BRPI0619473A2 - process for the preparation of organically modified double layered hydroxide - Google Patents
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Abstract
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE HIDRÓXIDO DUPLO EM CAMADA MODIFI- CADO ORGANICAMENTE".Patent Descriptive Report for "PROCESS FOR PREPARATION OF DOUBLE HYDROXIDE IN ORGANICALLY MODIFIED LAYER".
A presente invenção refere-se a um processo de preparação de hidróxido duplo em camada modificado organicamente.The present invention relates to an organically modified double layer hydroxide preparation process.
Tais processos são conhecidos na técnica.Such processes are known in the art.
A Patente WO 99/35185 descreve um processo de preparação de hidróxido duplo em camada modificado organicamente (LDHs) onde o ânion orgânico é introduzido no LDH através de troca iônica. A troca iônica é realizada suspendendo o LDH em água, após o que o pH da suspensão é reduzido a um valor menor do que 4. Depois os ânions orgânicos são acres- centados à suspensão e o pH é ajustado a um valor em excesso igual a 8. Este processo é bastante complexo e geralmente produz um fluxo de resí- duos contendo sal.WO 99/35185 describes a process of preparing organically modified double layer hydroxide (LDHs) wherein the organic anion is introduced into the LDH by ion exchange. Ion exchange is performed by suspending the LDH in water, after which the pH of the suspension is reduced to less than 4. Then the organic anions are added to the suspension and the pH is adjusted to an excess value of 8. This process is quite complex and usually produces a stream of salt-containing waste.
A Patente WO 00/09599 descreve a preparação de um LDH compreendendo ânions orgânicos como ânions intercalados. Esses LDHs modificados podem ser preparados por vários modos, com o uso que é feito dos sais de íons metálicos divalentes e trivalentes, tal como os sais de clore- to de magnésio e alumínio ou aluminato e sódio. Os processos descritos na Patente WO 00/09599 necessitam de sais que terminarão pelo menos parci- almente no fluxo de resíduos, o que é indesejável. É, além disso, observado que os sais usados nesses processos são relativamente dispendiosos.WO 00/09599 describes the preparation of an LDH comprising organic anions as intercalated anions. Such modified LDHs can be prepared in a variety of ways, using divalent and trivalent metal ion salts such as magnesium aluminum chloride or sodium aluminate salts. The processes described in WO 00/09599 require salts that will terminate at least in part in the waste stream, which is undesirable. It is furthermore observed that the salts used in these processes are relatively expensive.
Ao todo, a economia dos processos acima descritos mostra uma necessidade por processos que sejam mais atraentes economicamente e causem menos danos ao ambiente.In all, the economics of the processes described above show a need for processes that are more economically attractive and cause less damage to the environment.
É, por isso, um objetivo de acordo com a presente invenção for- necer um processo mais simples e mais de acordo com o meio-ambiente para preparar o hidróxido duplo em camadas modificado organicamente.It is therefore an object according to the present invention to provide a simpler and more environmentally friendly process for preparing organically modified double layer hydroxide.
Este objetivo é realizado com um processo para preparar um hi- dróxido duplo em camadas modificado organicamente tendo uma distância de 1,5 nm entre as camadas individuais do hidróxido duplo com camadas mencionado e compreendendo um ânion orgânico agindo como ânion de equilibro de carga, o processo compreendendo as etapas de:This objective is accomplished with a process for preparing an organically modified layered double hydroxide having a distance of 1.5 nm between the individual layers of the mentioned layered double hydroxide and comprising an organic anion acting as a charge balancing anion, process comprising the steps of:
(a) preparação de uma suspensão de precursor compreendendo uma fonte de íon metálico divalente e uma fonte de íon metálico trivalente;(a) preparing a precursor suspension comprising a divalent metal ion source and a trivalent metal ion source;
(b) tratar solvotermicamente a suspensão de precursor para ob- ter o hidróxido duplo em camadas;(b) solvothermally treating the precursor suspension to obtain the double layered hydroxide;
em que um ânion orgânico é acrescentado antes ou durante a formação do hidróxido duplo em camadas da etapa (b), ou depois da forma- ção do hidróxido duplo em camadas, para obter o hidróxido duplo em cama- das modificado organicamente, com a condição de que o ácido deocoxicóli- co não seja o único ânion orgânico.wherein an organic anion is added before or during the formation of the layered double hydroxide of step (b), or after the formation of the layered double hydroxide to obtain the organically modified layered double hydroxide, with the proviso that deocoxycholic acid is not the only organic anion.
Este objetivo também é realizado com um processo para prepa- rar um hidróxido duplo em camadas modificado organicamente tendo uma distância entre as camadas individuais do hidróxido duplo em camadas de 1,5 nm acima mencionada e compreende um ânion orgânico como ânion de equilibro de carga, o processo compreendendo as etapas de :This objective is also accomplished with a process for preparing an organically modified layered double hydroxide having a distance between the individual layers of the aforementioned 1.5 nm layered double hydroxide and comprises an organic anion as a charge balancing anion, the process comprising the steps of:
(a) preparação de uma suspensão de precursor compreendendo uma fonte de íon metálico divalente e uma fonte de íon metálico trivalente;(a) preparing a precursor suspension comprising a divalent metal ion source and a trivalent metal ion source;
(b) tratamento térmico da suspensão de precursor para obter o hidróxido duplo em camadas,(b) heat treating the precursor suspension to obtain the layered double hydroxide,
em que um ânion orgânico é acrescentado antes ou durante a formação do hidróxido duplo em camadas da etapa (b), ou depois da forma- ção do hidróxido duplo em camadas, para obter o hidróxido duplo em cama- das modificado organicamente, com a condição de que na etapa (a) a fonte de íon metálico trivalente não reaja com o ânion orgânico em uma tempera- tura de entre 60 -C e 85 0C durante um período de 4 horas a 8 horas antes da adição da fonte de íon metálico divalente e a etapa (b) seja posteriormen- te executada em uma temperatura de 90 gC a 95 °C, durante um período de 4 horas a 8 horas.wherein an organic anion is added before or during the formation of the layered double hydroxide of step (b), or after the formation of the layered double hydroxide to obtain the organically modified layered double hydroxide, with the proviso that in step (a) the trivalent metal ion source does not react with the organic anion at a temperature of 60 to 85 ° C for a period of 4 hours to 8 hours prior to the addition of the divalent metal ion source. and step (b) is subsequently performed at a temperature of 90 ° C to 95 ° C over a period of 4 hours to 8 hours.
