ES2385672T3 - Process for preparing organically modified double stratified hydroxide - Google Patents
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Abstract
Description
Proceso para preparación de hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente. Process for preparing organically modified double stratified hydroxide.
La invención se refiere a un proceso para preparación de hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente. The invention relates to a process for preparing organically modified double stratified hydroxides.
Tales procesos son conocidos en la técnica. Such processes are known in the art.
WO 99/35185 describe un proceso para preparación de hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente (LDHs) donde el anión orgánico se introduce en el LDH por intercambio iónico. El intercambio iónico se lleva a cabo suspendiendo el LDH en agua, después de lo cual el pH de la suspensión se reduce a un valor inferior a 4. A continuación, los aniones orgánicos se añaden a la suspensión y el pH se ajusta a un valor que excede de 8. Este proceso es bastante complejo y produce por regla general una corriente residual que contiene sales. WO 99/35185 describes a process for preparing organically modified double stratified hydroxides (LDHs) where the organic anion is introduced into the LDH by ion exchange. The ion exchange is carried out by suspending the LDH in water, after which the pH of the suspension is reduced to a value lower than 4. Next, the organic anions are added to the suspension and the pH is adjusted to a value. which exceeds 8. This process is quite complex and generally produces a residual current containing salts.
WO 00/09599 describe la preparación de LDH que comprenden aniones orgánicos como aniones de intercalación. Estos LDHs modificados se pueden preparar de diversas maneras, haciéndose uso de las sales de iones metálicos divalentes y trivalentes, tales como las sales cloruro de magnesio y aluminio o aluminato de sodio. Los procesos descritos en WO 00/09599 describen sales que terminarán al menos parcialmente en la corriente residual, lo cual es indeseable. Debe indicarse adicionalmente que las sales utilizadas en estos procesos son relativamente caras. WO 00/09599 describes the preparation of LDH comprising organic anions as intercalation anions. These modified LDHs can be prepared in various ways, making use of the salts of divalent and trivalent metal ions, such as the magnesium chloride and aluminum or sodium aluminate salts. The processes described in WO 00/09599 describe salts that will at least partially end up in the residual stream, which is undesirable. It should be further noted that the salts used in these processes are relatively expensive.
En su conjunto, la economía de los procesos anteriormente descritos muestra una necesidad de procesos que sean más atractivos económicamente y más respetuosos con el medio ambiente. As a whole, the economics of the processes described above show a need for processes that are more economically attractive and more environmentally friendly.
Por esta razón, es un objeto de la presente invención proporcionar un proceso más sencillo y más respetuoso con el medio ambiente para preparación de hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente. For this reason, it is an object of the present invention to provide a simpler and more environmentally friendly process for preparing organically modified double stratified hydroxides.
Este objeto se consigue con un proceso para preparación de un hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente que tiene una distancia entre las capas individuales del hidróxido doble estratificado superior a 1,5 nm y que comprende un anión orgánico como anión de equilibrio de cargas, comprendiendo el proceso los pasos de: This object is achieved with a process for preparing an organically modified double stratified hydroxide having a distance between the individual layers of the stratified double hydroxide greater than 1.5 nm and comprising an organic anion as a charge balancing anion, the process comprising The steps of:
- (a) (to)
- preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuente de iones metálicos trivalentes; preparing a precursor suspension comprising a source of divalent metal ions and a source of trivalent metal ions;
- (b) (b)
- someter a tratamiento solvotérmico la suspensión precursora a fin de obtener el hidróxido doble estratificado, subject the precursor suspension to solvothermic treatment in order to obtain the double stratified hydroxide,
en donde se añade un anión orgánico antes o durante la formación del hidróxido doble estratificado del paso (b), o después de la formación del hidróxido doble estratificado, a fin de obtener el hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente, en donde la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se muele(n) antes del paso (b), y en donde se utiliza agua como medio de suspensión, con la salvedad de que el ácido desoxicólico no es el único anión orgánico. wherein an organic anion is added before or during the formation of the double stratified hydroxide of step (b), or after the formation of the double stratified hydroxide, in order to obtain the organically modified double stratified hydroxide, wherein the source of metal ions divalent and / or the source of trivalent metal ions is ground (n) before step (b), and where water is used as a suspension medium, with the proviso that deoxycholic acid is not the only organic anion.
Este objeto se consigue también con un proceso para preparación de un hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente que tiene una distancia entre las capas individuales del hidróxido doble estratificado superior a 1,5 nm y que comprende un anión orgánico como anión de equilibrio de cargas, comprendiendo el proceso los pasos de: This object is also achieved with a process for the preparation of an organically modified double stratified hydroxide having a distance between the individual layers of the stratified double hydroxide greater than 1.5 nm and comprising an organic anion as a charge balancing anion, comprising the process the steps of:
- (a) (to)
- preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuente de iones metálicos trivalentes; preparing a precursor suspension comprising a source of divalent metal ions and a source of trivalent metal ions;
- (b) (b)
- tratar térmicamente la suspensión precursora a fin de obtener el hidróxido doble estratificado, heat treat the precursor suspension in order to obtain the double stratified hydroxide,
en donde se añade un anión orgánico antes o durante la formación del hidróxido doble estratificado del paso (b) , o después de la formación del hidróxido doble estratificado, a fin de obtener el hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente, en donde la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se muele(n) antes del paso (b), y en donde se utiliza agua como medio de suspensión, con la salvedad de que en el paso (a) la fuente de iones metálicos trivalentes no se hace reaccionar con el anión orgánico a una temperatura comprendida entre 60 y 85ºC durante 4 a 8 horas antes de la adición de la fuente de iones metálicos trivalentes y el paso (b) se lleva a cabo subsiguientemente a una temperatura de 90 a 95ºC durante 4 a 8 horas. wherein an organic anion is added before or during the formation of the double stratified hydroxide of step (b), or after the formation of the double stratified hydroxide, in order to obtain the organically modified double stratified hydroxide, wherein the source of metal ions divalent and / or the source of trivalent metal ions is ground (n) before step (b), and where water is used as a suspension medium, with the proviso that in step (a) the source of trivalent metal ions it is not reacted with the organic anion at a temperature between 60 and 85 ° C for 4 to 8 hours before the addition of the source of trivalent metal ions and step (b) is subsequently carried out at a temperature of 90 to 95 ° C for 4 to 8 hours.
