專利名稱：生產(chǎn)含碳酸根的層狀雙氫氧化物的方法
生產(chǎn)含碳酸根的層狀雙氫氧化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的層狀雙氫氧化 物的方法。
DE 102 17 364描述了在大氣壓及低于100。C的溫度下充分研磨包含二 價和三價金屬的氧化物、氫氧化物或碳酸鹽的淤漿來生產(chǎn)水滑石，其中碳 酸鹽可以是MgC03或Mg(HC03)2。
US 4,539,195公開了 一種通過用堿式碳酸鎂和至少一種選自氫氧化鎂 和氧化鎂的化合物轉(zhuǎn)化氫氧化鋁來生產(chǎn)式Al2Mg6(OH)12(C03)3'XH20的堿 式鋁鎂羥基碳酸鹽的方法。所述轉(zhuǎn)化在50-100。C的溫度下發(fā)生。
WO 96/05140描述了一種生產(chǎn)合成水滑石的方法，其中在50-9(TC之
間的不同溫度下將水菱鎂礦(Mgs(C03)4(OH)2.4H20)和氧化鋁源(可再水化
氧化鋁或假勃姆石)轉(zhuǎn)化為水滑石。
本發(fā)明的一個目的是提供生產(chǎn)含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的層狀 雙氫氧化物的改進(jìn)方法。
該目的用生產(chǎn)含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的層狀雙氫氧化物的方 法實(shí)現(xiàn)，其包括如下步驟
a) 制備包含三價金屬離子源、二價金屬離子源和懸浮介質(zhì)的淤漿或溶液， 二價金屬離子源是不含碳酸根的來源和/或包含碳酸根的來源；
b) 溶劑熱處理淤漿或溶液，且任選在溶劑熱處理過程中或之后添加碳酸根 源至淤漿中，形成包含碳酸根的層狀雙氫氧化物；和
如果淤漿或溶液不含包含碳酸根的二價金屬離子源，則在溶劑熱處理過程 中或之后添加碳酸根源至淤漿或溶液中。
進(jìn)行，這使該方法在經(jīng)濟(jì)上i加有吸引力。而二，根;不需要水熱后處理 或者可以將后處理需要的時間減少很多，從而甚至縮短生產(chǎn)時間。
本發(fā)明方法可通過制備包含三價金屬離子源、含碳酸根的二價金屬離子源、和不含碳酸根的二價金屬離子源的淤漿或溶液來進(jìn)行。如果在這種 情況下淤漿或溶液中碳酸根的量足以形成在夾層中有期望數(shù)量的碳酸根的
LDH,則不需要加入碳酸根源。然而，如果碳酸根的量不夠，則通常在該 方法的步驟b)之前、過程中或之后加入碳酸才艮源。優(yōu)選在步驟b)的過程中 或之后加入碳酸根源。作為替換，如果步驟a)的淤漿或溶液中不存在含碳 酸根的二價金屬離子源，則必須在步驟b)之前、過程中或之后加入碳酸根 源以便獲得含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的LDH。在優(yōu)選的實(shí)施方案 中，在步驟b)的過程中或之后加入碳酸根源。
碳酸根源可以是所屬技術(shù)領(lǐng)域已知的任何合適碳酸根源。這樣的碳酸 根源的實(shí)例是二氧化碳(C02)、堿金屬碳酸鹽如碳酸鈉或碳酸鉀、和堿金屬 碳酸氫鹽如碳酸氬鈉或碳酸氫鉀。也應(yīng)該考慮到使用 一種或多種碳酸根源。 在該方法中可同時加入或在不同階段加入這些來源。在這些碳酸根源中優(yōu) 選二氧化碳，因?yàn)椴粫性趶U料流中存在并且需要除去的鹽添加至淤漿或 溶液中。
本發(fā)明還關(guān)于含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的層狀雙氫氧化物，其 平均L/D值超過100。這類LDH可使用如上描述的本發(fā)明方法制備。本 發(fā)明的層狀雙氫氧化物與所屬技術(shù)領(lǐng)域中已知的包含碳酸根的LDH的不 同在于本發(fā)明所述LDH的平均L/D顯著高于所觀察到的已知LDH的值， 后者遠(yuǎn)低于100。