A fonte de íon metálico divalente e a fonte de íon metálico triva- lente usadas nos processos de acordo com a presente invenção não são os sais desses íons metálicos, especialmente essas fontes não são os sais de cloreto e perclorato dos íons metálicos divalentes e trivalentes, ou se o íon metálico trivalente for o alumínio, não são os aluminatos. Nota-se que essas fontes podem se dissolver parcialmente no meio de suspensão.The divalent metal ion source and the tri-metal ion source used in the processes according to the present invention are not the salts of these metal ions, especially these sources are not the chloride and perchlorate salts of the divalent and trivalent metal ions, or if the trivalent metal ion is aluminum, it is not aluminates. Note that these sources may partially dissolve in the suspension medium.
As fontes de íons metálicos divalentes e trivalentes geralmente são o oxido ou o hidróxido dos íons metálicos divalentes ou trivalentes. Os exemplos de íons metálicos divalentes são Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+ e Mg2+. Os exemplos de íons metálicos trivalentes são Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+ e Ga3+. Também é contemplado o uso de três ou mais íons metálicos diferentes no hidróxido duplo em camadas pre- parado com o processo de acordo com a presente invenção. Desses íons metálicos a combinação de Mg2+ e/ou Zn2+ e Al3+ é preferida. Os exemplos de fontes adequadas de magnésio incluem o óxido de magnésio, o hidróxido de magnésio, hidroxicarbonato de magnésio, bicarbonato de magnésio, do- lomita e sepiolita. O óxido de magnésio é preferido. Uma combinação de duas ou mais fontes de magnésio também é contemplada. A fonte de alumí- nio tipicamente é um hidróxido ou um óxido de alumínio. Os exemplos de uma tal fonte de alumínio são o triidróxido de alumínio tal como a gibbsita e a bayerita, oxoidróxidos de alumínio tal como a boehmita, o diaspório ou a goetita e as aluminas de transição, que são conhecidas por uma pessoa ver- sada na técnica.The sources of divalent and trivalent metal ions are usually the oxide or hydroxide of 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 layered double hydroxide prepared with the process according to the present 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, doolomite and sepiolite. Magnesium oxide is preferred. A combination of two or more sources of magnesium is also contemplated. The aluminum source typically is an aluminum hydroxide or oxide. Examples of such an aluminum source are aluminum trihydroxide such as gibbsite and bayerite, aluminum oxo-oxides such as boehmite, diasporium or goetite and transition aluminas, which are known to one of ordinary skill in the art. technique.
O uso das fontes de íons metálicos divalentes e íons metálicos trivalentes acima mencionadas, no processo de acordo com a presente in- venção, fornece um processo que está mais de acordo com o meio- ambiente, tal como produzindo consideravelmente menos sal, se algum for produzido, presente no fluxo de resíduos resultante do processo. Além disso, as fontes de íons metálicos divalentes e trivalentes e especialmente as fon- tes de magnésio e de alumínio, geralmente são menos caros do que os sais correspondentes comumente usados na produção do hidróxido duplo em camadas. Além disso, o processo de acordo com a presente invenção ge- ralmente é mais simples, já que ou necessita de menos etapas e/ou não ne- cessita de um tratamento posterior do fluxo de resíduos. Além disso, esses processos podem ser realizados em um período de tempo muito mais curto, que por sua vez pode levar a uma taxa mais elevada de produção do hidró- xido duplo em camadas modificado organicamente em comparação com os processos convencionais.The use of the sources of divalent metal ions and trivalent metal ions mentioned above in the process according to the present invention provides a process that is more environmentally friendly, such as producing considerably less salt, if any. produced, present in the waste stream resulting from the process. In addition, sources of divalent and trivalent metal ions, and especially magnesium and aluminum sources, are generally less expensive than the corresponding salts commonly used in the production of double layered hydroxide. Furthermore, the process according to the present invention is generally simpler since it either requires fewer steps and / or does not require further treatment of the waste stream. In addition, these processes can be performed in a much shorter period of time, which in turn can lead to a higher rate of production of organically modified double layered hydroxide compared to conventional processes.
Em uma modalidade do processo de acordo com a presente in- venção a fonte de íons metálicos divalentes e/ou a fonte de íons metálicos trivalentes são ativadas antes que a suspensão compreendendo ambas as fontes seja térmica ou solvotermicamente tratada. O termo "ativado" se refe- re à ativação das fontes de íons metálicos divalentes e/ou trivalentes, au- mentando assim as suas reatividades no processo; tal ativação pode ser realizada, por exemplo, pela moagem seca ou úmida e/ou pelo tratamento ácido. Uma nova vantagem da ativação das fontes de íon metálicos é que elas apresentam significativamente menos impurezas, tais como a brucita ou a gibbsita, que são formadas durante o processo. A redução ou a ausência de tal impureza no produto obtido com o presente processo tem a vantagem adicional de que o uso desse produto em matrizes poliméricas pode levar a um material composto resultante que possui propriedades dinâmicas e/ou mecânicas melhoradas.In an embodiment of the process according to the present invention the divalent metal ion source and / or the trivalent metal ion source is activated before the suspension comprising both sources is thermally or solvothermally treated. The term "activated" refers to the activation of divalent and / or trivalent metal ion sources, thereby increasing their reactivity in the process; Such activation may be carried out, for example, by dry or wet grinding and / or acid treatment. A new advantage of activating metal ion sources is that they present significantly less impurities, such as brucite or gibbsite, which are formed during the process. The reduction or absence of such impurity in the product obtained with the present process has the additional advantage that the use of this product in polymeric matrices may lead to a resulting composite material having improved dynamic and / or mechanical properties.
O hidróxido duplo em camadas modificado organicamente, pre- parado com o processo de acordo com a presente invenção, tem uma dis- tância entre as camadas individuais de 1,5 nm tal como acima mencionado. Isto trás vantagens no uso desse hidróxido duplo em camadas modificado organicamente, por exemplo, se usado em matrizes poliméricas. Em matri- zes poliméricas (por exemplo, em materiais nanocompósitos ou composi- ções de revestimento) uma maior distância intercamada dá ao hidróxido du- plo em camadas de acordo com a presente invenção a característica de ser facilmente processável na matriz polimérica e isso também permite uma fácil separação em lâminas e/ou a esfoliação do hidróxido duplo em camadas, resultando em uma mistura do hidróxido duplo em camadas modificado com a matriz de polímero com propriedades físicas melhoradas. Preferivelmente, a distância entre as camadas em um LDH de acordo com a presente inven- ção é de pelo menos 1,5 nm, mais preferivelmente de pelo menos 1,6 nm, ainda mais preferivelmente de pelo menos 1,8 nm e bem mais preferivel- mente de pelo menos 2 nm. A distância entre as camadas individuais pode ser determinada usando Difração de Raios χ e Microscopia de Elétron de Transmissão (TEM)1 tal como esboçado abaixo.The organically modified double layer hydroxide prepared with the process according to the present invention has a distance between the individual layers of 1.5 nm as mentioned above. This has advantages in the use of such organically modified double layer hydroxide, for example if used in polymeric matrices. In polymeric matrices (for example, in nanocomposite materials or coating compositions) a greater interlayer distance gives the double layered hydroxide according to the present invention the characteristic of being easily processable in the polymeric matrix and this also allows easy lamination and / or exfoliation of the layered double hydroxide, resulting in a mixture of the modified layered double hydroxide with the polymer matrix with improved physical properties. Preferably, the distance between the layers in an LDH according to the present invention is at least 1.5 nm, more preferably at least 1.6 nm, even more preferably at least 1.8 nm and much more. preferably at least 2 nm. The distance between the individual layers can be determined using χ Ray Diffraction and Transmission Electron Microscopy (TEM) 1 as outlined below.
