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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung eines stark dispergierbaren Magnesiumoxids mit
einer BET-spezifischen Oberfläche von 10 bis 200 m²/g, mit
einem 50 Prozent Durchmesser, als ein Sekundärteilchen, von 0,1
bis 1,5 µm und mit einem 90 Prozent Durchmesser, als ein
Sekundärteilchen, von nicht mehr als 3,0 µm.
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Magnesiumoxid ist ein nicht toxisches basisches Oxid, dessen
Rohstoffe reichlich vorhanden sind und deshalb wurde es und
wird auf verschiedenen gebieten verwendet. Zum Beispiel wird es
als ein Säureakzeptor für halogenierten Kautschuk, wie zum
Beispiel Chloropren oder chlorsulfoniertes Polyethylen, als ein
Neutralisierungsmittel oder Adsorptionsmittel für zum Beispiel
Halogenwasserstoffe und Essigsäure, die aus Harzen, wie zum
Beispiel Vinylchlorid und Ethylen-Vinylacetat-(EVA)Copolymer
erzeugt werden, als ein Verdickungsmittel für faserverstärkten
Kunststoff (FRP) und als ein Material für Keramik, verwendet.
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Die JP-A-61/91232 offenbart die Herstellung von Magnesiumoxid
zur Verwendung als Füllharze durch Kalzinieren von hochreinem
Magnesiumhydroxid bei einer hohen Temperatur und dessen
Oberflächenbehandlung mit einem Haftvermittler.
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Die Verwendung von herkömmlichen Magnesiumoxiden verursacht
jedoch verschiedene Probleme. Wenn zum Beispiel herkömmliches
Magnesiumoxide als Verdickungsmittel für FRP verwendet werden,
steigt die Viskosität langsam mit der Zeit und es wird eine
lange Zeit benötigt, um die Endviskosität zu erreichen. Deshalb
wird die Bearbeitbarkeit und Produktionsausbeute herabgesetzt.
Die Verwendung von herkömmlichen Magnesiumoxiden als ein Mittel
zur Neutralisierung eines Säuregehaltes in einem Kautschuk oder
Harz reduziert die mechanische Festigkeit des Kautschuks oder
Harzes, wie zum Beispiel die Zugfestigkeit oder die
Schlagbiegefestigkeit. Wenn sie desweiteren in einem
elektrischen Halbleiterfilm für ein Schichtkabel für
Hochspannung aus EVA als ein Mittel zur Verhinderung von
Essigsäurekorrosion einers Kupferdrahtes verwendet wird, nimmt
die Durchschlagsspannung eines EVA-Filmes stark ab. Desweiteren
macht es deren Verwendung als ein Material für Keramik
schwierig, einen feinen Film des Sinterkörpers zu erhalten.
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Die vorliegende Erfindung versucht ein Verfahren zur
Herstellung eines Magnesiumoxid mit einer ausgezeichneten
Aktivität und Dispergierbarkeit und mit einem kleinen
Durchmesser als ein Sekundärteilchen bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung eines Magnesiumoxids bereitgestellt, das
(a) das Erhitzen eines basischen Magnesiumchlorids oder
-nitrats der Formel
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Mg(OH)2-xAx mH&sub2;O,
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wobei A ein Cl oder NO&sub3;, x eine Zahl in dem Bereich 0< x< 0,2 und
m eine Zahl in dem Bereich von 0 bis 6 darstellt
und Hauptebenenabstände von 0,82, 0,41, 0,27, 0,20, 0,156 und
0,154 nm (8,2 Å, 4,1 Å, 2,7 Å, 2,0 Å, 1,56 Å und 1,5 Å)
gemessen mittels Röntgenbeugung aufweist,
in einer Reaktionsmutterlösung des basischen Magnesiumchlorids
oder -nitrats unter erhöhtem Druck oder Atmosphärendruck bei
einer Temperatur zwischen 50 ºC und 200 ºC, um ein
Magnesiumhydroxid mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 1
bis 50 m²/g, mit einem 50 Prozent Durchmesser, als ein
Sekundärteilchen, von 0,1 bis 1,5 µm und mit einem 90 Prozent
Durchmesser, als ein Sekundärteilchen, von nicht mehr als 4,0
µm, zu erhalten, und
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(b) das Brennen des Magnesiumhydroxids aus Stufe (a) bei einer
Temperatur zwischen 400 ºC und 1200 ºC, um ein Magnesiumoxid
mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 10 bis 200 m²/g, mit
einem 50 Prozent Durchmesser, als ein Sekundärteilchen, von 0,1
bis 1,5 µm und einem 90 Prozent Durchmesser, als ein
Sekundärteilchen, von nicht mehr als 3,0 µm, zu erhalten,
umfaßt.