正如所指出的，本發(fā)明LDH的形態(tài)不同于傳統(tǒng)LDH的形態(tài)。LDH 中每個層片的平均長度與直徑的比率(L/D比率)超過IOO，該L/D比率優(yōu)選 為至少150，更優(yōu)選該L/D比率為至少200，甚至更優(yōu)選該L/D比率為至 少250。可以使用電子顯微鏡如掃描電鏡(SEM)和/或透射電鏡(TEM)確定 L/D比率。長度是與堆垛方向垂直的方向上層片的最大尺寸，直徑指堆垛 方向上粘土顆粒的厚度。注意例如可用20個粘土顆粒的平均長度和直徑確 定出平均長度和平均直徑。粘土顆粒的數(shù)量也可以更多或更少，只要平均 值統(tǒng)計(jì)上合理。
作為替換或者此外，本發(fā)明LDH的每個層片的平均長度通常為至少 400nm;平均長度優(yōu)選為至少500nm,平均長度最優(yōu)選為至少600nm。使用上面關(guān)于L/D值描述的方法定義且確定平均長度。
在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語"電荷平衡陰離子"指補(bǔ)償LDH的結(jié)晶 粘土片層的靜電荷不足的陰離子。因?yàn)檎惩恋湫偷鼐哂袑訝罱Y(jié)構(gòu)，所以可 將電荷平衡陰離子置于夾層中，置于堆垛粘土層的邊緣上或外表面上。置 于堆垛粘土層的夾層中的此類陰離子被稱作嵌入離子。
包含電荷平衡有機(jī)陰離子的LDH具有與如下通式相應(yīng)的層狀結(jié)構(gòu) [Mr^e(OH)2m+ njX^bH 0 (I)
其中M2+是二價金屬離子如Zn2+、 Mn2+、 Ni2+、 Co2+、 Fe2+、 Cu2+、 Sn2+、 Ba2+、 Ca2>Mg2+， M3+是三價金屬離子如Al3+、 Cr3+、 Fe3+、 Co3+、 Mn3+、 Ni3+、 Ce3+和Ga3、 m和n的值使得m/n=l-10， b值為0-10。也應(yīng)該考慮 到在用本發(fā)明方法制備的層狀雙氫氧化物中使用三種或多種不同的金屬離 子。在上述金屬離子中優(yōu)選Mf和/或Zn"的組合作為二價金屬離子并且 優(yōu)選A產(chǎn)作為三價金屬離子。X是碳酸根(C(V—)或碳酸根與所屬技術(shù)領(lǐng)域 中已知的一種或多種無機(jī)或有機(jī)陰離子的混合物。除碳酸根之外合適的無 機(jī)陰離子的實(shí)例包括氫氧根、碳酸氫根、硝酸根、氯離子、溴離子、磺酸 根、硫酸根、硫酸氫根、釩酸根、鎢酸根、硼酸根和磷酸根。為了本說明 書的目的，碳酸根和碳酸氫根陰離子定義為是無機(jī)性質(zhì)的?？稍赨S 5,728,366和US 2005/020749中發(fā)現(xiàn)合適有才幾陰離子的實(shí)例。
本發(fā)明LDH包括水滑石和水滑石類陰離子LDH。此類LDH的實(shí)例 是羥鎂鋁石(meixnerite)、水鎂鋁石(manassdte)、鱗鎂4失礦(pyroauhte)、 水鎂鐵石(sj6grenite)、碳酸鎂鉻礦(stichtite)、水鎂鉻礦(barberonite)、水 鋁鎳石(takovite)、隕菱鐵鎳礦(reevesite)和水碳錳鎂石(desautelsite)。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，層狀雙氫氧化物具有與如下通式相應(yīng)的 層狀結(jié)構(gòu)
[Mg H)2」X:bH 0 (II)
其中m和n的值使得m/n=l-10，優(yōu)選1-6，更優(yōu)選2-4，最優(yōu)選該值接近 3; b值為0-10, —般為2-6，通常為大約4。 X是如上定義的電荷平衡離 子。m/n值優(yōu)選應(yīng)該為2-4，更特別地該值接近3。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，層狀雙氫氧化物具有與如下通式相應(yīng)