Em uma modalidade preferida da presente invenção, as fontes de íons metálicos divalentes e/ou trivalentes e especialmente o magnésio e/ou fontes de alumínio, são moídos ou ativados antes da etapa (b). Nos processos de acordo com a presente invenção as fontes de íons metálicos divalentes e/ou trivalentes geralmente têm um valor de d50 menor do que 20 μm e um valor de d90 menor do que 50 μm. Preferivelmente, o valor de d5o é menor do que 15 μm e o valor de dgo é menor do que 40 μm, mais preferi- velmente o valor de d5o é menor do que 10 u.m eo valor de dgo é menor do que 30 μm, ainda mais preferivelmente o valor de d5 é menor do que 8 μm e o valor de dgo é menor do que 20 μm e bem mais preferivelmente o valor de d5o é menor do que 6pmeo valor de dgo é menor do que 10 μm. A distribui- ção de tamanho de partícula pode ser determinada usando métodos conhe- cidos por uma pessoa versada na técnica, por exemplo, difração de raios laser conforme a DIN 13320. Essa etapa de moagem permite que a forma- ção do hidróxido duplo em camadas se proceda mais rapidamente. Ela, além disso, pode reduzir a quantidade de impurezas como a gibbsita ou a brucita se as fontes de íons metálicos divalentes e trivalentes forem fontes de magnésio e alumínio.In a preferred embodiment of the present invention, divalent and / or trivalent metal ion sources, and especially magnesium and / or aluminum sources, are ground or activated prior to step (b). In processes according to the present invention divalent and / or trivalent metal ion sources generally have a d50 value of less than 20 μm and a d90 value of less than 50 μm. Preferably, the value of d5o is less than 15 μm and the value of dgo is less than 40 μm, more preferably the value of d5o is less than 10 μm and the value of dgo is less than 30 μm, still more preferably the value of d5 is less than 8 μm and the value of dgo is less than 20 μm and much more preferably the value of d5o is less than 6p and the value of dgo is less than 10 μm. Particle size distribution can be determined using methods known to one of ordinary skill in the art, for example laser diffraction to DIN 13320. This milling step allows the formation of double hydroxide in layers. proceed faster. It can further 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.
No contexto do presente Pedido de Patente os termos "trata- mento térmico" e "termicamente" se refere ao tratamento da suspensão de precursor em uma temperatura de 30°C ao ponto de ebulição da suspensão de precursor na pressão atmosférica. Se o meio de suspensão for a água, a temperatura do tratamento térmico geralmente será de 30°C a 100°C, pre- ferivelmente de 40°C a 95°C e mais preferivelmente de 50°C a 90°C.In the context of this patent 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 suspending medium is water, the temperature of the heat treatment will generally be from 30 ° C to 100 ° C, preferably from 40 ° C to 95 ° C and more preferably from 50 ° C to 90 ° C.
Adicionalmente, os termos "tratamento solvotérmico" e "solvo- termicamente" se refere ao tratamento da suspensão de precursor em uma pressão acima da pressão atmosférica e uma temperatura que geralmente está acima do ponto de ebulição da suspensão de precursor na pressão at- mosférica. A pressão geralmente é de 0,1 MPa (1 bar) de 20 MPa (200 bar), preferivelmente de 0,2 MPa (2 bar) de 15 MPa (150 bar) e bem mais preferi- velmente de 0,3 MPa (3 bar) de 10 MPa (100 bar). Se o meio de suspensão for a água, a temperatura geralmente é 100 0C ou mais alta, preferivelmente de 100 0C a 300 °C, mais preferivelmente de 110 0C a 250 0C e bem mais preferivelmente de 120 0C a 200 °C.Additionally, the terms "solvothermal treatment" and "solvothermically" refer to treating the precursor suspension at a pressure above atmospheric pressure and a temperature that is generally above the boiling point of the precursor suspension at atmospheric pressure. The pressure is generally 0.1 MPa (1 bar) of 20 MPa (200 bar), preferably 0.2 MPa (2 bar) of 15 MPa (150 bar) and most preferably 0.3 MPa ( 3 bar) of 10 MPa (100 bar). If the suspending 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.
Os meios de suspensão adequados tanto para tratamentos tér- micos como para solvotérmico podem ser água, um solvente orgânico ou misturas dos mesmos. Os exemplos adequados de solventes orgânicos in- cluem álcools como metanol, etanol, 1-propanol e isopropanol e alcanos co- mo pentano, hexano e heptano e hidrocarbonetos aromáticos como benze- no, tolueno e xileno. Um solvente especialmente adequado dos processos de acordo com a presente invenção é a água.Suitable suspending media for both heat and solvothermal treatments may be water, an organic solvent or mixtures thereof. Suitable examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol and isopropanol and alkanes such as pentane, hexane and heptane and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene. An especially suitable solvent of the processes according to the present invention is water.
O processo de acordo com a presente invenção pode ser con- duzido na ausência de CO2 ou de qualquer carbonato na suspensão de pre- cursor, para se certificar de que nenhum carbonato é incorporado no hidróxi- do duplo em camadas como ânion de equilíbrio de carga. Esse procedimen- to, além do mais, permite que o ânion orgânico seja incorporado no hidróxido duplo em camadas como ânion de equilibro de carga.The process according to the present invention may be conducted in the absence of CO2 or any carbonate in the precursor suspension to make sure that no carbonate is incorporated into the layered double hydroxide as a charge equilibrium anion. . This procedure, moreover, allows the organic anion to be incorporated into the layered double hydroxide as a charge balancing anion.