Las fuentes de iones metálicos divalentes y la fuente de iones metálicos trivalentes utilizadas en los procesos de la presente invención no son sales de estos iones metálicos, en particular estas fuentes no son sales cloruro o perclorato de los iones metálicos divalentes y trivalentes, o si el ión metálico trivalente es aluminio, aluminatos. Debe indicarse que estas fuentes pueden disolverse parcialmente en el medio de suspensión. The sources of divalent metal ions and the source of trivalent metal ions used in the processes of the present invention are not salts of these metal ions, in particular these sources are not chloride or perchlorate salts of the divalent and trivalent metal ions, or if the Trivalent metal ion is aluminum, aluminates. It should be noted that these sources can be partially dissolved in the suspension medium.
Las fuentes de iones metálicos divalentes y trivalentes son generalmente óxidos o hidróxidos de los iones metálicos divalentes o trivalentes. Ejemplos de iones metálicos divalentes son Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+, y Mg2+. Ejemplos de iones metálicos trivalentes son Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+, y Ga3+. Se contempla también la utilización de tres o más iones metálicos diferentes en el hidróxido doble estratificado preparado por el proceso de la invención. De estos iones metálicos se prefiere la combinación de Mg2+ y/o Zn2+ y Al3+. Ejemplos de fuentes de magnesio adecuadas incluyen óxido de magnesio, hidróxido de magnesio, hidroxicarbonato de magnesio, bicarbonato de magnesio, dolomita, y sepiolita. Se prefiere óxido de magnesio. Se contempla también una combinación de dos o más fuentes de magnesio. La fuente de aluminio es típicamente un hidróxido o un óxido de aluminio. Ejemplos de dicha fuente de aluminio son trihidróxido de aluminio, tal como gibbsita y bayerita, oxo-hidróxidos de aluminio tales como boehmita, diásporo o goethita, y alúminas de transición, que son conocidas por los expertos en la técnica. The sources of divalent and trivalent metal ions are generally oxides or hydroxides of the divalent or trivalent metal ions. Examples of divalent metal ions are Zn2 +, Mn2 +, Ni2 +, Co2 +, Fe2 +, Cu2 +, Sn2 +, Ba2 +, Ca2 +, and Mg2 +. Examples of trivalent metal ions are Al3 +, Cr3 +, Fe3 +, Co3 +, Mn3 +, Ni3 +, Ce3 +, and Ga3 +. The use of three or more different metal ions in the double stratified hydroxide prepared by the process of the invention is also contemplated. Of these metal ions, the combination of Mg2 + and / or Zn2 + and Al3 + is preferred. Examples of suitable sources of magnesium include magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium hydroxycarbonate, magnesium bicarbonate, dolomite, and sepiolite. Magnesium oxide is preferred. A combination of two or more sources of magnesium is also contemplated. The aluminum source is typically a hydroxide or an aluminum oxide. Examples of said aluminum source are aluminum trihydroxide, such as gibbsite and bayerite, aluminum oxohydroxides such as boehmite, diasporo or goethite, and transition aluminas, which are known to those skilled in the art.
El uso de las fuentes de iones metálicos divalentes e iones metálicos trivalentes anteriores en el proceso de la invención proporciona un proceso que es más respetuoso con el medio ambiente, dado que queda una cantidad considerablemente menor de sales (si acaso) en la corriente residual resultante del proceso. Además, las fuentes de iones metálicos divalentes y trivalentes, y en particular las fuentes de magnesio y aluminio, son por regla general menos costosas que las sales correspondientes utilizadas comúnmente en la producción de hidróxidos dobles estratificados. Adicionalmente, el proceso de la invención es generalmente más sencillo, dado que requiere menos pasos y/o no requiere post-tratamiento alguno de la corriente residual. Aún más, estos procesos pueden realizarse en un tiempo mucho más breve, lo cual puede conducir a su vez a una capacidad de producción mayor del hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente en comparación con los procesos convencionales. The use of the sources of divalent metal ions and previous trivalent metal ions in the process of the invention provides a process that is more environmentally friendly, given that a considerably smaller amount of salts (if any) remains in the resulting residual current of process. In addition, the sources of divalent and trivalent metal ions, and in particular the sources of magnesium and aluminum, are generally less expensive than the corresponding salts commonly used in the production of double stratified hydroxides. Additionally, the process of the invention is generally simpler, since it requires fewer steps and / or does not require any post-treatment of the residual current. Moreover, these processes can be carried out in a much shorter time, which in turn can lead to a higher production capacity of organically modified double stratified hydroxide compared to conventional processes.
En una realización del proceso de la invención, la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se activa antes del tratamiento térmico o solvotérmico de la suspensión que comprende ambas fuentes. El término "activado" se refiere a la activación de las fuentes de iones metálicos divalentes y/o trivalentes, aumentando así su reactividad en el proceso; dicha activación puede realizarse por ejemplo por molienda en seco o en húmedo y/o por tratamiento ácido. Una ventaja adicional de la activación de las fuentes de iones metálicos es que durante el proceso se forman cantidades significativamente menores de impurezas, tales como brucita o gibbsita. La reducción o ausencia de tales impurezas en el producto obtenido con este proceso ofrece la ventaja adicional de que el uso del producto en matrices de polímero puede conducir a que el material compuesto resultante tenga propiedades dinámicas y/o mecánicas mejoradas. In one embodiment of the process of the invention, the source of divalent metal ions and / or the source of trivalent metal ions is activated prior to the thermal or solvothermic treatment of the suspension comprising both sources. The term "activated" refers to the activation of the sources of divalent and / or trivalent metal ions, thereby increasing their reactivity in the process; said activation can be carried out for example by dry or wet grinding and / or by acid treatment. An additional advantage of activating metal ion sources is that significantly smaller amounts of impurities are formed during the process, such as brucite or gibbsite. The reduction or absence of such impurities in the product obtained with this process offers the additional advantage that the use of the product in polymer matrices can lead to the resulting composite material having improved dynamic and / or mechanical properties.