5的層狀結(jié)構(gòu)
Mg 〗+(OH)2,2Jx^bH20 (III)
其中m和n的值使得(m+n)/p-l-10，優(yōu)選1-6，更優(yōu)選2-4，最優(yōu)選該值接 近3; b值為0-10， 一般為2-6，通常為大約4。 X是如上定義的電荷平衡 離子。(m+n)/p值優(yōu)選應(yīng)該為2-4，更特別地該值接近3。
LDH可具有所屬技術(shù)領(lǐng)域已知的任何晶形如Cavani等人(催化現(xiàn)狀， 11(1991 )，第173-301頁)或Bookin等人(粘土和粘土材料，(1993)，第41(5) 巻第558-564頁)描述的如3H!、 3H2、 3R，或3112堆垛。在一個實(shí)施方案中， LDH具有3&堆垛。
在本申請的上下文中，術(shù)語"溶劑熱處理，，和"溶劑熱法"指在高于 大氣壓的壓力下和通常高于母體懸浮液或溶液大氣壓下的沸點(diǎn)的溫度下處 理母體懸浮';jl/淤漿或溶液。所述壓力通常為1巴-200巴，優(yōu)選2巴-100 巴，最優(yōu)選3巴-10巴。所述溫度通常為100。C或更高，優(yōu)選為100°C-300°C， 更優(yōu)選為110。C-250°C,最優(yōu)選為120°C-200°C。在本發(fā)明方法中使用的懸 浮介質(zhì)可以是所屬技術(shù)領(lǐng)域已知的任何合適懸浮介質(zhì)。所述懸浮介質(zhì)包括 水、有機(jī)溶劑或其混合物。有機(jī)溶劑的合適實(shí)例包括醇如甲醇、乙醇、1-丙醇和異丙醇；和烷氧基化醇如丙二醇單曱醚和丙二醇一乙醚；和鏈烷如 戊烷、己烷和庚烷；和芳香烴如苯、甲苯和二甲苯。懸浮介質(zhì)優(yōu)選包括水、 醇和/或烷氧基化醇。包含水和有機(jī)溶劑或僅包含水的懸浮介質(zhì)中的溶劑熱 處理也稱作"水熱處理"。
在本發(fā)明方法中使用的含碳酸根的二價金屬離子源、三價金屬離子源 和不含碳酸才艮的二價金屬離子源可以是所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知 的任何來源。這些來源包括二價和/或三價金屬離子的可溶性鹽以及不可溶 性或部分不可溶性的二價和三價金屬離子源或其混合物。
金屬離子源的可溶性鹽包括硝酸鹽、氯化物、高氯酸鹽以及鋁酸鹽。 不可溶性或部分不可溶性的二價和三價金屬離子源通常包括二價或三價金 屬離子的氧化物或氫氧化物、碳酸根。所述來源優(yōu)選是不可溶性或部分不 可溶性的。最優(yōu)選還有 一些二價和三價金屬離子源是氧化物和/或氫氧化 物。在本申請的上下文中，"可溶性鹽，，指在室溫下完全溶解且形成澄清 溶液的二價和三價金屬離子源。在本申請的上下文中，詞語"不可溶性或 部分不可溶性，，指在室溫下不完全溶解且形成懸浮液的來源。
二價金屬離子的實(shí)例是Zn2+、 Mn2+、 Ni2+、 Co2+、 Fe2+、 Cu2+、 Sn2+、 Ba2+、 Ca2+和Mg2+。三價金屬離子的實(shí)例是Al3+、 Cr3+、 Fe3+、 Co3+、 Mn3+、 Ni3+、 Ce"和Ga3+。也應(yīng)該考慮到在用本發(fā)明方法制備的層狀雙氫氧化物 中使用三種或更多種不同的金屬離子。在上述金屬離子中優(yōu)選Mg"和/或 Zn"的組合以及A產(chǎn)。
含碳酸根的鎂源通常選自堿式碳酸鎂、水菱鎂礦(Mgs(C03)4(OH)2)、
碳酸鎂、碳酸氫鎂和白云石。也應(yīng)該考慮到兩種或更多種含碳酸根的鎂源 的組合。
不可溶性或部分不可溶性的合適鎂源的實(shí)例包括氧化鎂、氫氧化鎂、
堿式碳酸鎂、水菱鎂礦(Mgs(C03)4(OH)2)、碳酸鎂、碳酸氫鎂、白云石和
海泡石。不含碳酸根的鎂源可以是氧化鎂或氫氧化鎂。也應(yīng)該考慮到兩種 或更多種鎂源的組合。
含碳酸根的鋅源通常選自堿式碳酸鋅、碳酸鋅和碳酸氫鋅。也應(yīng)該考 慮到兩種或更多種含碳酸根的鋅源的組合。