Em uma modalidade de acordo com a presente invenção, o â- nion orgânico é acrescentado à suspensão de precursor antes ou durante os procedimentos da etapa (b). Desse modo, o hidróxido duplo em camadas modificado organicamente é preparado em uma etapa, o que geralmente torna o processo mais simples e mais rápido e conseqüentemente economi- camente mais atraente.In an embodiment according to the present invention, the organic ion is added to the precursor suspension before or during the procedures of step (b). In this way, organically modified double layer hydroxide is prepared in one step, which generally makes the process simpler and faster and therefore more economically attractive.
Alternativamente, o ânion orgânico é acrescentado depois da formação do hidróxido duplo em camadas, e nesse caso o hidróxido duplo em camadas compreende principalmente a hidroxila como ânion de equilibro de carga. A dita hidroxila como o ânion de equilibro de carga pode ser facil- mente trocada pelo ânion orgânico.Alternatively, the organic anion is added after formation of the layered double hydroxide, in which case the layered double hydroxide comprises mainly hydroxyl as a charge balancing anion. Said hydroxyl as the charge balancing anion can easily be exchanged for the organic anion.
Dentro do contexto do presente Pedido de Patente o termo "â- nion de equilibro de carga" se refere a ânions que compensam as deficiên- cias de carga eletrostáticas das folhas LDH cristalinas. Como o LDH tipica- mente tem uma estrutura em camadas, os ânions que equilibram cargas po- dem estar situados entre as camadas, na borda ou na superfície exterior das camadas LDH empilhadas. Tais ânions situados entre as camadas de LDH empilhadas são denominados de íons de intercalação.Within the context of the present patent application the term "charge balance anion" refers to anions that compensate for the electrostatic charge deficiencies of the crystalline LDH sheets. Because LDH typically has a layered structure, the load-balancing anions may be located between the layers, on the edge or on the outer surface of the stacked LDH layers. Such anions between the stacked LDH layers are called intercalation ions.
Tal LDH assim empilhado ou argila orgânica também pode ser delaminada ou esfoliada, por exemplo, em uma matriz polimérica. Dentro do contexto do presente relatório descritivo o termo "separação em lâminas" é definido como uma redução do grau de empilhamento médio das partículas de LDH por uma delaminação, pelo menos parcial, da estrutura de LDH1 produzindo assim um material contendo significativamente mais folhas indi- viduais de LDH por volume. O termo "esfoliação" é definido como completa separação em lâminas, isto é desaparecimento da periodicidade não per- pendicular de direção às folhas LDH, levando a uma dispersão casual de camadas individuais em um meio, não deixando assim absolutamente ne- nhuma ordem de empilhamento.Such a stacked LDH or organic clay may also be delaminated or exfoliated, for example, in a polymeric matrix. Within the context of the present descriptive report the term "slide separation" is defined as a reduction in the mean stacking degree of LDH particles by at least partial delamination of the LDH1 structure thus producing a material containing significantly more leaves. LDH levels by volume. The term "exfoliation" is defined as complete separation into blades, ie disappearance of non-perpendicular periodicity of direction to the LDH leaves, leading to a casual dispersion of individual layers in a medium, thus leaving absolutely no stacking order. .
O inchaço ou a expansão dos LDHs, também chamado de inter- calação dos LDHs, podem ser observados com a difração de Raios χ (XRD), porque a posição das reflexões de referência, isto é as reflexões d{001), são indicativas da distância entre as camadas, que se distanciam mais durante uma intercalação.Swelling or expansion of LDHs, also called interleaving LDHs, can be observed with X-ray diffraction (XRD), because the position of reference reflections, ie d (001) reflections, is indicative of distance between the layers, which are further apart during an interleaving.
A redução do grau de empilhamento médio pode ser observada como um espalhamento, até o desaparecimento, das reflexões XRD ou por uma assimetria crescente das reflexões de referência (001).The reduction in the average stacking degree can be observed as a scattering, until the disappearance, of the XRD reflections or by an increasing asymmetry of the reference reflections (001).
A caraterização de completa separação em lâminas, isto é esfo- liação, permanece um desafio analítico, mas pode ser em geral concluída pleo desaparecimento completo das reflexões não (hkO) do LDH original.The characterization of complete slide separation, that is, exfoliation, remains an analytical challenge, but can generally be completed by the complete disappearance of the non (hkO) reflections of the original LDH.
A ordenação das camadas e, assim, a extensão da separação em lâminas, pode ser além disso visualizada com a Microscopia de Elétron de Transmissão (TEM).The ordering of the layers, and thus the extent of the separation into slides, can be further visualized with Transmission Electron Microscopy (TEM).
O LDH de acordo com a presente invenção pode ser qualquer LDH conhecido por uma pessoa versada na técnica. Tipicamente, esses LDHs são LDHs minerais que são capazes de se expandir ou de aumentar de volume. Tais LDHs têm uma estrutura em camadas compreendendo fo- lhas cristalinas carregadas (também referidas como camadas LDH individu- ais) com ânions de balanceamento de carga imprensados entre as mesmas. Os termos "se expandem" e "aumentam" dentro do contexto do presente Pe- dido de Patente se refere a um aumento na distância entre as folhas cristali- nas carregadas. Os LDHs expansíveis podem se avolumar em solventes adequados, por exemplo, água e podem ser, além disso, extendidos e modi- ficados trocando os íons de equilíbrio de carga por outros íons (orgânicos) de equilíbrio de carga, tal modificação também sendo conhecida na técnica como intercalação.The LDH according to the present invention may be any LDH known to a person skilled in the art. Typically, these LDHs are mineral LDHs that are capable of expanding or swelling. Such LDHs have a layered structure comprising charged crystalline sheets (also referred to as individual LDH layers) with charge balancing anions sandwiched therebetween. The terms "expand" and "increase" within the context of the present patent application refer to an increase in the distance between charged crystalline leaves. Expandable LDHs may bulge in suitable solvents, for example water, and may furthermore be extended and modified by exchanging the charge balance ions for other charge balance (organic) ions, such modification also being known in the art. technique as interleaving.