Los hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente preparados con el proceso de la invención tienen una distancia entre las capas individuales superior a 1,5 nm. Esto proporciona ventajas en el uso de estos hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente, v.g. si se utilizan en matrices de polímero. En las matrices de polímero (v.g., en materiales nanocompuestos o composiciones de recubrimiento) la mayor distancia intercapas hace que los hidróxidos dobles estratificados de la invención sean fácilmente procesables en la matriz de polímero, y permite adicionalmente una desestratificación y/o exfoliación fácil del hidróxido doble estratificado, dando como resultado una mixtura del hidróxido doble estratificado modificado y la matriz de polímero con propiedades físicas mejoradas. La distancia entre las capas en un LDH de acuerdo con la invención es al menos 1,5 nm, más preferiblemente al menos 1,6 nm, aún más preferentemente al menos 1,8 nm, y muy preferiblemente al menos 2 nm. La distancia entre las capas individuales puede determinarse utilizando difracción de rayos X y microscopia de transmisión de electrones (TEM), como se indica más adelante. Las fuentes de iones metálicos divalentes y/o trivalentes, y en particular las fuentes de aluminio y/o magnesio, se muelen antes del paso (b). En los procesos de la invención, las fuentes de iones metálicos divalentes y/o trivalentes tienen generalmente un valor d50 menor que 20 !m y un valor d90 menor que 50 !m. Preferiblemente, el valor d50 es menor que 15 !m y el valor d90 es menor que 40 !m, siendo más preferiblemente el valor d50 menor que 10 !m y el valor d90 menor que 30 !m, siendo aún más preferiblemente el valor d50 menor que 8 !m y el valor d90 menor que 20 !m, y siendo muy preferiblemente el valor d50 menor que 6 !m y el valor d90 es menor que 10 !m. La distribución de tamaños de partícula puede determinarse utilizando métodos conocidos por los expertos en la técnica, v.g. difracción láser de acuerdo con DIN 13320. Este paso de molienda permite que la formación del hidróxido doble estratificado transcurra con mayor rapidez. Adicionalmente, dicho paso puede reducir la cantidad de impurezas tales como gibbsita o brucita si las fuentes de iones metálicos divalentes y trivalentes son fuentes de magnesio y aluminio. The organically modified double stratified hydroxides prepared with the process of the invention have a distance between the individual layers greater than 1.5 nm. This provides advantages in the use of these organically modified double stratified hydroxides, e.g. if used in polymer matrices. In polymer matrices (eg, in nanocomposite materials or coating compositions) the greater interlayer distance makes the double stratified hydroxides of the invention easily processable in the polymer matrix, and additionally allows easy de-stratification and / or hydroxide exfoliation. double stratified, resulting in a mixture of the modified double stratified hydroxide and the polymer matrix with improved physical properties. The distance between the layers in an LDH according to the invention is at least 1.5 nm, more preferably at least 1.6 nm, even more preferably at least 1.8 nm, and most preferably at least 2 nm. The distance between the individual layers can be determined using X-ray diffraction and electron transmission microscopy (TEM), as indicated below. The sources of divalent and / or trivalent metal ions, and in particular the sources of aluminum and / or magnesium, are ground before step (b). In the processes of the invention, the sources of divalent and / or trivalent metal ions generally have a d50 value of less than 20 µm and a d90 value of less than 50 µm. Preferably, the value d50 is less than 15 µm and the value d90 is less than 40 µm, the d50 value being more preferably less than 10 µm and the d90 value less than 30 µm, the d50 value being even more preferably less than 8 µm and the d90 value less than 20 µm, and very preferably the d50 value is less than 6 µm and the d90 value is less than 10 µm. The particle size distribution can be determined using methods known to those skilled in the art, e.g. laser diffraction according to DIN 13320. This grinding step allows the formation of the double stratified hydroxide to proceed more rapidly. Additionally, said step can reduce the amount of impurities such as gibbsite or brucite if the sources of divalent and trivalent metal ions are sources of magnesium and aluminum.
En el contexto de la presente solicitud, los términos "tratamiento térmico" y "térmicamente" se refieren al tratamiento de la suspensión precursora a una temperatura de 30ºC hasta el punto de ebullición de la suspensión precursora a la presión atmosférica. Si el medio de suspensión es agua, la temperatura del tratamiento térmico es generalmente de 30ºC a 100ºC, con preferencia de 40ºC a 95ºC, y más preferiblemente de 50ºC a 90ºC. In the context of the present application, the terms "heat treatment" and "thermally" refer to the treatment of the precursor suspension at a temperature of 30 ° C to the boiling point of the precursor suspension at atmospheric pressure. If the suspension medium is water, the temperature of the heat treatment is generally from 30 ° C to 100 ° C, preferably from 40 ° C to 95 ° C, and more preferably from 50 ° C to 90 ° C.
Adicionalmente, los términos "tratamiento solvotérmico" y "solvotérmicamente" se refieren al tratamiento de la suspensión precursora a una presión superior a la presión atmosférica y a una temperatura que generalmente es superior al punto de ebullición de la suspensión precursora a la presión atmosférica. La presión es por regla general 1 bar a 200 bares, con preferencia de 2 bares a 150 bares, y más preferiblemente de 3 bares a 100 bares. Si el medio de suspensión es agua, la temperatura es por regla general 100ºC o mayor, preferiblemente de 100ºC a 300ºC, más preferiblemente de 110ºC a 250ºC, y muy preferiblemente de 120ºC a 200ºC. Additionally, the terms "solvothermal treatment" and "solvothermally" refer to the treatment of the precursor suspension at a pressure greater than atmospheric pressure and at a temperature that is generally higher than the boiling point of the precursor suspension at atmospheric pressure. The pressure is generally 1 bar at 200 bars, preferably from 2 bars to 150 bars, and more preferably from 3 bars to 100 bars. If the suspension medium is water, the temperature is generally 100 ° C or higher, preferably from 100 ° C to 300 ° C, more preferably from 110 ° C to 250 ° C, and most preferably from 120 ° C to 200 ° C.
El proceso de la invención puede conducirse en ausencia de CO2 o cualquier carbonato en la suspensión precursora, a fin de establecer que no se incorpora carbonato alguno en el hidróxido doble estratificado como anión de equilibrio de cargas. Esto permite adicionalmente que el anión orgánico se incorpore en el hidróxido doble estratificado como anión de equilibrio de cargas. The process of the invention can be conducted in the absence of CO2 or any carbonate in the precursor suspension, in order to establish that no carbonate is incorporated in the double stratified hydroxide as a charge balancing anion. This further allows the organic anion to be incorporated into the double stratified hydroxide as a charge balancing anion.
En una realización de la invención, el anión orgánico se añade a la suspensión precursora antes o mientras transcurre el paso (b). De este modo, el hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente se prepara en un solo paso, lo que hace por regla general que el proceso sea más sencillo y más rápido, y por consiguiente más atractivo económicamente. In one embodiment of the invention, the organic anion is added to the precursor suspension before or while step (b) passes. Thus, the organically modified double stratified hydroxide is prepared in a single step, which generally makes the process simpler and faster, and therefore more economically attractive.
Alternativamente, el anión orgánico se añade después de la formación del hidróxido doble estratificado, en cuyo caso el hidróxido doble estratificado comprende principalmente hidroxilo como anión de equilibrio de cargas. Dicho hidroxilo como anión de equilibrio de cargas puede ser intercambiado fácilmente por el anión orgánico. Alternatively, the organic anion is added after the formation of the double stratified hydroxide, in which case the double stratified hydroxide mainly comprises hydroxyl as a charge balancing anion. Said hydroxyl as a charge balancing anion can be easily exchanged for the organic anion.
