JPH0568407B2 - - Google Patents
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- JPH0568407B2 JPH0568407B2 JP637086A JP637086A JPH0568407B2 JP H0568407 B2 JPH0568407 B2 JP H0568407B2 JP 637086 A JP637086 A JP 637086A JP 637086 A JP637086 A JP 637086A JP H0568407 B2 JPH0568407 B2 JP H0568407B2
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- smectite
- organic
- clay
- alkali
- cristobalite
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Description
(産業上の利用分野)
本発明は高純度有機スメクタイト粘土の製法に
関するもので、より詳細にはスメクタイト族鉱物
中に不純物として含有されるクリストバライトが
除去され、有機溶媒に対する膨潤性、増粘性透明
性等の諸特性に優れた有機スメクタイト粘土の製
法に関する。
(従来の技術及び発明の技術的課題)
有機スメクタイト粘土は、スメクタイト族粘土
鉱物を、第4級有機アンモニウム塩等の有機カチ
オン性化合物と反応させ、層状結晶構造の層間に
上記化合物を導入したものであり、この有機スメ
クタイト粘土は、種々の有機溶剤、油剤、硬化性
樹脂シロツプ等の有機液体に対して膨潤性を示
し、増粘効果を示すことから、増粘剤、沈降防止
剤、ゲル化剤、レオロジ−特性制御剤等の各種用
途に使用されている。
しかしながら、従来の有機スメクタイト粘土の
殆どのものは、不純物としてクリストバライトを
含有しており、未だ膨潤性、増粘性、透明性等の
特性に関して十分満足し得るものではなかつた。
天然産粘土鉱物中には、スメクタイトの他に、
石英、長石、クリストバライト等の不純物が含有
されており、これらの不純物の内、石英、長石等
の不純物はスメクタイトと比重が異なるため水簸
等の手段で容易に分離されるが、クリストバライ
トはスメクタイトの比重に近接した比重を有し、
更にスメクタイトと混晶の形で存在するものであ
るため、通常の物理的手段によつては分離するこ
とが困難である。このように、原料粘土の段階で
クリストバライトを除去することが困難であるた
め、最終有機スメクタイトにこれが不純物として
混入し、前期特性の低下をもたらしているものと
思われる。
(発明の骨子及び発明の目的)
本発明者等は、クリストバライトを含む粘土鉱
物に、有機カチオン性化合物及び、アルカリを作
用させると、その添加順序の如何にかかわらず、
クリストバライトとアルカリとが選択的に反応し
てクリストバライトを可溶性のケイ酸アルカリに
転化させ得ること、及び有機スメクタイトはアル
カリ水性媒体中で疏水性を示すことから、ケイ酸
アルカリと純粋な有機スメクタイトとの分離が極
めて有効に且つ容易に行われることを見出した。
即ち、本発明の目的は、クリストバライト不純
物が除去された高純度有機スメクタイト粘土の製
法を提供するにある。
本発明の他の目的は、高純度でしかも膨潤性、
増粘性、透明性等の諸特性に優れ、レオロジー特
性制御剤としての用途に有用な有機スメクタイト
粘土の製法を提供するにある。
本発明の更に他の目的は、クリストバライトと
有機スメクタイト粘土との分離が良好な作業性と
高い分離効率とを以つて容易に行われる方法を提
供するにある。
(発明の構成)
本発明によれば、スメクタイトを主体とし、ク
リストバライトを含む粘土鉱物と、有機カチオン
性化合物とを反応させる工程と、該粘土鉱物とア
ルカリとをクリストバライトの結晶構造が実質上
消失する条件化に反応させる工程とを、この順
序、逆の順序、あるいは同時に行い、生成するケ
イ酸アルカリを有機スメクタイト粘土から分離す
ることを特徴とする高純度有機スメクタイト粘土
の製法が提供される。
(発明の特徴及び作用効果)
本発明は、既に指摘した通り、スメクタイト族
粘土鉱物からのクリストバライトの分離除去を、
従来の技術とは逆の順序、即ち原料粘土の段階で
行う代りに、有機スメクタイト粘土合成の段階で
行う点に顕著な特徴を有するものである。
原料粘土中に含まれるクリストバライトはアル
カリと比較的容易に反応してケイ酸アルカリとな
る性質を有しているが、原料粘土そのものにアル
カリを作用させると、スメクタイトそのものが膨
潤するため、ケイ酸アルカリ溶液と精製粘土と
を、沈降分離や濾過等の手段で分離することが著
しく困難となる。
これに対して本発明によれば、クリウトバライ
トを含む粘土鉱物に、カチオン性有機化合物とア
ルカリとを作用させると、カチオン性有機化合物
はスメクタイトに且つ、アルカリはクリストバラ
イトにそれぞれ選択的に反応し、アルカリやアル
カリとクリストバライトとの反応いより生成する
ケイ酸アルカリは、有機スメクタイトや、その生
成反応には何らの悪影響を及ぼさないことが、見
い出されたのである。更に極めて好都合なことに
は、有機スメクタイトはアルカリ水性媒体中で疏
水性を示すことから、ケイ酸アルカリと純粋な有
機スメクタイトとの分離が極めて有効に且つ容易
に行われることも見出されたのである。
事実、本発明による有機スメクタイト粘土は、
第1図のX−線回折図から明白な通り、クリスト
バライトに特有の回折ピーク(d=4.07Å)を殆
んど示さず、純度において顕著に優れてみること
が明白である。また、高純度であることから、膨
潤性、増粘性及び透明性にも際立つて優れてお
り、この事実は後述する例を参照することにより
明白となろう。
更に、クイ酸アルカリと有機スメクタイトと
は、沈降分離、濾過等によ分離が短時間の内に容
易に行われ、更にケイ酸アルカリは高濃度の状態
で回収されることから、公害発生や排水処理の問
題も少なく、副生ケイ酸アルカリの有効再利用も
容易であるという利点がある。
(発明の好適実施態様)
本発明において、粘土鉱物としては、スメクタ
イト粘土鉱物、例えば酸性白土、ベントナイト、
サブベントナイト、フラースアース等の所謂モン
モリロナイト族粘土鉱物や、バイデライト、サポ
ナイト、ノントロナイト等の1種又は2種以上の
組合せが好適に使用される。これらの粘土鉱物
は、純粋な形で産出することは希であり、石英、
長石、クリストバライト等の不純物と共に産出す
る。長石、石英等の不純物は、水簸、分級等の物
理的手段で分離除去できる。
粘土鉱物中に含有されるクリストバライトの量
は、粘土の種類、産出鉱床等によつてもかなり相
違するが、一般的に言つて5乃至40重量%の範囲
である。本発明によれば、粘土鉱物に対して有機
カチオン性化合物及びアルカリを反応せしめる
が、反応の順序にかかわりなく、粘土鉱物中に含
有されるクリストバライトをケイ酸アルカリに転
化する。
原料粘土鉱物と、有機カチオン性化合物との反
応は、それ自体公知の条件下に行うことができ、
また有機カチオン性化合物としても、それ自体公
知の任意の化合物を用いることもできる。カチオ