O hidróxido duplo em camadas modificado organicamente de acordo com a presente invenção tem uma estrutura em camadas correspon- dente à fórmula geral:The organically modified double layer hydroxide according to the present invention has a layered structure corresponding to the general formula:
[M2+mM3+n(0H)2m+2n]Xz-n/z.bH20 (I); em que M2+ é um íon metálico divalente tal como Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+, Mg2+ e M3+ é um íon metálico trivalente tal como Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+ e Ga3+; m e n têm um valor tal que m/n va- ria de 1 a 10 e b tem um valor variando de O a 10. O X é um ânion orgânico que equilibra a carga e tem pelo menos 8 átomos de carbono, ou qualquer outro ânion conhecido por uma pessoa versada na técnica, contanto que pelo menos uma parte dos íons de intercalação seja o ânion orgânico tendo pelo menos 8 átomos de carbono.[M2 + mM3 + n (OH) 2m + 2n] Xz-n / z.bH2 O (I); wherein M2 + is a divalent metal ion such as Zn2 +, Mn2 +, Ni2 +, Co2 +, Fe2 +, Cu2 +, Sn2 +, Ba2 +, Ca2 +, Mg2 + and M3 + is a trivalent metal ion such as Al3 +, Cr3 +, Fe3 +, Co3 +, Mn3 +, Ni3 +, Ce3 + and Ga3 +; men have a value such that m / n ranges from 1 to 10 and b has a value ranging from 0 to 10. X is an organic anion that balances the charge and has at least 8 carbon atoms, or any other anion known as a person skilled in the art as long as at least a part of the interleaving ions is the organic anion having at least 8 carbon atoms.
Os exemplos de outros ânions conhecidos na técnica incluem hidróxido, carbonato, bicarbonato, nitrato, cloreto, brometo, sulfonato, sulfa- to, bissulfato, vanadatos, tungstatos, boratos, fosfatos, ânions de empilha- mento tais como os íons HVO4-, V2O74-, HV2O124-, V3O93-, V10O286-, Mo7O246-, PW12O403-, B(OH)4- B4O5(OH)42-, [B3O3(OH)4]-, [B3O3(OH)5]2-, HBO42-, HGaO32-' CrO42- e íons Keggin.Examples of other anions known in the art include hydroxide, carbonate, bicarbonate, nitrate, chloride, bromide, sulfonate, sulfate, bisulfate, vanadates, tungstates, borates, phosphates, stacking anions such as HVO4-, V2O74 ions. -, HV2O124-, V3O93-, V10O286-, Mo7O246-, PW12O403-, B (OH) 4- B4O5 (OH) 42-, [B3O3 (OH) 4] -, [B3O3 (OH) 5] 2-, HBO42 -, HGaO32 - 'CrO42 - and Keggin ions.
O LDH de acordo com a presente invenção inclui a hidrotalcita e LDHs aniônicos semelhantes à hidrotalcita. Os exemplos de tais LDHs são a hidrotalcita e materiais semelhantes à hidrotalcita, meixnerita, manasseita, piroaurita, sjógrenita, stichtita, barberonita, takovita, reevesita e desautelsita. Um LDH preferido é a hidrotalcita, que é um LDH tendo uma estrutura em camadas correspondente à fórmula geral:The LDH of the present invention includes hydrotalcite and anionic hydrotalcite-like LDHs. Examples of such LDHs are hydrotalcite and materials similar to hydrotalcite, meixnerite, manasseite, pyroaurite, sygrenite, stichtite, barberonite, takovite, reevesite, and desutelsite. A preferred LDH is hydrotalcite, which is an LDH having a layered structure corresponding to the general formula:
[Mg2+mAl3+n(0H)2m+2n]X2-n/z.bH20 (II);[Mg 2+ mAl 3 + n (OH) 2m + 2n] X 2 -N / z.bH 2 O (II);
em que o m e n têm um valor tal que m/n varia de 1 a 10, preferivelmente de 1 a 6 e b tem um valor variando de 0 a 10, geralmente um valor de 2 a 6 e muitas vezes um valor de aproximadamente 4. O X é um íon de equilíbrio de carga tal como definido acima. É preferível que m/n deva ter um valor de 2 a 4, e mais particularmente um valor próximo de 3.where omen have a value such that m / n ranges from 1 to 10, preferably from 1 to 6, and b has a value ranging from 0 to 10, usually a value from 2 to 6 and often a value of approximately 4. OX is a charge balance ion as defined above. It is preferable that m / n should have a value of 2 to 4, and more particularly a value of about 3.
O LDH pode estar em qualquer forma cristalina conhecida na técnica, tal como descrito por Cavani et al. (Catalysis Today, 11 (1991), pá- ginas 173-301) ou por Bookin et al. (LDHs and LDH Minerais, (1993), volume 41 (5), páginas 558-564). Se o LDH for uma hidrotalcita, a hidrotalcita pode ser um politipo tendo empilhamento 3H1, 3H2, 3R1 ou 3R2, por exemplo.LDH may be in any crystalline form known in the art, as described by Cavani et al. (Catalysis Today, 11 (1991), pages 173-301) or by Bookin et al. (LDHs and LDH Minerals, (1993), volume 41 (5), pages 558-564). If the LDH is a hydrotalcite, the hydrotalcite may be a polytype having 3H1, 3H2, 3R1 or 3R2 stacking, for example.
O ânion orgânico usado no processo de acordo com a presente invenção pode ser qualquer ânion orgânico que quando da intercalação pro- duza um hidróxido duplo em camadas modificado organicamente conforme a presente invenção. O ânion orgânico que pode ser apropriadamente usado no processo pode ser originado de um sal ou um ácido de ânion orgânico. O uso de um ânion orgânico originado de um sal tal como um sal de metal al- calino do estearato pode ser vantajoso devido à sua mais alta solubilidade no solvente em comparação com o ânion orgânico originado pelo ácido cor- respondente. Alternativamente, o uso de um ânion orgânico originado de um ácido pode ser vantajoso já que os íons do sal não serão introduzidos no fluxo de resíduos, para que o fluxo de resíduos não precise de tratamentos adicionais para retirar os íons do sal, tornando o processo mais econômico e mais simples.The organic anion used in the process according to the present invention may be any organic anion which upon intercalation produces an organically modified double layer hydroxide according to the present invention. The organic anion that may be suitably used in the process may be derived from an organic anion salt or acid. The use of an organic anion originating from a salt such as an alkali metal stearate salt may be advantageous because of its higher solvent solubility compared to the organic anion derived from the corresponding acid. Alternatively, the use of an acid-sourced organic anion may be advantageous as salt ions will not be introduced into the waste stream so that the waste stream does not need additional treatments to remove salt ions, making the process more economical and simpler.