Dentro del contexto de la presente solicitud, la expresión "anión de equilibrio de cargas" hace referencia a aniones que compensan las deficiencias de carga electrostática de las hojas cristalinas del LDH. Dado que el LDH tiene típicamente una estructura estratificada, los aniones de equilibrio de cargas pueden estar situados en la capa intermedia, en el borde o en la superficie exterior de las capas de LDH apiladas. A tales aniones situados en la capa intermedia de las capas de LDH apiladas se hace referencia como iones de intercalación. Within the context of the present application, the term "charge balancing anion" refers to anions that compensate for electrostatic charge deficiencies of the crystalline sheets of LDH. Since the LDH typically has a stratified structure, the load balancing anions may be located in the intermediate layer, on the edge or on the outer surface of the stacked LDH layers. Such anions located in the intermediate layer of the stacked LDH layers are referred to as interleaving ions.
Un LDH u organoarcilla apilado(a) de este tipo puede estar también desestratificado o exfoliado, v.g. en una matriz de polímero. Dentro del contexto de la presente memoria descriptiva, el término "desestratificación" se define como una reducción del grado de apilamiento medio de las partículas del LDH por desestratificación al menos parcial de la estructura del LDH, produciéndose con ello un material que contiene significativamente un número significativamente mayor de hojas individuales de LDH por unidad de volumen. El término "exfoliación" se define como desestratificación completa, es decir, desaparición de la periodicidad en la dirección perpendicular a las hojas de LDH, conduciendo a una dispersión aleatoria de capas individuales en un medio, sin que quede por tanto orden de apilamiento alguno en absoluto. An LDH or stacked organo-clay of this type may also be de-stratified or exfoliated, e.g. in a polymer matrix. Within the context of the present specification, the term "de-stratification" is defined as a reduction in the degree of average stacking of the LDH particles by at least partial de-stratification of the LDH structure, thereby producing a material that significantly contains a number. significantly higher than individual LDH sheets per unit volume. The term "exfoliation" is defined as complete de-stratification, that is, the disappearance of the periodicity in the direction perpendicular to the LDH sheets, leading to a random dispersion of individual layers in a medium, without any stacking order remaining in absolute.
El hinchamiento o expansión de los LDHs, denominado también intercalación de los LDHs, puede observarse con difracción de rayos X (XRD), dado que la posición de las reflexiones basales - es decir las reflexiones d(001) - es indicativa de la distancia entre las capas, distancia que aumenta con la intercalación. The swelling or expansion of LDHs, also called interleaving of LDHs, can be observed with X-ray diffraction (XRD), since the position of the basal reflections - that is, the reflections d (001) - is indicative of the distance between the layers, distance that increases with the interleaving.
La reducción del grado de apilamiento medio puede observarse como un ensanchamiento, hasta desaparición, de las reflexiones XRD o por una asimetría creciente de las reflexiones basales (001). The reduction of the average stacking degree can be observed as a widening, until disappearance, of the XRD reflections or by an increasing asymmetry of the basal reflections (001).
La caracterización de la desestratificación completa, es decir exfoliación, sigue siendo un desafío analítico, pero puede deducirse en general por la desaparición completa de reflexiones distintas de (hk0) del LDH original. The characterization of complete de-stratification, that is, exfoliation, remains an analytical challenge, but can be deduced in general by the complete disappearance of reflections other than (hk0) from the original LDH.
El ordenamiento de las capas y, por ende, el grado de desestratificación, puede visualizarse ulteriormente con microscopia electrónica de transmisión (TEM). The ordering of the layers and, therefore, the degree of de-stratification can be visualized further with transmission electron microscopy (TEM).
El LDH de la invención puede ser cualquier LDH conocido por los expertos en la técnica. Típicamente, estos LDHs son LDHs minerales que son susceptibles de expansión o hinchamiento. Tales LDHs tienen una estructura estratificada que comprende hojas cristalinas cargadas (a la que se hace referencia también como capas de LDH individuales) con aniones de equilibrio de cargas intercalados entre ellas. Los términos "expansión" e "hinchamiento" dentro del contexto de la presente solicitud se refieren a un aumento en la distancia entre las hojas cristalinas cargadas. Los LDHs expansibles pueden hincharse en disolventes adecuados, v.g. agua, y pueden expandirse y modificarse ulteriormente por intercambio de los iones de equilibrio de cargas con otros iones (orgánicos) de equilibrio de cargas, modificación que se conoce también en la técnica como intercalación. The LDH of the invention can be any LDH known to those skilled in the art. Typically, these LDHs are mineral LDHs that are susceptible to expansion or swelling. Such LDHs have a stratified structure comprising charged crystalline sheets (referred to also as individual LDH layers) with equilibrium anions of intercalated charges between them. The terms "expansion" and "swelling" within the context of the present application refer to an increase in the distance between the charged crystalline sheets. Expandable LDHs can swell in suitable solvents, e.g. water, and can be further expanded and modified by exchanging charge balancing ions with other (organic) charge balancing ions, a modification that is also known in the art as intercalation.
Los hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente de la invención tienen una estructura estratificada que corresponde a la fórmula general: The organically modified double stratified hydroxides of the invention have a stratified structure corresponding to the general formula:
en donde M2+ es un ión metálico divalente tal como Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+, y Mg2+, M3+ es un ión metálico trivalente tal como Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+, y Ga3+, teniendo m y n un valor tal que m/n = 1 a 10, y b tiene un valor comprendido en el intervalo de 0 a 10. X es un anión orgánico de equilibrio de cargas que tiene al menos 8 átomos de carbono, o cualquier otro anión conocido por los expertos en la técnica, con tal que al menos una parte de los iones de intercalación sea el anión orgánico que tiene al menos 8 átomos de carbono. wherein M2 + is a divalent metal ion such as Zn2 +, Mn2 +, Ni2 +, Co2 +, Fe2 +, Cu2 +, Sn2 +, Ba2 +, Ca2 +, and Mg2 +, M3 + is a trivalent metal ion such as Al3 +, Cr3 +, Fe3 +, Co3 +, Mn3 +, Ni3 + , Ce3 +, and Ga3 +, having m and a value such that m / n = 1 to 10, and b has a value in the range of 0 to 10. X is an organic charge equilibrium anion that has at least 8 carbon atoms , or any other anion known to those skilled in the art, provided that at least a portion of the intercalation ions is the organic anion having at least 8 carbon atoms.