ン性化合物の適当な例は、これらに限定されない
が、次の通りである。
第4級有機アンモニウム塩;
特に下記式
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing high-purity organic smectite clay, and more specifically, cristobalite contained as an impurity in smectite minerals is removed, and the clay has excellent swelling properties, thickening properties, and transparency in organic solvents. This invention relates to a method for producing organic smectite clay with excellent properties such as (Prior Art and Technical Problems of the Invention) Organic smectite clay is produced by reacting a smectite group clay mineral with an organic cationic compound such as a quaternary organic ammonium salt, and introducing the above compound between the layers of a layered crystal structure. This organic smectite clay exhibits swelling properties and thickening effects in organic liquids such as various organic solvents, oils, and hardening resin syrups, so it can be used as thickeners, antisettling agents, and gelling agents. It is used for various purposes such as rheological properties control agent. However, most of the conventional organic smectite clays contain cristobalite as an impurity, and are still not fully satisfactory in terms of properties such as swelling properties, thickening properties, and transparency. In addition to smectite, naturally occurring clay minerals include
It contains impurities such as quartz, feldspar, and cristobalite. Among these impurities, quartz and feldspar have different specific gravity from smectite, so they can be easily separated by means such as elutriation, but cristobalite is different from smectite. It has a specific gravity close to that of
Furthermore, since it exists in the form of a mixed crystal with smectite, it is difficult to separate it by ordinary physical means. As described above, since it is difficult to remove cristobalite from the raw clay stage, it is thought to be mixed into the final organic smectite as an impurity, resulting in a decrease in the initial properties. (Gist of the Invention and Object of the Invention) The present inventors have discovered that when an organic cationic compound and an alkali are applied to a clay mineral containing cristobalite, regardless of the order of their addition,
Since cristobalite and alkali can react selectively to convert cristobalite into soluble alkali silicate, and organic smectite exhibits hydrophobicity in an alkaline aqueous medium, the relationship between alkali silicate and pure organic smectite is It has been found that the separation is extremely effective and easy. That is, an object of the present invention is to provide a method for producing high-purity organic smectite clay from which cristobalite impurities are removed. Another object of the present invention is to have high purity and swellability.
