller grenad alkylgrupp med 8 till 22 kolatomer.

3. Organofilt lergelningsmedel enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den primära anjonen härstammar fràn en organisk syra med ett pKa mindre an cirka 11,0.

4. Organofilt lergelningsmedel enligt krav 1, k ä n ~ n e t e c k n a t därav, att leran av smektittyp utväljes fràn hektorit och natriumbentonit. 455 505 Q) N 5.

Organofilt lergelningsmedel enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den totala mängden av de primära och sekundära anjonerna är från 5 till 100 milliekvivalenter per 100 g av leran, 100 % aktiv lerbas. 8.

Organofilt lergelningsmedel enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a t därav, att mängden av den organiska katjo- nen är fràn 80 till 200 milliekvivalenter per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas.

7. Organofilt lergelningsmedel enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a t därav, att mängden av den organiska katjo- nen är frán 100 till 160 milliekvivalenter per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas. B.

Organofilt lergelningsmedel enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a t därav,-att det omfattar reaktionsprodukten av (a) en primär organisk anjon, som utväljes från anjoner, som härstammar fràn organiska sulfonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehåller minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kolatomer, aromatiska sulfonsyror och blandningar därav, (b) en sekundär organisk anjon skild från den primära anjo- nen och som utväljes från anjoner, som härstammar fràn en or- ganisk syra med pKa mindre än cirka 11,0 och blandningar där- av, (c) en organisk katjonisk förening, som utväljes fràn vari X betecknar kväve eller fosfor, Y betecknar svavel, M' utväljes fràn klorid, bromid, jodid, nitrit, hydroxyl, acetat, metylsulfat och blandningar därav, och vari R1 betecknar en alkylgrupp med 8 till 22 kolatomer och vari R2, R3 och R4 ut- väljes fràn väte, hydroxialkylgrupper, alkylgrupper med 1 till 22 kolatomer, arylgrupper, aralkylgrupper med 1 till 22 kol- atomer i alkylkedjan, och blandningar därav och (d) en lera av smektittyp med en katjonutbyteskapacitet av minst 75 milliekvivalenter per 100 g lera, sådan att organisk katjon - organisk anjon-komplex bildas, vilka komplex skiktas 3 455 305 J* med leran av smektittyp och katjonutbytesställena hos lera av smektittyp ersättes med den organiska katjonen, varvid kombi- :ationen av de primära och sekundära anjonerna gör det 1 hdgre grad lättare att dispergera det organofila lergelningsmedlet i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundära anjonen.

9. Forfarande for framställning av ett organofilt ler- gelningsmedel, k a n n e t e c k n a t därav, att man (a) framställer en uppslamning av lera av smektittyp i vat- ten med 1 till 80 viktprocent av leran, (b) upphettar uppslamningen till en temperatur mellan 20°C och 100°C, (c) tillsätter (i) 5 till 100 milliekvivalenter totalt av en organisk anjonblandning per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, varvid den organiska anjonblandningen är sammansatt av en pri- mär anjon. som utvälges fran angoner, som härstammar fràn or- ganiska sulfonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehàller minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kolatomer, aromatiska sulfonsyror och blandningar därav och en sekundär anjon skild fràn den primära anjonen och som ut- väljes frán anjoner, som härstammar fràn organiska syror med ett pKa mindre än cirka 11,0 och blandningar därav och (ii) en organisk katjon i en tillräcklig mängd för att tillfredsställa katjonutbyteskapaciteten hos leran av smektittyp och varvid den katjoniska aktiviteten hos den organiska katjonen är minst (100 + n) milliekvivalenter, där n är mängden av den primära anjonen uttryckt i milliekvivalenter per 100 g lera, 100 2 ak- tiv lerbas, (d) fortsätter reaktionen under en tillräcklig tid for att bilda en reaktionsprodukt, som omfattar organisk katjon - or- ganisk anjon-komplex, vilka skiktas med leran av smektittyp och katgonutbytesställena hos leran av smektittyp ersättas med den organiska katjonen och (e) utvinner reaktionsprodukten, varvid blandningen av de primära och sekundära anjonerna gör det i högre grad lättare att dispergera det organofila lergelningsmedlet i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundära anjonen. 455 303 =,4

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att den organiska katgonen utväljes fràn kvaternära am- mcniumsalter, fosfoniumsalter och sulfoniumsalter, som inne- håller minst en linjär eller grenad alkylgrupp med 8 till 22 kclatomer.

11. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t D. arav, att den primära anjonen härstammar från en organisk sy- ra med ett pKa mindre an cirka 11,0.

12. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att leran av smektittyp utväljes fràn hektorit och natriumbentonit.

13. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att mängden av den organiska anjonblandningen är fran 10 till 50 milliekvivalenter per 100 g av leran, 100 2 aktiv lerbas.

14. Förfarande enligt krav 9, k a n n e t e c k n a t därav, att mängden av den organiska katjonen är fràn 80 till 200 milliekvivalenter per 190 g lera, 100 % aktiv lerbas.

15. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att den organiska anjonblandningen sättes till leran av smektittyp innan tillsatsen av den organiska katjonen.

16. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att de organiska anjonerna och organisk katjon sättes till leran av smektittyp i form av ett organiskt katjon - or- ganiskt anjon-komplex.

17. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att den organiska anjonblandningen erhålles genom att i följd tillsätta en av de primära eller sekundära anjonerna och sedan den andra.

18. Alternativt förfarande för framställning av ett or- ganofilt lergelningsmedel enligt krav 9, k ä n n e t e c k- n a t därav, att man (a) framställer en uppslamning av lera av smektittyp i vat- ten med 2 till 7 viktprocent av leran, (b) upphettar uppslamningen till en temperatur mellan 20°C och l00°C, (c) sätter en organisk katjon i en mängd upp till katjonut- byteskapaciteten hos leran av smektittyp till leruppslamningen under omröring för att framställa en organofil lerreaktions- produkt, 1)» 2.5 455 305 Cd) tillsätter 5 till 100 milliekvivalenter totalt av en or- ganisk anjonblandning per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, un- der omröring för att framställa en homogen blandning, varvid den organiska anjonblandningen är sammansatt av en primär an- jon, som utväljes från anjoner, som härstammar fràn organiska su fonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehal- p; er minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kol- atomer, aromatiska sulíonsyror och blandningar därav och en sekundär anjon skild fràn den primära anjonen och som utväljes fràn anjoner, som härstammar från organiska syror med ett pKa mindre än cirka 11,0 och blandningar därav, (e) sätter ytterligare mängder av en organisk katjon till den homogena blandningen i en tillräcklig mängd för att till- fredsställa den tillgängliga återstående katjonutbyteskapaci- teten hos leran av smektittyp och katjonisk aktivitet hos den organiska angonen, under det man omrör reaktionsblandningen, varvid den totala mängden av organisk katjon är minst (100 + n) milliekvivalenter, där n är mängden av den primära anjonen närvarande i anjonhlandningen uttryckt i milliekvivalenter per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, (f) fortsätter reaktionen under en tillräcklig tid för att bilda en reaktionsprodukt, som omfattar organisk katjon - or- ganisk anjon-komplex, vilka skiktas med leran av smektittyp och katjonutbytesställena hos leran av smektittyp ersättas med den organiska katjonen och (g) utvinner reaktionsprodukten, varvid blandningen av de primära och sekundära anjonerna gör det i högre grad lättare att dispergera det organofila lergelningsmedlet i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundära anjonen.

19. Förfarande enligt krav 18, k ä n n e t e c k n a t därav, att den organiska anjonblandningen erhålles genom att i följd tillsätta en av de primära eller sekundära anjonerna och sedan den andra.