Ejemplos de otros aniones conocidos en la técnica incluyen hidróxido, carbonato, bicarbonato, nitrato, cloruro, bromuro, sulfonato, sulfato, bisulfato, vanadatos, wolframatos, boratos, fosfatos, aniones formadores de pilares tales como HVO4-, V2O74-, HV2O124-, V3O93-, V10O286-, Mo7O246-, PW12O403-, B(OH)4-, B4O5(OH)42-, [B3O3(OH)4]-, [B3O3(OH)5]2-, HBO42-, HGaO32-, CrO42-, e iones Keggin. Examples of other anions known in the art include hydroxide, carbonate, bicarbonate, nitrate, chloride, bromide, sulphonate, sulfate, bisulfate, vanadates, tungstates, borates, phosphates, pillar forming anions such as HVO4-, V2O74-, HV2O124-, V3O93-, V10O286-, Mo7O246-, PW12O403-, B (OH) 4-, B4O5 (OH) 42-, [B3O3 (OH) 4] -, [B3O3 (OH) 5] 2-, HBO42-, HGaO32- , CrO42-, and Keggin ions.
El LDH de la invención incluye hidrotalcita y LDHs aniónicos semejantes a hidrotalcita. Ejemplos de tales LDHs son hidrotalcita y materiales semejantes a hidrotalcita, meixnerita, manasseíta, piroaurita, sjögrenita, stichtita, barberonita, takovita, reevesita, y desautelsita. Un LDH preferido es hidrotalcita, que es un LDH que tiene una estructura estratificada correspondiente a la fórmula general: The LDH of the invention includes hydrotalcite and anionic LDHs similar to hydrotalcite. Examples of such LDHs are hydrotalcite and materials similar to hydrotalcite, meixnerite, manasseite, pyroaurite, sjögrenite, stichtite, barberonite, takovite, reevesite, and deutelsite. A preferred LDH is hydrotalcite, which is an LDH that has a stratified structure corresponding to the general formula:
en donde m y n tienen un valor tal que m/n = 1 a 10, preferiblemente 1 a 6, y b tiene un valor en el intervalo de 0 a 10, generalmente un valor de 2 a 6, y a menudo un valor de aproximadamente 4. X es un ión de equilibrio de cargas como se ha definido anteriormente. wherein m and n have a value such that m / n = 1 to 10, preferably 1 to 6, and b has a value in the range of 0 to 10, generally a value of 2 to 6, and often a value of approximately 4. X It is a charge balancing ion as defined above.
Se prefiere que m/n tenga un valor de 2 a 4, más particularmente un valor próximo a 3. It is preferred that m / n have a value of 2 to 4, more particularly a value close to 3.
El LDH puede encontrarse en cualquier forma cristalina conocida en la técnica, tal como se describe por Cavani et al. (CatalysisToday, 11 (1991), pp. 173-301) o por Bookin et al. (LDHs and LDH Minerals, (1993), vol. 41(5), pp. 558564). Si el LDH es una hidrotalcita, la hidrotalcita puede ser un politipo que tenga apilamiento 3H1, 3H2, 3R1 o 3R2, por ejemplo. LDH can be found in any crystalline form known in the art, as described by Cavani et al. (CatalysisToday, 11 (1991), pp. 173-301) or by Bookin et al. (LDHs and LDH Minerals, (1993), vol. 41 (5), pp. 558564). If the LDH is a hydrotalcite, the hydrotalcite can be a polytype that has 3H1, 3H2, 3R1 or 3R2 stacking, for example.
El anión orgánico utilizado en el proceso de la invención puede ser cualquier anión orgánico que después de la intercalación proporcione un hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente de acuerdo con la invención. El anión orgánico que puede utilizarse convenientemente en el proceso puede derivarse de una sal o un ácido del anión orgánico. El uso de un anión orgánico derivado de sal tal como una sal de metal alcalino de estearato puede ser ventajoso debido a su mayor solubilidad en el disolvente comparado con el anión orgánico correspondiente derivado de ácido. Alternativamente, el uso de un anión orgánico derivado de ácido puede ser ventajoso dado que no se introducirán iones salinos en la corriente residual, por lo que la corriente residual no necesita tratamientos adicionales para eliminar los iones salinos, haciendo el proceso más económico y más sencillo. The organic anion used in the process of the invention can be any organic anion that after intercalation provides an organically modified double stratified hydroxide according to the invention. The organic anion that can be conveniently used in the process can be derived from a salt or an acid from the organic anion. The use of a salt-derived organic anion such as an alkali metal stearate salt may be advantageous due to its greater solubility in the solvent compared to the corresponding acid-derived organic anion. Alternatively, the use of an organic acid-derived anion can be advantageous since saline ions will not be introduced into the residual stream, so the residual stream does not need additional treatments to remove the salt ions, making the process more economical and easier. .
El anión orgánico adecuado en el proceso de la invención comprende 8 o más átomos de carbono, con la salvedad de que el único anión orgánico presente como anión de equilibrio de cargas no es tereftalato. Tales aniones orgánicos que tienen al menos 8 átomos de carbono incluyen mono-, di- o policarboxilatos, sulfonatos, fosfonatos, y sulfatos. Preferiblemente, el anión orgánico comprende al menos 10 átomos de carbono, más preferiblemente al menos 12 átomos de carbono, y el anión orgánico comprende como máximo 1000 átomos de carbono, preferiblemente como máximo 500 átomos de carbono, más preferiblemente como máximo 100 átomos de carbono, aún más preferiblemente como máximo 50 átomos de carbono, y muy preferiblemente como máximo 20 átomos de carbono. Se contempla utilizar 2 o más aniones orgánicos, al menos uno de los cuales tiene como mínimo 8 átomos de carbono, y el LDH resultante tiene una distancia interlaminar de al menos 1,5 nm; uno de los otros aniones orgánicos puede tener por tanto menos de 8 átomos de carbono. The suitable organic anion in the process of the invention comprises 8 or more carbon atoms, with the proviso that the only organic anion present as a charge balancing anion is not terephthalate. Such organic anions having at least 8 carbon atoms include mono-, di- or polycarboxylates, sulfonates, phosphonates, and sulfates. Preferably, the organic anion comprises at least 10 carbon atoms, more preferably at least 12 carbon atoms, and the organic anion comprises a maximum of 1000 carbon atoms, preferably a maximum of 500 carbon atoms, more preferably a maximum of 100 carbon atoms , even more preferably at most 50 carbon atoms, and most preferably at most 20 carbon atoms. It is contemplated to use 2 or more organic anions, at least one of which has at least 8 carbon atoms, and the resulting LDH has an interlaminar distance of at least 1.5 nm; one of the other organic anions can therefore have less than 8 carbon atoms.