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Das sich ergebende Magnesiumoxid kann als ein Verdickungsmittel
für Harze, wie zum Beispiel FRP verwendet werden, um die Harze
herzustellen, die eine fast ideale S-förmige Änderung der
Viskosität mit der Zeit aufweisen. Das Magnesiumoxid kann auch
ein Mittel zum Neutralisieren eines Säuregehaltes in einem
Kautschuk oder Harz verwendet werden, ohne daß deren
mechnanische Festigkeit abgebaut wird und kann dem Kautschuk
oder Harz eine ausgezeichnete Formbarkeit verleihen. Das
Magnesiumoxid kann in einem Harz auch als Korrosionsverhinderer
ohne irgendein beträchtliches Fischauge (sichtbarer Fehler in
Form einer Fehlstelle) in einem gegossenen Produkt des Harzes
zu bewirken und als eine elektrische Isolationsschicht ohne
Erniedrigung der dielektrischen Durchschlagsspannung verwendet
werden. Desweiteren weist das Magnesiumoxid eine ausgezeichnete
Sinterfähigkeit als eine Keramik auf.
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Figur 1 zeigt Änderungen der Viskosität in Abhängigkeit von der
Zeit, wenn Magnesiumoxide des Beispiels 1 und des
Vergleichsbeispiels 2 verwendet werden, bei denen die Zahl 1
eine Änderung der Viskosität in Abhängigkeit von der Zeit
bedeutet, wenn das Magnesiumoxid des Beispiels 1 verwendet wird
und die Zahl 2 eine Änderung der Viskosität in Abhängigkeit von
der Zeit bedeutet, wenn das Magnesiumoxid des
Vergleichsbeispiels 2 verwendet wird.
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Das Magnesiumoxid, das durch das Verfahren der vorliegenden
Erfindung hergestellt wird, ist aktiv und stark dispergierbar.
Als ein Ergebnis hat es eine Eigenschaft, daß, wenn es zum
Beispiel in FRP eingebracht ist, das FRP eine niedrige
Anfangsviskosität und einen starken Viskositätsanstieg aufweist
und deshalb dessen Endviskosität in einem kurzen Zeitraum
erreicht ist. Das heißt, weil das Magnesiumoxid als ein ideales
verdickungsmittel arbeitet und weil das FRP, in das das
Magnesiumoxid eingebracht wurde, eine ideale Änderung der
Viskosität in Abhängigkeit von der Zeit aufweist, d.h. eine S-
förmige Änderung, hat das Magnesiumoxid die Vorteile, das es
eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit und die Verkürzung des
Frompressen verleiht. Die niedrige Anfangsviskosität bedeutet,
daß die Imprägnierungsfähigkeit des Harzes, z.B. ungesättigter
Polyester verbessert ist.
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Wenn das Magnesiumoxid zu einem Kautschuk oder Harz hinzugefügt
wird, kann nicht nur der Abbau von deren mechanischer
Festigkeit, wie zum Beispiel die Zugfestigkeit oder
Schlagbiegefestigkeit bemerkbar verhindert werden, aber auch
das Kautschuk oder das Harz können leicht in Artikel mit einer
sehr geringen Dicke, wie zum Beispiel einem Film geformt werden
und desweiteren können geformte Artikel mit einem guten
Erscheinungsbild, das im wesentlichen frei von irgendwelchen
Fischaugen ist, bereitgestellt werden. Wenn es demgemäß in
einer dünnen elektrischen Isolatorschicht aus EVA verwendet
wird, wird keine Fischauge erzeugt und die dielektrische
Durchschlagssspannung wird nicht erniedrigt. Wenn es
desweiteren als eine Keramik verwendet wird, weist es
ausgezeichnete Sinterfähigkeit auf und ergibt einen feinen
gesinterten Körper. Daher besitzen daraus erhaltene Keramiken
eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit.