20. Alternativt förfarande för framställning av ett or- ganofilt lergelningsmedel enligt krav 9, k ä n n e t e c k - n a t därav, att man (a) framställer en uppslamning av lera av smektittyp i vat- ten med 2 till 70 viktprocent av leran, (bl upphettar uppslamningen till en temperatur mellan 20°C och IOÛÜC, 455 305 56 (c) tillsätter 5 till 100 milliekvivalenter totalt av en or- ganisk anjonblandning per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, un- der omröring för att framställa en homogen blandning, varvid den organiska anjonblandningen är sammansatt av en primär an- jon, som utväljes fràn anjoner, som härstammar från organiska sulfonsyror, alkylsulfater och blandningar därav, som innehal- ler minst en linjär eller grenad alkylgrupp med mer än 9 kol- atomer, aromatiska sulfonsyror och blandningar därav, och en sekundär anjon skild fran den primära anjonen och som utväljes från anjoner, som härstammar från organiska syror med ett pKa mindre än cirka 11,0, och blandningar därav, (d) sätter en organisk katjon till den homogena blandningen i en tillräcklig mängd för att tillfredsställa den tillgängli- ga katjonutbyteskapaciteten hos leran av smektittyp och katjo- nisk aktivitet hos den organiska anjonen, under det man omrör reaktionsblandningen, varvid mängden av organisk katjon är minst (100 + n) milliekvivalenter, där n är mängden av den primära anjonen utryckt i milliekvivalenter per 100 g lera, 100 % aktiv lerbas, (e) fortsätter reaktionen under en tillräcklig tid för att bilda en reaktionsprodukt, som omfattar organisk katjon - or- ganisk anjon-komplex, vilka skiktas med leran av smektittyp och katjonutbytesställena hos leran av smektittyp ersättes med den organiska katjonen, och (f) utvinner reaktionsprodukten, varvid blandningen av de primära och sekundära anjonerna gör det i högre grad lättare att dispergera det organofila lergelningsmedlet i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundära anjonen.

21. Förfarande enligt krav 20, k ä n n e t e c k n a t därav, att den organiska anjonblandningen erhålles genom att i följd tillsätta en av de primära eller sekundära anjonerna och sedan den andra.

22. Icke vattenhaltigt fluidsystem, k ä n n e t e c k - n a t av en väsentligen vattenfri fluidkomposition och en självaktiverande organofil ler-reologisk komposition användbar sasom en tillsats för icke vattenhaltiga system, vilken reolo- giska komposition omfattar: reaktionsprodukten av en organisk -katjon, en primär anjon, som utväljes frán anjoner, som här- stammar fran organiska sulfonsyror, alkylsulfater och bland- fw 455 303 ningar darav, en sekundär anjon skild fràn den primära anjonen och som utväljes fràn anjoner, som härstammar fràn organiska syror med ett pKa mindre än cirka 11,0 och blandningar därav och en lera av smektittyp med en katjonutbyteskapacitet av minst 75 milliakvivalenter per 100 g av leran, sådan att orga- nisk katgon - organisk angon-komplex är närvarande, vilka skiktas med leran av smektittyp och katjonutbytesställena hos leran av smektittyp ersattes med den organiska katjonen, vari mängden av organisk katjon närvarande är minst (100 + n) mil- liekvivalenter, där n är mängden av den primära anjonen ut- tryckt i milliekvivalenter per 100 g lera, 100 I aktiv lerhas, varvid kombinationen av de primära och sekundära anjonerna gör det i högre grad lättare att dispergera den organofila ler- reologiska kompositionen i en organisk vätska än en ekvivalent mängd av antingen enbart den primära eller sekundära anjonen.

23. Icke vattenhaltigt fluidsystem enligt krav 22, k ä n n e t e c k n a t därav, att leran av smektittyp utväl- jes fràn hektorit och natriumbentonit.

24. Icke vattenhaltigt fluidsystem enligt krav 22, k ä n n e t e c k n a t därav, att mängden av den organiska katjonen är tillräcklig för att tillfredsställa katjonutbytes- kapaciteten hos leran av smektittyp och katjonutbyteskapacite- ten hos de primära och sekundära anjonerna.