不可溶性或部分不可溶性的合適鋅源的實(shí)例包括氧化鋅、氫氧化鋅、 堿式碳酸鋅、碳酸鋅和碳酸氬鋅。不含碳酸根的鋅源可以是氧化鋅或氫氧 化鋅。也應(yīng)該考慮到兩種或更多種鋅源的組合。也應(yīng)該考慮到使用至少一 種鎂源和至少 一種鋅源的組合。
不可溶性或部分不可溶性的鋁源通常是鋁的氫氧化物或氧化物。這類 鋁源的實(shí)例是所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的氫氧化鋁如三水鋁石和
三羥鋁石，氧代氫氧化鋁(aluminium oxohydroxides)如勃姆石、水鋁石或 針鐵礦及其過渡氧化鋁。
在本發(fā)明方法中使用上述不可溶性或部分不可溶性的二價金屬離子和 三價金屬離子源提供了 一種對環(huán)境更友好的方法，因?yàn)橄喈?dāng)少的鹽-如果有 的話-殘存在該方法產(chǎn)生的廢料流中。而且二價和三價金屬離子源尤其是 鎂、鋅和鋁源通常沒有層狀雙氫氧化物的生產(chǎn)中常用的相應(yīng)鹽昂貴。此外，本發(fā)明方法通常更筒單，因?yàn)樗枰俚牟襟E和/或不需要后處理廢料 流。這些方法還可在更短時間內(nèi)進(jìn)行，這接著又會導(dǎo)致與傳統(tǒng)方法相比更 高的層狀雙氫氧化物生產(chǎn)率。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，在步驟(b)之前研磨不可溶性或部分 可溶性的二價和/或三價金屬離子源尤其是鎂、鋅和/或鋁源。可以在懸浮 介質(zhì)存在下或沒有懸浮介質(zhì)時研磨這些金屬離子源。在本發(fā)明方法中，二
價和/或三價金屬離子源的d50值通常低于20/im且d卯值低于50pm。優(yōu) 選d50值低于15j^m且d卯值低于40/tm，更優(yōu)選d50值低于10pm且d卯 值低于30/tm，甚至更優(yōu)選d50值低于8/im且d卯值低于20jwm，最優(yōu)選 d50值低于6/*m且d90值低于10/*m。使用所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 已知的方法例如根據(jù)DIN 13320的激光衍射法確定粒度分布。該研磨步驟 使得更快地形成層狀雙氫氧化物。如果二價和三價金屬離子源是鎂和鋁源 則該研磨步驟還可降低雜質(zhì)例如三水鋁石或水鎂石的量。
通常電荷平衡陰離子的總量的至少10%是碳酸根，優(yōu)選至少30%，更 優(yōu)選至少60%，并且最優(yōu)選至少卯％是碳酸根。也應(yīng)該設(shè)想到電荷平衡陰 離子的100%總量是碳酸根。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中使用了含碳酸根的二價金屬離子源和不含 碳酸根的二價金屬離子源的混合物。含碳酸根的二價金屬離子源和不含碳 酸根的二價金屬離子源的重量比通常為100:1-1:100,優(yōu)選為50:1-1:50,并 且最優(yōu)選為10:1-1:10。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，用涂層劑處理LDH以侵Z使LDH更加疏 水。該涂層劑可以是所屬技術(shù)領(lǐng)域已知的任何涂層劑。這類涂層劑的實(shí)例 包括一元羧酸、二元羧酸或多元羧酸、磺酸、膦酸和硫酸、硫醇、苯并硫 醇、酚及其鹽。合適的實(shí)例是有8-22個碳原子的脂肪酸或其鹽。在本申請 的上下文中詞語"脂肪酸"指酸以及該酸的鹽。該脂肪酸可以是飽和或不 飽和脂肪酸。這類脂肪酸的合適實(shí)例是辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、 棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、壬烯二酸、棕櫚油酸、油酸、亞油酸、亞麻酸 及其混合物。優(yōu)選的脂肪酸是硬脂酸及其鹽。使用涂層劑以便增加LDH 的疏水性質(zhì)并且提高其與聚合物基體如聚氯乙烯(PVC)的相容性。這樣的