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Herkömmliches aktives Magnesiumoxid besitzt eine hohe
Aggregationfähigkeit und daher weisen dessen Sekundärteilchen
ein großen Durchmesser auf. Seine Sekundärteilchen haben
nämlich eine 50 Prozent Durchmesser von 3 bis 10 µm und einen
90 Prozent Durchmesser von 5 bis 40 µm.
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Dagegen hat das Magnesiumoxid, das durch das Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, so eine Form, daß
alle seine Sekundärteilchen eine Sekundärteilchendurchmesser
kleiner als 3 µm oder weniger aufweisen.
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Das Magnesiumoxid, das gemäß dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung erhalten wird, kann mit herkömmlichem
Oberflächenbehandlungsmittel oberflächenbehandelt werden, um
seine Kompatibilität mit einem Kautschuk oder Harz zu fördern.
Die Menge des Oberflächenbehandlungsmittels, die bei der
Verwendung erwünscht ist, reicht von 0,1 bis 10 Gewichts-%
bezogen auf das Magnesiumoxid.
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Beispiele des Oberflächenbehandlungsmittels, das für die
vorliegende Erfindung geeignet ist, schließen höhere
Fettsäuren, wie zum Beispiel Laurinsäure, Ölsäure und
Stearinsäure, Fettsäureester von mehrwertigen Alkoholen, wie
zum Beispiel Mono- oder Distearat, Sorbitanmono- oder dilaurat
und Pentaerythritolmonostearat, auf Silan basierende
Haftmittel, wie zum Beispiel Vinyltriethoxysilan, τ-
Aminopropyltrimethoxysilan und β-(3,4-
Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, auf Titan basierende
Haftmittel, wie zum Beispiel Isopropyltriisostearoyltitanat,
Isopropyltri(N-aminoethyl-aminoethyl)titanat und
Bis(dioctylpyrophoshat)oxyacetattitanat, auf Aluminium
basierende Haftmittel, wie zum Beispiel
Acetoalkoxyaluminiumdiisopropylat und Polyethylenwachs ein.
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Die Oberflächenbehandlung des Magnesiumoxids mit dem
Oberflächenbehandlungsmittel kann gemäß herkömmlichen Verfahren
durchgeführt werden Zum Beispiel kann ein Pulver des
Magnesiumoxids in einen Henschelmixer überführt werden und
während das Pulver mit hoher Geschwindigkeit gerührt wird, wird
eine geeignete Menge des Oberflächenbehandlungsmittels direkt
hinzugefügt oder eine geeignete Menge des
Oberflächenbehandlungsmittels wird in einen Lösungsmittel
verdünnt und tropfenweise hinzugefügt und diese Komponenten
werden vollständig gemischt.
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Das Röntgenbeugungsdiagramm eines basischen Magnesiumchlorids
und eines basischen Magnesiumnitrats, die für die vorliegende
Erfindung geeignet sind, sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
TABELLE 1 (basisches Magnesiumchlorid)
Abstand dÅ
relative Intensität I/I&sub0;
Flächenindizes (Miller-Indizes) hkl
TABELLE 2 (basisches Magnesiumchlorid)
Abstand dÅ
relative Intensität I/I&sub0;
Flächenindizes (Miller-Indizes) hkl
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Das Verfahren zur Herstellung des basischen Magnesiumchlorids
oder -nitrats, das für die vorliegende Erfindung geeignet ist,
das durch die oben genannte Formel dargestellt wird und mit
einem oben beschriebenen Röntgenbeugungsdiagramm, ist in dem
US-Patent 4 145 404 offenbart, Eine Zusammenfassung des
besagten Verfahres ist folgende:-
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Das Verfahren umfaßt die Reaktion von Magnesiumchlorid oder
Magnesiumnitrat mit einer alkalischen Substanz, wie zum
Beispiel Kalziumhydroxid, Ammonium, Natriumhydroxid oder
Kaliumhydroxid in einem wässrigen Medium, Vorzugsweise einer
Lösung von Kalziumchlorid in Wasser bei einer Temperatur von
nicht mehr als 40 ºC, vorzugsweise nicht mehr als 30 ºC unter
einer Bedingung, daß das äquivalente Verhältnis von Alkali zu
vLagnesiumionen nicht mehr als 0,95, vorzugsweise nicht mehr als
0,9 beträgt.