Los LDHs modificados orgánicamente que comprenden un solo anión orgánico de equilibrio de cargas seleccionado del grupo constituido por acetato, succinato, benzoato, y tereftalato son menos preferidos, dado que tienen una distancia interlaminar menor que 1,5 nm y por regla general no se exfolian o desestratifican fácilmente en matrices de polímero, lo que hace que estos LDHs modificados sean menos adecuados para uso en materiales nanocompuestos o composiciones de recubrimiento, por ejemplo. Ejemplos de tales LDHs modificados orgánicamente se dan en US 5.728.366. Adicionalmente, es también menos preferido que esté presente ácido desoxicólico como el único anión orgánico, dado que es demasiado caro. Además, el ácido desoxicólico contiene dos grupos hidroxilo, lo cual puede hacer muy difícil o incluso imposible la exfoliación o desestratificación en una matriz de polímero. Se cree que esto está causado por una especie de comportamiento formador de pilares debido a interacción entre dos o más aniones de ácido desoxicólico intercalados o debido a la interacción de un solo anión de ácido desoxicólico con dos laminillas de arcilla diferentes. En una realización de la presente invención, se desea que el ácido desoxicólico no se utilice como anión de equilibrio de cargas. Organically modified LDHs comprising a single organic charge-balancing anion selected from the group consisting of acetate, succinate, benzoate, and terephthalate are less preferred, since they have an interlaminar distance less than 1.5 nm and as a rule do not exfoliate or easily de-stratify in polymer matrices, which makes these modified LDHs less suitable for use in nanocomposite materials or coating compositions, for example. Examples of such organically modified LDHs are given in US 5,728,366. Additionally, it is also less preferred that deoxycholic acid is present as the only organic anion, since it is too expensive. In addition, deoxycholic acid contains two hydroxyl groups, which can make exfoliation or de-stratification in a polymer matrix very difficult or even impossible. It is believed that this is caused by a kind of pillar forming behavior due to interaction between two or more interspersed deoxycholic acid anions or due to the interaction of a single deoxycholic acid anion with two different clay lamellae. In an embodiment of the present invention, it is desired that the deoxycholic acid not be used as a charge balancing anion.
Adicionalmente, se contempla que el anión orgánico de equilibrio de cargas comprenda uno o más grupos funcionales tales como hidroxilo, amina, ácido carboxílico, y vinilo. Si se utilizan tales LDHs modificados orgánicamente en matrices de polímero, estos grupos funcionales pueden interaccionar o reaccionar con el polímero. Additionally, it is contemplated that the organic charge-balancing anion comprises one or more functional groups such as hydroxyl, amine, carboxylic acid, and vinyl. If such organically modified LDHs are used in polymer matrices, these functional groups can interact or react with the polymer.
Ejemplos adecuados de aniones orgánicos de la invención son ácidos monocarboxílicos tales como ácidos grasos e iones basados en resina de trementina. Suitable examples of organic anions of the invention are monocarboxylic acids such as fatty acids and ions based on turpentine resin.
En una realización, el anión orgánico es un ácido graso o una sal del mismo que tiene de 8 a 22 átomos de carbono. Un ácido graso de este tipo puede ser un ácido graso saturado o insaturado. Ejemplos adecuados de tales ácidos grasos son ácido caprílico, ácido cáprico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido decenoico, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolénico, y mixturas de los mismos. In one embodiment, the organic anion is a fatty acid or a salt thereof having 8 to 22 carbon atoms. A fatty acid of this type can be a saturated or unsaturated fatty acid. Suitable examples of such fatty acids are caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, decenoic acid, palmitoleic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and mixtures thereof.
En otra realización de la presente invención, el anión orgánico es resina de trementina o una sal de la misma. La resina de trementina se deriva de fuentes naturales, está disponible fácilmente, y es relativamente económica comparada con los aniones orgánicos sintéticos. Ejemplos típicos de fuentes naturales de resina de trementina son resina de trementina de goma, resina de trementina de madera, y resina de trementina de taloil. La resina de trementina es comúnmente una suspensión de una gran diversidad de isómeros diferentes de ácidos resínicos tricíclicos monocarboxílicos que contienen usualmente del orden de 20 átomos de carbono. Las estructuras tricíclicas de los diversos ácidos resínicos difieren principalmente en la posición de los enlaces dobles. Típicamente, la resina de trementina es una suspensión de sustancias que comprenden ácido levopimárico, ácido neoabiético, ácido palústrico, ácido abiético, ácido deshidroabiético, ácido seco-deshidroabiético, ácido tetrahidroabiético, ácido dihidroabiético, ácido pimárico, y ácido isopimárico. La resina de trementina derivada de fuentes naturales incluye también resinas, es decir suspensiones de resina de trementina, modificadas particularmente por polimerización, isomerización, desproporcionación, hidrogenación, y reacciones Diels-Alder con ácido acrílico, anhídridos, y ésteres de ácido acrílico. Los productos obtenidos por estos procesos se conocen como resinas de trementina modificadas. La resina de trementina natural puede alterarse también químicamente por cualquier proceso conocido en la técnica, tal como por ejemplo reacción del grupo carboxilo de la resina de trementina con óxidos metálicos, hidróxidos metálicos o sales para formar jabones o sales de resina de trementina (denominados resinatos). A dichas resina de trementinas alteradas químicamente se hace referencia como derivados de resina de trementina. In another embodiment of the present invention, the organic anion is turpentine resin or a salt thereof. Turpentine resin is derived from natural sources, is readily available, and is relatively inexpensive compared to synthetic organic anions. Typical examples of natural sources of turpentine resin are rubber turpentine resin, wood turpentine resin, and taloil turpentine resin. Turpentine resin is commonly a suspension of a wide variety of different isomers of monocarboxylic tricyclic resin acids usually containing the order of 20 carbon atoms. The tricyclic structures of the various resin acids differ mainly in the position of the double bonds. Typically, turpentine resin is a suspension of substances comprising levopyamic acid, neoabiotic acid, palussic acid, abietic acid, dehydroabietic acid, dry-dehydroabietic acid, tetrahydroabietic acid, dihydroabietic acid, pimaric acid, and isopimaric acid. Turpentine resin derived from natural sources also includes resins, i.e. suspensions of turpentine resin, particularly modified by polymerization, isomerization, disproportionation, hydrogenation, and Diels-Alder reactions with acrylic acid, anhydrides, and acrylic acid esters. The products obtained by these processes are known as modified turpentine resins. The natural turpentine resin can also be chemically altered by any process known in the art, such as for example the reaction of the carboxyl group of the turpentine resin with metal oxides, metal hydroxides or salts to form soaps or salts of turpentine resin (called resinates ). Said chemically altered turpentine resin is referred to as turpentine resin derivatives.