8脂肪酸處理可用所屬技術(shù)領(lǐng)域已知的任何方式進(jìn)行。脂肪酸可以在本發(fā)明
方法的步驟b)之前、過程中或之后加入。在LDH形成后可以將脂肪酸以 熔融狀態(tài)或固體形式加入到淤漿中。也可以在步驟b)的溶劑熱處理之前或 過禾呈中添加脂肪酸至淤漿或溶液中。后一種途徑比前一種更加優(yōu)選，因?yàn)?得到的產(chǎn)物更加疏水并且提高了與聚合物基體如PVC的相容性。而且處 理過的LDH可形成更少附聚物，并且可以更細(xì)微且更均勻地分布在整個 聚合物基體中。認(rèn)為-不希望受到任何理論的限制-與通過后處理途徑得到 的處理過的LDH相比，這樣處理過的LDH被涂布得更加有效且更加廣泛。 作為替換，可在本發(fā)明方法的步驟a)中或步驟b)過程中將脂肪酸加入至淤 漿或溶液中作為鎂或鋅鹽。如此做的優(yōu)點(diǎn)是可以在LDH的形成中使用脂 肪酸鹽的鎂和/或鋅離子，這樣就沒有鹽殘余在廢料流中。這類脂肪酸鹽的 合適的實(shí)例是硬脂酸鎂和硬脂酸鋅。
用在本發(fā)明方法中的涂層劑的量通常為0.01-10重量"/。(wt"/。)，優(yōu)選 0.1-8wt%，最優(yōu)選0.2-5wt。/。，基于二價和三價金屬離子源的重量。
本發(fā)明因此也關(guān)于一種通過在本發(fā)明方法的步驟b)之前或過程中添 加脂肪酸獲得的處理過的層狀雙氫氧化物。
應(yīng)用中。實(shí)例是上面描述的LDH在PVC中的用途。
下面還以實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述。 實(shí)施例
以得到時的原才羊^吏用市購脂肪酸。由Akzo Nobel Chemicals的一個公 司Oleochemicals GmbH供應(yīng)Kortacid PH05， 一種棕櫚酸和硬脂酸的摻 合物。 實(shí)施例1
在珠磨機(jī)中研磨包含26.4g MgC03、 38.9g MgO、 48，7g ATH和l，386g 去離子水的水淤漿得到包含平均粒度為2.5-3.0pm(使用Malvern MastersizerS測量)的固體的淤漿。轉(zhuǎn)移研磨過的產(chǎn)物至2L壓熱器中。攪 拌淤漿且加熱至170°C，在該溫度下保持60分鐘。隨后冷卻淤漿至室溫。 干燥白色固體。XRD和紅外線分析顯示形成了水滑石(含有碳酸根作為電荷平衡陰離子)。使用掃描電鏡(SEM)確定平均L/D值；平均L/D值為大約 260。每個層片的平均長度遠(yuǎn)高于600nm。
為了比較，確定含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的商業(yè)LDH(即購自 Kyowa的Alkamizer l)的平均L/D值。確定出平均L/D值為大約55。每 個層片的平均長度為大約300nm。 實(shí)施例2
在珠磨機(jī)中研磨包含37.7g水菱鎂礦(4MgC(VMg(OH);r5H20)、 35.5g MgO、 48.4g ATH和1，378g去離子水的水淤漿得到包含平均粒度為2.5和 3.0pm(使用Malvem 3Mastersizer S測量)的固體的淤漿。轉(zhuǎn)移研磨過的產(chǎn) 物至2L壓熱器中。攪拌淤漿且加熱至170°C,在該溫度下保持60分鐘。 隨后冷卻淤漿至85。C且加入熔融的Kortacid PH05(1.4g/l，000g於漿)，再 次攪拌60分鐘，冷卻至室溫，并且干燥固體。XRD和紅外線分析顯示形 成了水滑石(含有碳酸根作為電荷平衡陰離子)。
水滑石產(chǎn)物包含>5更脂酸和棕櫚酸，且與實(shí)施例1的未涂布的水滑石相 比顯示出增加的疏水性。增加的疏水性由兩個層的形成來證明第一層， 即上層為水滑石產(chǎn)物的淤漿以及，第二層，即底層為從淤漿中排出的澄清 水層。 實(shí)施例3