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Das Magnesiumhydroxid, eine Vorstufe des Magne$iumoxids, wird
durch Erhitzen des Magnesiumchlorids oder -nitrats, das wie
oben beschrieben hergestellt wird, in einer
Reaktionsmutterlauge daraus unter erhöhtem Druck oder
Atmosphärendruck bei einer Temperatur zwischen 50 ºC und 200
ºC, erhalten. Die Reaktionsmutterlauge bewirkt, daß sie die
Hydrolyse des basischen Magnesiumchlorids oder -nitrats
verhindert und deren gleichseitige Anwesenheit ist deshalb
essentiell für die Bildung eines hochaktiven stark
dispergierbaren Magnesiumbydroxids, welches Aggreate bildet,
die aus einer kleinen Anzahl von Kristalliten besteht und die
für die vorliegende Erfindung geeignet sind. Es ist bevorzugt,
daß Kalziumchlorid gleichzeitig in der Reaktionsmutterlauge
vorhanden ist. Wenn Kalziumchlorid zu den Materialien, die für
die Bildung des basischen Magnesiumchlorids oder -nitrats
verwendet werden, hinzugefügt wird oder wenn es zu dem
basischen Magnesiumchlorid oder -nitrat vor dessen Zersetzung
unter Hitzeeinwirkung hinzugefügt wird, weist das gebildete
Magnesiumhydroxid eine verbesserte Dispergierbarkeit auf. Um
einen solchen Effekt in ausreichender Weise zu erreichen,
beträgt die notwendige Konzentration des Kalziumchlorids in der
Reaktionsmutterlauge wenigstens 0,1 Mol/l, vorzugsweise 0,5
Mol/l.
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Die BET-spezifische Oberfläche des Magnesiumhydroxids neigt mit
einem Anstieg der Erwärmungstemperatur dazu, kleiner zu werden,
und deshalb sollte die Erwärmungstemperatur geändert werden, um
die BET-spezifischen Oberfläche zu kontrollieren, d.h. die
Aktivität des sich bildenden Magnesiumhydroxids.
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Die Erwärmungstemperatur steht im Zusammenhang mit dem
Kristallkörnchendurchmesser und der Dispergierbarkeit
(Aggregationsfähigkeit) des gebildeten Magnesiumhydroxids. Das
heißt, es gibt eine Tendenz, daß mit einem Anstieg der
Erwärmungstemperatur, der Durchmesser der Kristallkörnchen des
Magnesiumhydroxids größer wird, während die Aggregation weniger
wird.
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Das stark dispergierbare Magnesiumoxid wird durch Brennen des
Magnesiumhydroxids, das durch das obige Verfahren erhalten
wurde, in einem Pulver- oder Granulatzustand unter einer
inerten Gasatmosphäre, wie zum Beispiel Umgebungsatmosphäre,
Stickstoff oder Helium, einem oxidierenden oder reduzierenden
Gas, wie zum Beispiel Sauerstoff oder Wasserstoff, unter einem
reduzierten Druck oder erhöhtem Druck bei einer Temperatur
zwischen 400 ºC und 1200 ºC, vorzugsweise zwischen 400 ºC und
1000 ºC für einen Zeitraum von mehreren Minuten bis mehreren
Stunden, hergestellt.
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Das Magnesiumhydroxid, eine Vorstufe des stark dispergierbaren
Magnesiumoxids besitzt eine BET-spezfische oberfläche von 1 bis
50 m²/g, vorzugsweise von 5 bis 30 m²/g, einen 50 Prozent
Durchmesser, als ein Sekundärteilchen, von 0,1 bis 1,5 µm,
vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 µm und einen 90 Prozent
Durchmesser, als ein Sekundärteilchen, von nicht mehr als 4,0
µm, vorzugsweise von nicht mehr als 2,0 µm.
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Die Dispergierbarkeit des stark dispergierbaren Magnesiumoxids,
das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt
wird, ist mit der Dispergierbarkeit des Magnesiumhydroxids der
Vorstuf verbunden. Es gibt eine Tendenz, daß Magnesiumhydroxide
mit besserer Dispergierbarkeit Magnesiumoxide mit stärkerer
Dispergierbarkeit ergeben.
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Die Aktivität (BET-spezifische Oberfläche) des stark
dispergierbaren Magnesiumoxids, das gemäß dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wird durch die
Brenntemperatur, der Brennatmosphäre und dem Durchmesser der
Kristallkörnchen des Magnesiumhydroxids der Vorstuf beeinflußt.