O ânion orgânico adequado ao processo de acordo com a pre- sente invenção geralmente compreende 8 ou mais átomos de carbono, com a condição de que o único ânion orgânico presente como ânion de equilibro de carga não seja o tereftalato. Tais ânions orgânicos que têm pelo menos 8 átomos de carbono incluem os mono, di ou policarboxilatos, sulfonatos, fos- fonatos e sulfato. Preferivelmente, o ânion orgânico compreende pelo menos 10 átomos de carbono, mais preferivelmente pelo menos 12 átomos de car- bono e o ânion orgânico compreende no máximo 1.000 átomos de carbono, preferivelmente no máximo 500 átomos de carbono, mais preferivelmente no máximo 100 átomos de carbono, ainda mais preferivelmente no máximo 50 átomos de carbono e bem mais preferivelmente no máximo 20 átomos de carbono. É visualizado o uso de 2 ou mais ânions orgânicos, pelo menos um dos quais tem pelo menos 8 átomos de carbono e o LDH resultante tem uma distância inter-camada de pelo menos 1,5 nm; um ou outros ânions orgâni- cos pode ter assim menos de 8 átomos de carbono.The organic anion suitable for the process according to the present invention generally comprises 8 or more carbon atoms, provided 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 sulfate. Preferably, the organic anion comprises at least 10 carbon atoms, more preferably at least 12 carbon atoms and the organic anion comprises at most 1,000 carbon atoms, preferably at most 500 carbon atoms, more preferably at most 100 carbon atoms. even more preferably at most 50 carbon atoms and most preferably at most 20 carbon atoms. The use of 2 or more organic anions is visualized, at least one of which has at least 8 carbon atoms and the resulting LDH has an interlayer distance of at least 1.5 nm; one or other organic anions may thus have less than 8 carbon atoms.
O LDHs modificado organicamente compreendendo somente um ânion orgânico de equilíbrio de carga selecionado do grupo composto do acetato, succinato, benzoato e tereftalato é menos preferido, já que eles têm uma distância intercamada menor do que 1,5 nm e geralmente não são fa- cilmente delaminados ou esfoliados em matrizes poliméricas, produzindo esses LDHs modificados menos adequados para o uso, por exemplo, em materiais nanocompósitos ou composições de revestimento. Os exemplos de tais LDHs modificados organicamente são fornecidos pela Patente US 5.728.366. Adicionalmente, possuir o ácido deocoxicólico como o único â- nion orgânico também é menos preferido, já que é demasiado dispendioso.Organically modified LDHs comprising only a charge balance organic anion selected from the acetate, succinate, benzoate and terephthalate compound group are less preferred, as they have an interlayer distance of less than 1.5 nm and are generally not easily delaminated or exfoliated in polymeric matrices, producing such modified LDHs less suitable for use, for example, in nanocomposite materials or coating compositions. Examples of such organically modified LDHs are provided by US Patent 5,728,366. In addition, having deocoxycholic acid as the only organic ion is also less preferred as it is too expensive.
Além disso, o ácido deocoxicólico contém 2 grupos hidroxila, que podem produzir uma esfoliação ou uma separação em lâminas em uma matriz poli- mérica muito difícil ou até impossível. Acredita-se que isto seja causado por uma espécie de comportamento de empilhamento devido à interação entre dois ou mais ânions do ácido deocoxicólico intercalados ou devido a um úni- co ânion ácido deocoxicólico que interage com duas plaquetas de argila dife- rentes. Em uma modalidade de acordo com a presente invenção se deseja que o ácido deocoxicólico não seja usado como ânion de equilibro de carga.In addition, deocoxycholic acid contains 2 hydroxyl groups, which can produce exfoliation or slide separation into a very difficult or even impossible polymeric matrix. This is thought to be caused by a kind of stacking behavior due to the interaction between two or more intercalated deocoxycholic acid anions or due to a single deocoxycholic acid anion interacting with two different clay platelets. In one embodiment of the present invention it is desired that deocoxycholic acid is not used as a charge balancing anion.
É, além disso, contemplado que o ânion orgânico de equilíbrio de carga compreende um ou vários grupos funcionais tal como hidroxila, a- mina, ácido carboxílico e vinila. Se tais LDHs modificados organicamente forem usados em matrizes poliméricas, esses grupos funcionais podem inte- ragir ou reagir com o polímero.It is further contemplated that the charge balance organic anion comprises one or more functional groups such as hydroxyl, amine, carboxylic acid and vinyl. If such organically modified LDHs are used in polymeric matrices, these functional groups may interact or react with the polymer.
Os exemplos adequados de ânions orgânicos de acordo com a presente invenção são ácidos monocarboxílicos tais como ácidos graxos e íons à base de resina.Suitable examples of organic anions according to the present invention are monocarboxylic acids such as fatty acids and resin ions.
Em uma modalidade, o ânion orgânico é um ácido graxo ou um sal do mesmo tendo de 8 para 22 átomos de carbono. Um ácido graxo pode ser um ácido graxo saturado ou insaturado. Os exemplos adequados de tais ácidos graxos são o ácido caprílico, ácido cáprico, ácido laurílico, ácido mi- rístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido decenóico, ácido plamitoléico, ácido oléico, ácido linoléico, ácido linolênico e misturas dos mesmos.In one embodiment, the organic anion is a fatty acid or salt thereof having from 8 to 22 carbon atoms. A fatty acid 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, plamitoleic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and mixtures thereof. .
Em outra modalidade de acordo com a presente invenção, o â- nion orgânico é a resina ou um sal da mesma. A resina é originada de fontes naturais, está prontamente disponível e é relativamente econômica em com- paração com ânions orgânicos sintéticos. Os exemplos típicos de fontes na- turais de resina são goma de resina, resina de madeira e resinas de talóleo.In another embodiment according to the present invention, the organic ion is the resin or a salt thereof. The resin is sourced from natural sources, is readily available, and is relatively inexpensive compared to synthetic organic anions. Typical examples of natural resin sources are resin gum, wood resin and taloleum resins.