在珠磨機(jī)中研磨包含37.7g水菱鎂礦(4MgC(VMg(OH)2'5H20)、 35.5g MgO、 48.4g ATH和1,378g去離子水的水淤漿得到包含平均粒度為 2.5-3.0/mi(使用MaWernMastersizerS測量)的固體的淤漿。轉(zhuǎn)移研磨后的 產(chǎn)物至2L壓熱器中。攪拌淤漿且加熱至170。C，在該溫度下保持60分鐘。 隨后冷卻淤漿至80。C并且加入硬脂酸鈉(1.4g/l，000g淤漿)，再次攪拌60 分鐘，冷卻至室溫，并且干燥固體。XRD和紅外線分析顯示形成了水滑石 (含有碳酸根作為電荷平衡陰離子)。
水滑石產(chǎn)物包含石更脂酸鹽并且顯示出與實(shí)施例1的未涂布的水滑石相 比增加的疏水性。所述增加的疏水性由兩個層的形成證明第一層，即上 層為水滑石產(chǎn)物的淤漿，第二層，即底層為從淤漿中排出的澄清水層。 實(shí)施例4在珠磨機(jī)中研磨包含37.7g水菱鎂礦(4MgC03'Mg(OH)2'5H20)、 35,5g MgO、 48.4g ATH、和1，378g去離子水的水淤漿得到包含平均粒度為 2.5-3.0/tm(使用Malvern MastersizerS測量)的固體的淤漿。轉(zhuǎn)移研磨過的 產(chǎn)物至2L壓熱器中并且添加Kortacid PH05(1.4g/l，000g淤漿)至水淤漿。 攪拌淤漿且加熱至170°C，在該溫度下保持180分鐘。隨后冷卻淤漿至室 溫。干燥固體。XRD和紅外線分析顯示形成了水滑石(含有碳酸根作為電 荷平衡陰離子)。
水滑石產(chǎn)物包含硬脂酸和棕櫚酸并且顯示出與實(shí)施例1的未涂布的水 滑石相比增加的疏水性。它還顯示出與實(shí)施例2的涂布過的水滑石相比顯 著增加的疏水性，因?yàn)樵搶?shí)施例的澄清水層的尺寸比實(shí)施例2得到的澄清 層尺寸的兩倍還大。 實(shí)施例5
在珠磨機(jī)中研磨包含41，8g MgO、 39.6g ATH和1，419g去離子水的水 淤漿得到包含平均粒度為2.5-3.0pm(使用Malvern Mastersizer S測量)的固 體的淤漿。轉(zhuǎn)移研磨過的產(chǎn)物至2L壓熱器中且加熱至150°C。 90分鐘后 注入氣態(tài)C02至壓熱器中以提高壓熱器內(nèi)的壓力至5巴，保持該壓力4小 時。4小時后停止注入C02。冷卻得到的淤漿至室溫并且干燥白色固體。 XRD和紅外線分析顯示形成了水滑石(含有碳酸根作為電荷平衡陰離子)。 實(shí)施例6
在珠磨機(jī)中研磨包含34.3g堿式碳酸鋅(Zn5(C03)2(OH)6) 、 30.2g MgO 、 48.8g ATH和1，387g去離子水的水淤漿得到包含平均粒度為2.5-3.0/mi(使 用Malvern Mastersizer S測量)的固體的淤漿。轉(zhuǎn)移研磨過的產(chǎn)物至2L壓 熱器中。攪拌淤漿且加熱至170。C,在該溫度下保持60分鐘。隨后冷卻淤 漿至85。C且加入熔融的Kortacid PH05(1.4g/l，000g淤漿)并且再次攪拌60 分鐘。干燥固體。XRD和紅外線分析顯示形成了水滑石(含有碳酸根作為 電荷平衡陰離子)。
水滑石產(chǎn)物包含硬脂酸和棕櫚酸并且顯示出 一些疏水性。 使用掃描電鏡(SEM)確定出平均L/D值為大約260。每個層片的平均 長度遠(yuǎn)高于600nm。為了比較，確定含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的商業(yè)M LDH(即 購自Kyowa的Alkamizer 4)的平均L/D值。確定出平均L/D值為大約55。 每個層片的平均長度為大約300nm。 實(shí)施例7