Mit einem Anstieg bei der Brenntemperatur von 400 ºC, neigt das
sich ergebende Magnesiumoxid dazu, eine kleinere BET-
spezifische Oberfläche zu besitzen. Desweiteren gibt es eine
Tendenz, daß je größer die BET-spezifische Oberfläche des
Magnesiumhydroxids der Vorstuf in dem Bereich von 1 bis 50 m²/g
ist, desto höher ist die Aktivität des sich ergebenden
Magnesiumoxids. Es gibt keine spezielle Einschränkung, der die
Brennatmosphäre unterliegt. Je niedriger jedoch der Druck ist,
desto mehr neigt die Aktivität des sich ergebenden
Magnesiumoxids höher zu sein. Die niedrigste Grenze der
Brenntemperatur ist die niedrigste Temperatur, die benötigt
wird, um das Magnesiumoxid der vorliegenden Erfindung durch
Abbau des Magnesiumhydroxids zu bilden und die obere Grenze der
Brenntemperatur steht für die höchste Temperatur, bei der nur
ein geringes Sintern des Magnesiumoxids stattfindet. Bei einer
Temperatur, bei der ausreichend Sinterung vorkommt, binden sich
die Kristalle des Magnesiumoxids gegenseitig aneinander und
deshalb sind die sich ergebenden Sekundärteilchen grob.
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In der vorliegenden Erfindung werden der BET-spezifische
Oberfläche, der 50 Prozent Durchmesser und der 90 Prozent
Durchmesser und die Härte der Sekundärteilchen gemäß dem
folgenden Verfahren gemessen.
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BET-spezifische Oberfläche:-
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Die Messung wurde mittels einem Plottingverfahrens mit drei
Punkten nach einem Adsorptionsverfahren mit Stickstoff
durchgeführt, bei dem die Adsorptionsf läche pro N&sub2;-Molekül als
16,2 Ų angenommen wurde. Die Proben für die Messung wurden der
Gasevakuierungsbehandlung unter Vakuum bei 100 ºC für 30
Minuten ausgesetzt und die isothermen Linien der
Stickstoffadsorption wurden gemessen.
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Sekundärteilchendurchmesser:
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Eine Probe (0,7 g) wurden in ein 100 ml Becherglas überführt
und während 70 ml deionisiertes Wasser nach und nach zugegeben
wurden, wurde die gebildete Mischung gut dispergiert. Dann
wurde die Mischung einer Dispersionsbehandlung unter Verwendung
einer Ultraschallhomogenisators für 3 Minuten ausgesetzt.
Sofort danach wurde ein Teil der Dispersion genommen und deren
Sekundärteilchendurchmeser wurden unter Verwendung eines
Mikrotrack-Teilchengrößen-Verteilungsgerätes, hergestellt von
Leeds & Northrop Instruments, gemessen.
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Härte:-
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Die Messung wurde gemäß JIS-K6301-A durchgeführt,
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Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die
Beispiele veranschaulicht.
Beispiele 1 bis 3
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5 l einer gemischten wässrigen Lösung (mit einer Temperatur von
15 ºC) bestehend aus 2,5 l einer wässrigen Lösung, die 4 Mol/l
Magnesiumchlorid und 2,5 l einer wässrigen Lösung, die 2 Mol/l
Kalziumchlorid enthält, wurden in einen zylindirschen Reaktor
aus rostfreiem Stahl mit einem Volumen von etwa 10 l überführt
und die Mischung wurde mit einem Chemirührer gerührt. Dann
wurden 4,0 l einer Aufschlämmung (mit einer Temperatur von 15
ºC), die 2 Mol/l Kalziumhydroxid enthielt, über 2 Minuten
vollständig hinzugefügt. Besagte Menge, 4,0 l, der
Aufschlämmung entsprechen einem Äquivalent von 0,8 von dem des
Magnesiums. Ein Teil der sich ergebenden Suspension, der einen
weißen Niederschlag enthielt, wurde sofort unter vermindertem
Druck filtriert, dann mit einer großen Menge Aceton gewaschen
und dehydratisiert. Das sich ergebende Produkt wurde bei
Raumtemperatur für etwa 1 Stunde getrocknet und dann einer
Röntgenbeugungs- und einer chemischen Analyse unterworfen.
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Bei der Röntgenbeugung zeigte das Produkt im wesentlichen das
gleiche Röntgenbeugungsdiagramm wie das, des basischem
Magnesiumchlorids, das in Tabelle 1 gezeigt ist. Desweiteren
zeigte die chemische Analyse, daß das Produkt eine chemische
Zusammensetzung von Mg(OH)1,81Cl0,19 mH&sub2;O aufwies.