A resina é comumente uma suspensão com uma ampla variedade de isôme- ros diferentes de ácidos carboxílicos tricíclicos de resina contendo normal- mente aproximadamente 20 átomos de carbono. As estruturas tricíclicas de vários ácidos de resina se diferenciam principalmente na posição das duplas ligações. Tipicamente, a resina é uma suspensão de substâncias compreen- dendo o ácido levopimárico, ácido neoabiético, ácido palústrico, ácido abiéti- co, ácido desidroabiético, ácido desidroabiético seco, ácido tetraidroabiético, ácido diidroabiético, ácido pimárico e ácido isopimárico. A resina originada de fontes naturais também inclui resinas, isto é suspensão de resinas, nota- velmente resinas modificadas por polimerização, isomerização, despropor- cionamento, hidrogenação e reações de Diels-Alder com ácido acrílico, ani- drido e ésteres de ácido acrílico. Os produtos obtidos por esses processos são denominados de resinas modificadas. A resina natural também pode ser quimicamente alterada por qualquer processo conhecido na técnica, tal co- mo, por exemplo, a reação do grupo carboxila da resina com oxido metálico, hidróxido metálico ou sais para formar sabões de resina ou sais (também chamados resinatos). Tais resinas quimicamente alteradas são denomina- das de derivados de resina. Tal resina pode ser modificada ou quimicamente alterada intro- duzindo-se um grupo orgânico, um grupo aniônico ou um grupo catiônico. O grupo orgânico pode ser um grupo alifático substituído ou não substituído ou um hidrocarboneto aromático tendo de 1 a 40 átomos de carbono. O grupo aniônico pode ser qualquer grupo aniônico conhecido por uma pessoa ver- sada na técnica, como um carboxilato ou um sulfonato.Resin is commonly a suspension with a wide variety of different isomers of resin tricyclic carboxylic acids normally containing approximately 20 carbon atoms. The tricyclic structures of various resin acids differ mainly in the position of the double bonds. Typically, the resin is a suspension of substances comprising levopearic acid, neoabietic acid, palindic acid, abietic acid, dehydroabietic acid, dry dehydroabietic acid, tetrahydroabietic acid, dihydroabietic acid, pimaric acid and isopimaric acid. Resin sourced from natural sources also includes resins, i.e. resin suspension, notably resins modified by polymerization, isomerization, disproportionation, hydrogenation, and Diels-Alder reactions with acrylic acid, anhydride and acrylic acid esters. The products obtained by these processes are called modified resins. The natural resin may also be chemically altered by any process known in the art, such as, for example, reacting the carboxyl group of the resin with metal oxide, metal hydroxide or salts to form resin soaps or salts (also called resinates). . Such chemically altered resins are called resin derivatives. Such a resin may be modified or chemically altered by introducing an organic group, an anionic group or a cationic group. The organic group may be a substituted or unsubstituted aliphatic group or an aromatic hydrocarbon having from 1 to 40 carbon atoms. The anionic group can be any anionic group known to a person skilled in the art, such as a carboxylate or a sulfonate.
Os detalhes adicionais desses materiais à base de resina po- dem ser coletados de D. F. Zinkel e J. Russell (in Naval Stores, production- chemistry-utilization, 1989, Nova York, Seção II, Capítulo 9) e J. B. Class ("Resins, Natural", Capítulo 1: "Rosin e Modified Rosing' Enciclopédia Kirk- Othmer de Tecnologia Química, data de postagem online: 4 de Dezembro de 2000).Further details of these resin-based materials can be collected from DF Zinkel and J. Russell (in Naval Stores, production-chemistry-utilization, 1989, New York, Section II, Chapter 9) and JB Class ("Resins, Natural, "Chapter 1: 'Rosin and Modified Rosing' Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, posted date: December 4, 2000).
Também é contemplado o uso de LDHs de acordo com a pre- sente invenção compreendendo um ou vários ânions orgânicos. Em uma modalidade, os ânios de intercalação são uma mistura de ácido graxo e resina.The use of LDHs according to the present invention comprising one or more organic anions is also contemplated. In one embodiment, the interleaving anions are a mixture of fatty acid and resin.
Geralmente, pelo menos 10 % da soma total de íons de interca- lação nos tipos de LDH de acordo com a presente invenção são ânions or- gânicos, preferivelmente pelo menos 30%, mais preferivelmente pelo menos 60% e bem mais preferivelmente pelo menos 90% da soma total de íons de intercalação são ânions orgânicos. Em uma modalidade preferida, pelo me- nos 10% da soma total de ânions intercalados são um ácido graxo originado ou um ânion à base de resina ou uma suspensão de ambos os ânions, pre- ferivelmente pelo menos 30%, mais preferivelmente pelo menos 60% e bem mais preferivelmente pelo menos 90% da soma total de íons de inter- calação são um ácido graxo originado ou um ânion à base de resina ou uma mistura de ambos os ânions.Generally, at least 10% of the total sum of intercalating ions in the LDH types according to the present invention are organic anions, preferably at least 30%, more preferably at least 60% and much more preferably at least 90. % of total sum of interleaving ions are organic anions. In a preferred embodiment, at least 10% of the total sum of intercalated anions is an originated fatty acid or a resin-based anion or a suspension of both anions, preferably at least 30%, more preferably at least 60. Most preferably at least 90% of the total sum of interchange ions is an originated fatty acid or a resin based anion or a mixture of both anions.
A presente invenção é, adicionalmente, ilustrada pelos Exem- plos abaixo.The present invention is further illustrated by the Examples below.
EXEMPLOS.EXAMPLES
Exemplo 1:Example 1:
Um ácido graxo comercialmente disponível foi usado tal como recebido. O Kortacid® PH05, uma mistura de ácido palmítico e esteárico, foi fornecido pela Oleochemicals GmbH, uma companhia da Akzo Nobel Produ- tos Químicos.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.
50 gramas de oxido de magnésio (Zolitho® 40, por exemplo, Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) e 39 gramas de triidróxido de a- lumínio (Alumill F505) foram misturados em 648 gramas de água desminera- Iizada e moídos a um tamanho médio de partícula (d5o) de 2,5 pm. A pasta fluida foi alimentada a uma autoclave aquecida por óleo equipada com um agitador de alta velocidade e aquecida a 80 °C. Então 102 gramas de Korta- cid® PH05 foram acrescentados à autoclave durante um período de 15 mi- nutos. Antes da adição, a mistura de ácidos graxos foi aquecida a 80 °C. Depois da adição ácida, a autoclave foi fechada e aquecida a 170 °C e con- servada assim durante 1 hora. Então a autoclave foi esfriada a aproximada- mente 40 °C e a pasta fluida resultante foi retirada. A pasta fluida foi então centrifugada a 2.000 rpm durante aproximadamente 10 minutos. O líquido foi decantado e os sólidos foram secos sob vácuo em um forno durante uma noite a 80 °C.50 grams of magnesium oxide (Zolitho® 40, for example, Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) and 39 grams of aluminum trioxide (Alumill F505) were mixed into 648 grams of demineralized water and ground to an average size. 2.5 pm particle (d50). The slurry was fed to an oil heated autoclave equipped with a high speed stirrer and heated to 80 ° C. Then 102 grams of Kortacid® PH05 were added to the autoclave over a period of 15 minutes. Prior to addition, the fatty acid mixture was heated to 80 ° C. After the acid addition, the autoclave was closed and heated to 170 ° C and kept for 1 hour. Then the autoclave was cooled to approximately 40 ° C and the resulting slurry was removed. The slurry was then centrifuged at 2,000 rpm for approximately 10 minutes. The liquid was decanted and the solids were dried under vacuum in an oven overnight at 80 ° C.