Dicha resina de trementina puede modificarse o alterarse químicamente por introducción de un grupo orgánico, un grupo aniónico o un grupo catiónico. El grupo orgánico puede ser un hidrocarburo alifático o aromático sustituido o insustituido que tenga de 1 a 40 átomos de carbono. El grupo aniónico puede ser cualquier grupo aniónico conocido por los expertos en la técnica, tal como un carboxilato o un sulfonato. Said turpentine resin can be modified or chemically altered by introduction of an organic group, an anionic group or a cationic group. The organic group may be a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic hydrocarbon having 1 to 40 carbon atoms. The anionic group can be any anionic group known to those skilled in the art, such as a carboxylate or a sulphonate.
Detalles adicionales de estos materiales basados en resina de trementina pueden obtenerse de D.F. Zinkel y J. Russell, en Naval Stores, Production-Chemistry-Utilization, 1989, Nueva York, Sección II, Capítulo 9) y J.B. Class ("Resins, Natural", Capítulo 1: "Rosin and Modified Rosins", Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, fecha de registro en línea 4 de diciembre de 2000). Se contempla también la utilización de LDHs de la invención que comprenden uno o más aniones orgánicos. En una realización, los aniones de intercalación son una mixtura de ácido graso y resina de trementina. Additional details of these turpentine resin-based materials can be obtained from D.F. Zinkel and J. Russell, in Naval Stores, Production-Chemistry-Utilization, 1989, New York, Section II, Chapter 9) and J.B. Class ("Resins, Natural", Chapter 1: "Rosin and Modified Rosins", Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, online registration date December 4, 2000). The use of LDHs of the invention comprising one or more organic anions is also contemplated. In one embodiment, the intercalation anions are a mixture of fatty acid and turpentine resin.
Por regla general, al menos 10% de la cantidad total de iones de intercalación en los tipos de LDH de acuerdo con la invención es un anión orgánico, preferiblemente al menos 30%, más preferiblemente al menos 60%, y muy preferiblemente al menos 90% de la cantidad total de iones de intercalación es un anión orgánico. En una realización preferida, al menos 10% de la cantidad total de aniones de intercalación es un anión derivado de ácido graso o un anión basado en resina de trementina o una suspensión de ambos aniones, preferiblemente al menos 30%, más preferiblemente al menos 60%, y muy preferiblemente al menos 90% de la cantidad total de iones de intercalación es un anión derivado de ácido graso o un anión basado en resina de trementina o una mixtura de ambos aniones. As a general rule, at least 10% of the total amount of intercalation ions in the types of LDH according to the invention is an organic anion, preferably at least 30%, more preferably at least 60%, and most preferably at least 90 % of the total amount of intercalation ions is an organic anion. In a preferred embodiment, at least 10% of the total amount of intercalation anions is an anion derived from fatty acid or an anion based on turpentine resin or a suspension of both anions, preferably at least 30%, more preferably at least 60 %, and most preferably at least 90% of the total amount of intercalation ions is an anion derived from fatty acid or an anion based on turpentine resin or a mixture of both anions.
La presente invención se ilustra adicionalmente en los ejemplos que siguen. The present invention is further illustrated in the following examples.
EJEMPLOS EXAMPLES
Ejemplo 1 Example 1
Se utilizó un ácido graso disponible comercialmente, tal como se recibió. El Kortacid® PH05, una mezcla de ácido palmítico y esteárico, fue suministrado por Oleochemicals GmbH, una compañía de Akzo Nobel Chemicals. A commercially available fatty acid was used, as received. Kortacid® PH05, a mixture of palmitic and stearic acid, was supplied by Oleochemicals GmbH, a company of Akzo Nobel Chemicals.
Se mezclaron 50 gramos de óxido de magnesio (Zolitho® 40 de Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) y 39 gramos trihidróxido de aluminio (Alumill F-515) en 648 gramos de agua desmineralizada y se molieron hasta un tamaño medio de partícula (d50) de 2,5 !m. La pasta se alimentó a un autoclave calentado por aceite, equipado con un agitador de alta velocidad y calentado a 80ºC. Se añadieron luego al autoclave 102 gramos de Kortacid® PH05 durante un periodo de 15 minutos. Antes de la adición, la mezcla de ácidos grasos se calentó a 80ºC. Después de la adición del ácido, el autoclave se cerró y se calentó a 170ºC y se mantuvo en dichas condiciones durante una hora. A continuación se enfrió el autoclave a aproximadamente 40ºC y se separó la pasta resultante. La pasta se centrifugó luego a 2000 rpm durante aproximadamente 10 minutos. El líquido se decantó y los sólidos se secaron a vacío en un horno durante una noche a 80ºC. 50 grams of magnesium oxide (Zolitho® 40 from Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) and 39 grams of aluminum trihydroxide (Alumill F-515) were mixed in 648 grams of demineralized water and ground to an average particle size (d50) of 2.5 µm. The paste was fed to an oil-heated autoclave, equipped with a high speed stirrer and heated to 80 ° C. 102 grams of Kortacid® PH05 were then added to the autoclave over a period of 15 minutes. Before the addition, the fatty acid mixture was heated to 80 ° C. After the addition of the acid, the autoclave was closed and heated to 170 ° C and maintained under these conditions for one hour. The autoclave was then cooled to approximately 40 ° C and the resulting paste was separated. The paste was then centrifuged at 2000 rpm for approximately 10 minutes. The liquid was decanted and the solids dried under vacuum in an oven overnight at 80 ° C.
La arcilla resultante semejante a hidrotalcita que comprendía la mezcla de ácidos grasos se realizó con difracción de rayos X para determinar el espaciamiento inter-galerías o espaciamiento d. El patrón XRD de la arcilla semejante a hidrotalcita tal como se preparó anteriormente exhibe reflexiones menores afines a hidrotalcita de tipo distinto a (hk0), lo que indica la intercalación de la arcilla aniónica. El material intercalado exhibe un valor característico d (001)de 29 A. The resulting hydrotalcite-like clay that comprised the fatty acid mixture was made with X-ray diffraction to determine inter-gallery spacing or spacing d. The XRD pattern of the hydrotalcite-like clay as prepared above exhibits minor reflections related to hydrotalcite of a type other than (hk0), indicating the intercalation of the anionic clay. The interleaved material exhibits a characteristic value d (001) of 29 A.