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Die verbliebene Suspension, die einen weißen Niederschlag
enthielt, wurde zusammen mit deren Reaktionsmutterlauge bei 100
ºC für 2 Stunden erhitzt. Dann wurde das sich ergebende Produkt
dehydratisiert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, um ein
Magnesiumhydroxid mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 23
m²/g, einem 50 Prozent Durchmesser, als ein Sekundärteilchen,
von 0,84 Mm und einem 90 Prozent Durchmesser, als ein
Sekundärteilchen, von 1,89 µm, zu ergeben.
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Das oben erhaltenen Magnesiumhydroxid wurde in drei Teile
getrennt und diese Teile wurden in einem Elektroofen unter
Luftatmosphäre für 2 Stunden bei Temperaturen von 550 º
(Beispiel 1), 700 ºC (Beispiel 2) und 850 ºC (Beispiel 3)
gebrannt. Dann wurden die gebrannten Produkte unter Verwendung
eines Atomisators (hergestellt von Fuji Powder) unter der
Bedingung, daß der Öffnungsdurchmesser eines Siebes 2 mm
betrug, pulverisiert und desweiteren einem 200 Maschenzahl-Sieb
(Öffnungsdurchmesser 74 µm) ausgesetzt. Tabelle 3 zeigt die
BET-spezifische Oberflächen und 50 Prozent Durchmesser und 90
Prozent Durchmesser, als ein Sekundärteilchen, der sich
ergebenden Magnesiumoxide.
Beispiele 4 bis 6
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6 l einer gemischten wässrigen Lösung (mit einer Temperatur von
20 ºC), die 2 Mol/l Magnesiumnitrat enthält, wurden in einen
zylindrischen Reaktor aus rostfreiem Stahl mit einem Volumen
von etwa 12 l überführt und mit einem Chemirührer gerührt. Dann
wurden 2,7 l Ammoniakwasser (mit einer Temperatur von 20
die 8 Mol/l Ammoniak enthielt, über 2 Minuten vollständig
hinzugefügt. Besagte Menge, 2,7 l, des Ammoniaks entspricht
einem Äquivalent von 0,9 von dem des Magnesiums. Ein Teil der
sich ergebenden Suspension, die einen weißen Niederschlag
enthielt, wurde als eine Probe genommen und die Probe wurde
dehydratisiert, mit Aceton gewaschen und bei Raumtemperatur für
etwa 1 Stunde getrocknet. Die sich ergebende Probe zeigt ein
Röntgenbeugungsdiagramm, das im wesentlichen identisch war, mit
dem, das in Tabelle 2 gezeigt ist. Desweiteren zeigte die
chemische Analyse, daß das Produkt eine chemische
Zusammensetzung von Mg(OH)1,85(NO&sub3;)0,15 mH&sub2;O aufwies
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Sowohl das verbliebene Reaktionsprodukt als auch ihre
Reaktionsmutterlauge wurden in einen Autoklaven überführt und
erhitzt und bei 150 ºC für 2 Stunden unter Druck gesetzt. Dann
wurde das sich ergebende Produkt dehydratisiert, mit Wasser
gewaschen und getrocknet, um ein Magnesiumhydroxid mit einer
BET-spezifischen Oberfläche von 6 m²/g, einem 50 Prozent
Durchmesser von 0,73 µm und einem 90 Prozent Durchmesser von
1,51 µm, zu ergeben.
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Das oben erhaltenen Magnesiumhydroxid wurde in drei Teile
getrennt und diese Teile wurden in einem Ofen vom Siliziumoxid-
Erhitzungselementtypen für 1 Stunde bei Temperaturen von 800 ºC
(Beispiel 4), 900 ºC (Beispiel 5) und 1000 ºC (Beispiel 6)
gebrannt. Die gebrannten Produkte wurden unter Verwendung eines
Atomisators mit einem Öffnungssieb von 2 mm pulverisiert und
desweiteren einem 200 Maschenzahl-Sieb (Öffnungsdurchmesser 74
µm) ausgesetzt.
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Tabelle 3 zeigt die Ergebnisser der Messung der BET-
spezifischen Oberflächen und 50 Prozent und 90 Prozent
Durchmesser, als ein Sekundärteilchen, der sich ergebenden
Magnesiumoxide.