在珠磨機(jī)中研磨包含34.3g堿式碳酸鋅(Zii5(C03)2(OH)6) 、 30.2g MgO、 48.8g ATH和1，387g去離子水的水淤漿得到包含平均粒度為2.5-3.0pm(使 用Malvern Mastersizer S測量)的固體的淤漿。轉(zhuǎn)移研磨過的產(chǎn)物至2L壓 熱器中并且添加Kortacid PH05(1.4g/l，000g淤漿)至水淤漿。攪拌淤漿且加 熱至170。C，在該溫度下保持60分鐘。隨后冷卻淤漿至室溫。干燥固體。 XRD和紅外線分析顯示形成了水滑石(含有碳酸根作為電荷平衡陰離子)。
水滑石產(chǎn)物包含^J旨酸和棕櫚酸并且顯示出與實(shí)施例6中得到的水滑 石相比增加的疏水性，其中脂肪酸在反應(yīng)后添加。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的層狀雙氫氧化物的方法，該方法包括如下步驟a)制備包含三價金屬離子源、二價金屬離子源和懸浮介質(zhì)的淤漿或溶液，二價金屬離子源是不含碳酸根的來源和/或包含碳酸根的來源；b)溶劑熱處理淤漿或溶液，且任選在溶劑熱處理過程中或之后添加碳酸根源至淤漿中，形成包含碳酸根的層狀雙氫氧化物，和如果淤漿或溶液不含包含碳酸根的二價金屬離子源，則在溶劑熱處理過程中或之后添加碳酸根源至淤漿或溶液中。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中二價金屬離子是鎂和/或鋅并且三 價金屬離子是鋁。
3. 如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的方法，其中二價金屬離子源選自 堿式碳酸鎂、水菱鎂礦、碳酸鎂、碳酸氫鎂和白云石。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中另外的二價金屬離子源 選自MgO、水鎂石及其混合物。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟a)中制備淤漿。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中碳酸根源是二氧化碳。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟b)之前、過程中 或之后添加脂肪酸優(yōu)選硬脂酸或其鹽至淤漿或溶液中形成處理過的層狀雙 氫氧化物。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中在步驟b)之前添加脂肪酸。
9. 一種含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的層狀雙氫氧化物，其平均 L/D值高于100。
10. 如權(quán)利要求9所述的層狀雙氫氧化物，其中層狀雙氫氧化物通過 權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法得到。
11. 一種處理過的含有碳酸根作為電荷平衡陰離子的層狀雙氫氧化 物，其通過權(quán)利要求8的方法得到。
12. —種聚氯乙烯，其包含權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)的層狀雙氫氧化物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過制備含二價和三價金屬離子源的淤漿，隨后溶劑熱處理該淤漿產(chǎn)生包含碳酸根的層狀雙氫氧化物的方法。如果所述淤漿不含包含碳酸根的二價金屬離子源，則在溶劑熱處理之中或之后加入碳酸根源。
文檔編號C01G9/00GK101516781SQ200780035097
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日
發(fā)明者A·G·塔爾馬, A·J·德容, M·F·里迪耶克 申請人:阿克佐諾貝爾股份有限公司