Ejemplo 2 Example 2
Se produjo una resina de trementina estabilizada en el laboratorio de los autores de la invención por fusión de resina de trementina china y calentamiento de la misma a 235ºC. Durante la fusión, se añadió 3,5% de Vultac®-2 (Arkema Inc.) en peso referido a resina de trementina. La resina de trementina fundida se agitó a 235ºC durante 15 horas, después de lo cual se enfrió la resina y estaba lista para su utilización. A stabilized turpentine resin was produced in the laboratory of the inventors by melting Chinese turpentine resin and heating it at 235 ° C. During melting, 3.5% of Vultac®-2 (Arkema Inc.) by weight based on turpentine resin was added. The molten turpentine resin was stirred at 235 ° C for 15 hours, after which the resin was cooled and was ready for use.
Se mezclaron 50 gramos de óxido de magnesio (Zolitho® 40, de Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) y 39 gramos de trihidróxido de aluminio (Alumill F505) en 648 gramos de agua desmineralizada y se molieron a un tamaño medio de partícula (d50) de 2,5 !m. Se alimentó la pasta a un autoclave calentado con aceite, equipado con un agitador de alta velocidad y, después del cierre del mismo, se calentó a 120ºC. Se añadieron luego al autoclave 115 gramos de resina de trementina estabilizada como se ha mencionado anteriormente durante un periodo de 30 minutos. Antes de la adición, se calentó también la mezcla de resina de trementina a 120ºC. Después de la adición de ácido, se calentó el autoclave a 170ºC y se mantuvo en dichas condiciones durante una hora. Se enfrió luego el autoclave a aproximadamente 40ºC y se separó la pasta resultante. La pasta se centrifugó luego a 2000 rpm durante aproximadamente 10 minutos. Se decantó el líquido y los sólidos se secaron a vacío en un horno durante una noche a 80ºC. 50 grams of magnesium oxide (Zolitho® 40, from Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) and 39 grams of aluminum trihydroxide (Alumill F505) were mixed in 648 grams of demineralized water and ground to an average particle size (d50) of 2.5 µm. The paste was fed to an oil-heated autoclave, equipped with a high speed stirrer and, after closing it, heated to 120 ° C. 115 grams of stabilized turpentine resin were then added to the autoclave as mentioned above over a period of 30 minutes. Before the addition, the turpentine resin mixture was also heated to 120 ° C. After the acid addition, the autoclave was heated to 170 ° C and maintained under these conditions for one hour. The autoclave was then cooled to approximately 40 ° C and the resulting paste was separated. The paste was then centrifuged at 2000 rpm for approximately 10 minutes. The liquid was decanted and the solids dried under vacuum in an oven overnight at 80 ° C.
La arcilla resultante semejante a hidrotalcita que comprendía la mezcla de ácidos grasos se analizó por difracción de rayos X para determinar el espaciamiento inter-galerías o espaciamiento d. El patrón XRD de la arcilla semejante a hidrotalcita preparada anteriormente muestra reflexiones menores distintas de (hk0) afines a la hidrotalcita, lo que indica la intercalación de la arcilla aniónica. El material intercalado exhibe un valor característico d (001) de 23 A. The resulting hydrotalcite-like clay comprising the mixture of fatty acids was analyzed by X-ray diffraction to determine inter-gallery spacing or spacing d. The XRD pattern of the hydrotalcite-like clay prepared above shows minor reflections other than (hk0) related to the hydrotalcite, indicating the intercalation of the anionic clay. The interleaved material exhibits a characteristic value d (001) of 23 A.
Ejemplo 3 Example 3
Se mezclaron 252 gramos de óxido de magnesio (Zolitho® 40, de Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) y 240 gramos de trihidróxido de aluminio (Alumill F505) se mezclaron en 3.513 gramos de agua desmineralizada y se molieron hasta un tamaño medio de partícula (d50) de 2,4 !m. Parte de esta pasta (704 gramos) se alimentó a un reactor de vidrio equipado con agitador, corriente de nitrógeno, y refrigerante de reflujo. La pasta se calentó a 90ºC. Se añadieron luego 147 gramos de Kortacid PH05 fundido (T = 90ºC) al reactor de vidrio durante un periodo de 90 minutos. La mixtura de reacción se mantuvo a 90ºC durante 19 horas más y se enfrió después por debajo de 50ºC. La pasta resultante se centrifugó luego a 2000 rpm durante aproximadamente 10 minutos. Se decantó el líquido y los sólidos se secaron a vacío en un horno calentado a 80ºC. 252 grams of magnesium oxide (Zolitho® 40, from Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) and 240 grams of aluminum trihydroxide (Alumill F505) were mixed in 3,513 grams of demineralized water and ground to an average particle size (d50 ) of 2.4 µm. Part of this paste (704 grams) was fed to a glass reactor equipped with stirrer, nitrogen stream, and reflux refrigerant. The paste was heated to 90 ° C. Then 147 grams of molten Kortacid PH05 (T = 90 ° C) was added to the glass reactor over a period of 90 minutes. The reaction mixture was maintained at 90 ° C for a further 19 hours and then cooled below 50 ° C. The resulting paste was then centrifuged at 2000 rpm for approximately 10 minutes. The liquid was decanted and the solids dried under vacuum in an oven heated to 80 ° C.
La arcilla resultante semejante a hidrotalcita que comprendía la mezcla de ácidos grasos se analizó por difracción de rayos X para determinar el espaciamiento inter-galerías o espaciamiento d. El patrón XRD de la arcilla semejante a hidrotalcita preparada anteriormente muestra reflexiones menores afines a la hidrotalcita distintas de (hk0), que indican la intercalación de la arcilla aniónica. El material intercalado exhibe un valor característico d (001) de 28 A. The resulting hydrotalcite-like clay comprising the mixture of fatty acids was analyzed by X-ray diffraction to determine inter-gallery spacing or spacing d. The XRD pattern of the hydrotalcite-like clay prepared above shows minor reflections related to hydrotalcite other than (hk0), which indicate the intercalation of the anionic clay. The interleaved material exhibits a characteristic value d (001) of 28 A.
Claims (7)
- (a) (to)
- preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuente de iones metálicos trivalentes; preparing a precursor suspension comprising a source of divalent metal ions and a source of trivalent metal ions;
- (b) (b)
- someter a tratamiento solvotérmico la suspensión precursora para obtener el hidróxido doble estratificado, subject the precursor suspension to solvothermic treatment to obtain the double stratified hydroxide,
- (a) (to)
- preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuente de iones metálicos trivalentes; preparing a precursor suspension comprising a source of divalent metal ions and a source of trivalent metal ions;
- (b) (b)
- someter a tratamiento térmico la suspensión precursora para obtener el hidróxido doble estratificado, heat the precursor suspension to obtain the double stratified hydroxide,
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