Vergleichsbeispiel 1 bis 2
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Tabelle 3 zeigt auch BET-spezifische Oberflächen und 50 Prozent
und 90 Prozent Durchmesser, als ein Sekundärteilchen, von zwei
Arten von Magnesiumoxiden, die handelsüblich verfügbar sind.
TABELLE 3
BET-spezifische Oberfläche
Sekundärteilchendurchmesser
Beispiel
Vergleichsbeispiel
REFERENZBEISPIEL 1
(Säureakzeptor und Vulkanisierungsmittel für
Chloroprenkautschuk)
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Das in Beispiel 1 erhaltene Magnesiumoxid als ein
Säureakzeptor, ein Chloroprenkautschuk und andere Komponenten
wurden wie in der folgenden Formulation gezeigt, gemischt.
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Chloroprenkautschuk (Neopren GS, hergestellt von Showa Neopren
Co., Ltd.) 100 Gewichtsteile
-
Magnesiumoxid 4 Gewichtsteile
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Stearinsäure 0,5 Gewichtsteile
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Zinkoxid 5 Gewichtsteile
-
Desweiteren wurden kommerziell verfügbares, wie in
Vergleichsbeispiel 1 gezeigtes, Magnesiumoxid und ein Chloroprenkautschuk
und andere oben beschriebenen Komponenten in der gleiche Weise,
wie oben beschrieben, gemischt.
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Diese beiden Mischungen wurden jeweils in einer offenen Walze
zur Einheitlichkeit geknetet und wurden teilweise einem Mooney-
Anvulkanisationstest unterzogen und teilweise bei 153 ºC für 30
Minuten pressgeformt, um die physikalischen Eigenschaften der
vulkanisierten Produkte zu bestimmen. Zusätzlich wurde der
Mooney-Anvulkanisationstest gemäß JIS K6300 durchgeführt und
Dehngrenzen und Druckdauerstränge wurden gemäß JIS K6301
gemessen. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.
TABELLE 4
Art des Magnesiumoxids
der Erf in- ein
kommerdung ziell
erhältliches
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Lagerstabilität (Mooney-Anvulkanisierung, 125 Öc)
Original
-
Vm Minimum-Viskosität
(Mooney) 20,9 21,3
T&sub5; 32,7 26,0
T&sub3;&sub5; 60,0 34,9
Nach 8 Taaen. 38 C 90 % relative Luftfeuchtiakeit
Vm Minimum-Viskosität
(Mooney) 20,7 20,6
T&sub5; 30,8 26#0
T&sub3;&sub5; 57,6 50,8
-
Physikalische Eigenschaften des vulkanisierten Produktes
300 % Dehngrenze (kg/cm²) 29 27
600 % Dehngrenze (kg/cm²) 2 70
Zugfestigkeit (kg/cm²) 2&2 309
Elongation (%) 859 882
Härte 51 48
Druckdauerstrang
100 C, nach 22
Stunden (%) 52,8 56,6
Anmerkungen) T&sub5;: ist eine Zeitspanne in Minuten, die für einen
Anstieg von 5 Einheiten benötigt wird
T&sub3;&sub5;: ist eine Zeitspanne in Minuten, die für einen Anstieg von
35 Einheiten benötigt wird.
-
Das Kautschuk, das das Magnesiumoxid der vorliegenden Erfindung
enthält, weist klar größere Werte für T&sub5; und T&sub3;&sub5; und bessere
Lagerstabilität als die kommerziell erhältlichen auf.
Desweiteren weist das vulkanisierte Produkt, das das Magnesiumoxid
der vorliegenden Erfindung erhält, höhere Dehnbarkeit und Härte
als das handelsübliche auf und desweiteren weist das
vulkanisierte Produkt, das das Magnesiumoxid der vorliegenden
Erfindung enthält, kleineren Dauerstrang als das, das das
handelsübliche enthält, auf. Das heißt, das Magnesiumoxid der
vorliegenden Erfindung ist besser als das handelsübliche im
Hinblick auf sowohl die Lagerstabilität als auch die
mechanische Festigkeit von vulkanisierten Produkten.