A argila resultante semelhante à hidrotalcita compreendendo a mistura de ácidos graxos foi analisada com a difração de Raios χ para de- terminar o espaçamento inter-galeria ou o espaçamento d. O modelo XRD de argila semelhante à hidrotalcita tal como preparado acima mostra meno- res reflexões não (hkO) relacionadas com hidrotalcita, indicando intercalação da argila aniônica. As intercalações exibem um valor característico à{001) de 29 Á.The resulting hydrotalcite-like clay comprising the fatty acid mixture was analyzed with the χ-ray diffraction to determine inter-gallery spacing or d-spacing. The XRD model of hydrotalcite-like clay as prepared above shows lower non-hkO reflections related to hydrotalcite, indicating anionic clay intercalation. The interleaves exhibit a characteristic value at (001) of 29 Å.
Exemplo 2:Example 2:
Uma resina estabilizada foi preparada por produção própria por fusão da resina de goma chinesa e aquecimento a 235 °C. Durante a fusão foi acrescentado cerca de 3,5 % de Vultac® 2 (Arkema Inc.) em peso, em relação ao peso da resina. A resina fundida foi agitada a 235 °C por 15 ho- ras, depois do que a resina foi resfriada e pronta para uso.A stabilized resin was prepared by self-production by melting the Chinese gum resin and heating to 235 ° C. About 3.5% of Vultac® 2 (Arkema Inc.) by weight, relative to the weight of the resin, was added during the melting. The molten resin was stirred at 235 ° C for 15 hours, after which the resin was cooled and ready for use.
50 gramas de oxido de magnésio (Zolitho® 40, por exemplo, Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) e 39 gramas de triidróxido de a- lumínio (Alumill F505) foram misturados com 648 gramas de água desmine- ralizada e moídos a um tamanho médio de partícula (dso) de 2,5 pm. A pasta fluida foi alimentada a uma autoclave aquecida por óleo equipada com um agitador de alta velocidade e depois do seu fechamento foi aquecida a 120 °C. Então 115 gramas de resina estabilizada, tal como acima preparado, fo- ram acrescentados à autoclave durante um período de 30 minutos. Antes da adição, a mistura de resina também foi aquecida a 120 0C. Depois da adição ácida, a autoclave foi aquecida a 170 0C e conservado assim durante 1 hora. Então a autoclave foi resfriada a aproximadamente 40 cC e a pasta fluida resultante foi retirada. A pasta fluida foi então centrifugada em 2.000 rpm durante aproximadamente 10 minutos. O líquido foi decantado e os sólidos foram secos sob vácuo em um forno durante uma noite a 80 °C.50 grams of magnesium oxide (Zolitho® 40, for example, Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) and 39 grams of aluminum trioxide (Alumill F505) were mixed with 648 grams of demineralized water and ground to an average size of 50%. particle (dso) of 2.5 pm. The slurry was fed to an oil heated autoclave equipped with a high speed stirrer and after its closure was heated to 120 ° C. Then 115 grams of stabilized resin as prepared above was added to the autoclave over a period of 30 minutes. Prior to addition, the resin mixture was also heated to 120 ° C. After acid addition, the autoclave was heated to 170 ° C and thus stored for 1 hour. Then the autoclave was cooled to approximately 40 ° C and the resulting slurry was removed. The slurry was then centrifuged at 2,000 rpm for approximately 10 minutes. The liquid was decanted and the solids were dried under vacuum in an oven overnight at 80 ° C.
A argila resultante semelhante à hidrotalcita compreendendo a mistura de ácidos graxos foi analisada com a Difração de Raios χ para de- terminar o espaçamento de intergaleria ou o espaçamento d. O modelo XRD de argila semelhante à hidrotalcita tal como preparado acima mostra meno- res reflexões não (hkO) relacionadas com hidrotalcita, indicando intercalação da argila aniônica. As intercalações exibem um valor característico d(001) de 23 Á.The resulting hydrotalcite-like clay comprising the fatty acid mixture was analyzed with χ ray diffraction to determine intergaleria spacing or d-spacing. The XRD model of hydrotalcite-like clay as prepared above shows lower non-hkO reflections related to hydrotalcite, indicating anionic clay intercalation. The interleaves exhibit a characteristic value d (001) of 23 Å.
Exemplo 3:Example 3:
252 gramas de oxido de magnésio (Zolitho® 40, por exemplo, Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) e 240 gramas de triidróxido de alumínio (Alumill F505) foram misturados em 3,513 gramas de água desmi- neralizada e moídos a um tamanho médio de partícula (d5o) de 2,4 pm. Parte dessa pasta fluida (704 gramas) foi alimentada em um reator de vidro equi- pado com um agitador, com fluxo de nitrogênio e uma resfriador de refluxo. A pasta fluida foi aquecida a 90 °C. Então 147 gramas de Kortacid PH05 fundido (T = 90 °C) foram acrescentados ao reator de vidro durante um perí- odo de 90 minutos. A mistura de reação foi armazenada a 90 0C por outras 19 horas e depois resfriada abaixo de 50 0C. A pasta fluida resultante foi en- tão centrifugada a 2.000 rpm durante aproximadamente 10 minutos. O líqui- do foi decantado e os sólidos foram secos sob vácuo em um forno durante uma noite a 80 °C.252 grams of magnesium oxide (Zolitho® 40, eg Martin Marietta Magnesia Specialties LLC) and 240 grams of aluminum trihydroxide (Alumill F505) were mixed into 3,513 grams of demeralized water and ground to an average particle size ( d5) from 2.4 pm. Part of this fluid paste (704 grams) was fed into a glass reactor equipped with a nitrogen flow stirrer and a reflux chiller. The slurry was heated to 90 ° C. Then 147 grams of molten Kortacid PH05 (T = 90 ° C) was added to the glass reactor over a 90 minute period. The reaction mixture was stored at 90 ° C for another 19 hours and then cooled below 50 ° C. The resulting slurry was then centrifuged at 2,000 rpm for approximately 10 minutes. The liquid was decanted and the solids were dried under vacuum in an oven overnight at 80 ° C.
A argila resultante semelhante à hidrotalcita compreendendo a mistura de ácidos graxos foi analisada com a Difração de Raios x para de- terminar o espaçamento de inter-galeria ou o espaçamento d. O modelo XRD de argila semelhante à hidrotalcita tal como preparado acima mostra menores reflexões não (hkO) relacionadas com hidrotalcita, indicando inter- calação da argila aniônica. As intercalações exibem um valor característico d(001) de 28 Á.The resulting hydrotalcite-like clay comprising the fatty acid mixture was analyzed with x-ray diffraction to determine inter-gallery spacing or d-spacing. The XRD model of hydrotalcite-like clay as prepared above shows lower hydrotalcite-related non (hkO) reflections, indicating anionic clay interleaving. The interleaves exhibit a characteristic value d (001) of 28 Å.
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