REFERENZBEISPIEL 2
(Verdickungsmittel für FRP)
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100 Gewichtsteile eines ungesättigten Polyesterharzes
(Handelsname: Epolac N-21, hergestellt von Nippon Shokubai K.K.), 100
Gewichtsteile Kalziumcarbonat (NS-100, hergestellt von Nitto
Funka K.K.) und 0,8 Gewichtsteile des in Beispiel 3 erhaltenen
Magnesiumoxids wurden mit einem Löffel 1,5 Minuten gemischt,
desweiteren in einem Homogenisator für 2 Minuten gemischt und
dann in einen Ofen mit einer Temperatur von 35 ºC gegeben, um
eine Änderung der Viskosität in Abhängigkeit von der Zeit unter
Verwendung eines Brockfield-Viskosimeters zu messen.
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Desweiteren wurde das handelsüblich erhältliche Magnesiumoxid,
das im Vergleichsbeispiel 2 gezeigt ist, und die anderen oben
genannten Komponenten, außer dem Magnesiumoxid, in der gleichen
Weise, wie oben beschrieben, behandelt.
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Figur 1 zeigt Änderungen der Viskosität in Abhängigkeit von der
Zeit betreffend die sich ergebenden FRP's. In Figur 1 bedeutet
die Zahl 1, daß das Magnesiumoxid, das in Beispiel 1 erhalten
wurde, verwendet wurde, und die Zahl 2, daß das Magnesiumoxid,
das im Vergleichsbeispiel 2 gezeigt ist, verwendet wurde.
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Das Magnesiumoxid der vorliegenden Erfindung ist ein ideales,
weil ein Harz oder Kautschuk, das das Magnesiumoxid der
vorliegenden Erfindung enthält, eine geringe Anfangsviskosität
und eine nachfolgende S-förmige Änderung der Viskosität in
Abhängigkeit von der Zeit aufweist, wohingegen ein Harz oder
Kautschuk, das ein handelsüblich verfügbares enthält, eine hohe
Anfangsviskosität und eine geringe Verdickungsgeschwindigkeit
aufweist, und ist offenbar schlechter als das Magnesiumoxid der
vorliegenden Erfindung.
REFERENZBEISPIEL 3
(Säureneutralisierend)
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Um Korrosion und einen widerwärtigen Geruch durch
neutralisierende Essigsäure, die aus einem EVA-Film gebildet wurde, zu
verhindern, wurden 2 Gewichtsteile Magnesiumoxid in 100
Gewichtsteile EVA mit einem Vinylacetatgehalt von 20 %
eingebracht und die Mischung wurde in einem Extruder geschmolzen und
plastifiziert und zu einem Film mit einer Dicke von 20 µm gemäß
einem T-Düsenverfahren geformt.
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Wenn das obige Magnesiumoxid, das Magnesiumoxid, das in
Beispiel 4 erhalten wurde und das handelsüblich verfügbare
Magnesiumoxid, das in Vergleichsbeispiel 2 gezeigt wurde,
verwendet wurden und wurden diese Magnesiumoxide vor der
Verwendung jeweils durch Erhitzen auf 100 ºC, Zugabe von 2
Gewichts-% Isopropyltriisostearoyltitanat, das in n-Hexan
gelöst war, und völligem Rühren der Mischung in einem Henschel-
Rührer für 20 Minuten, hergestellt.
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Visuelle Beobachtungen der sich ergebenden Filme zeigten, daß
der Film, der das Magnesiumoxid, das nach dem Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, enthielt, keine
Fischaugen und eine gute Transparenz aufwies, wohingegen der
Film, der das handelüblich verfügbare Magnesiumoxid enthielt,
viele Fischaugen aufwies. Mikroskopische Untersuchungen dieser
Fischaugen zeigten, daß diese Fischaugen etwa 50 bin 100 µm
Aggregate des Magnesiumoxids waren.
REFERENZBEISPIEL 4
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Als ein thermischer Stabilisator für Acrylonitril-Butadien-
Styrol-Copolymer (ABS) wurden 1 Gewichtsteil des in Beispiel 5
erhaltenen Magnesiumoxids oder des in Vergleichbeispiel 2
gezeigten, eingebracht in und gemischt mit 100 Gewichtstei1en
ABS-Copolymer und dann die Mischungen jeweils bei 230 ºC
formgespritzt. Die Schlagbiegefestigkeit und die Zugfestigkeit
eines jeden geformten Artikels wurden gemessen. Tabelle 5 zeigt
die Ergebnisse.
Tabelle 5
Art des Magnesiumoxids
Schlagbiegefestigekeit (kg cm/cm)
Zugfestigkeit (kg/cm²)
Beispiel 5
Vergleichsbeispiel 2