The object of the present invention is to provide a method for producing organic smectite clay, which has excellent properties such as thickening properties and transparency, and is useful as a rheological property control agent. Still another object of the present invention is to provide a method for easily separating cristobalite and organic smectite clay with good workability and high separation efficiency. (Structure of the Invention) According to the present invention, there is a step of reacting a clay mineral mainly composed of smectite and containing cristobalite with an organic cationic compound, and a step of reacting the clay mineral and an alkali so that the crystal structure of the cristobalite substantially disappears. Provided is a method for producing high-purity organic smectite clay, which is characterized in that the steps of conditioning and reaction are performed in this order, in the reverse order, or simultaneously, and the generated alkali silicate is separated from the organic smectite clay. (Characteristics and Effects of the Invention) As already pointed out, the present invention includes separation and removal of cristobalite from smectite clay minerals.
This technique has a remarkable feature in that it is carried out in the reverse order of conventional techniques, that is, it is carried out at the stage of organic smectite clay synthesis instead of at the raw clay stage. The cristobalite contained in the raw clay has the property of reacting with alkali relatively easily to form an alkali silicate. However, when the raw clay itself is exposed to an alkali, the smectite itself swells, resulting in an alkali silicate. It becomes extremely difficult to separate the solution and purified clay by means such as sedimentation and filtration. On the other hand, according to the present invention, when a cationic organic compound and an alkali are made to act on a clay mineral containing cryutobalite, the cationic organic compound selectively reacts with smectite and the alkali selectively reacts with cristobalite, and the alkali reacts selectively with smectite and cristobalite. It was discovered that the alkali silicate produced by the reaction between cristobalite and alkali has no adverse effect on organic smectite or its production reaction. Furthermore, it has been found that, very advantageously, since organic smectite exhibits hydrophobicity in an alkaline aqueous medium, separation of alkali silicate and pure organic smectite can be carried out extremely effectively and easily. be. In fact, the organosmectite clay according to the invention
As is clear from the X-ray diffraction diagram in FIG. 1, it shows almost no diffraction peak (d=4.07 Å) characteristic of cristobalite, and it is clear that the purity is significantly superior. Furthermore, because of its high purity, it has outstanding swelling properties, thickening properties, and transparency, and this fact will become clear by referring to the examples described below. Furthermore, alkali silicate and organic smectite can be easily separated in a short time by sedimentation, filtration, etc. Furthermore, alkali silicate can be recovered in a highly concentrated state, which reduces pollution and wastewater. It has the advantage that there are few processing problems and the by-product alkali silicate can be effectively reused. (Preferred Embodiment of the Invention) In the present invention, clay minerals include smectite clay minerals, such as acid clay, bentonite,
So-called montmorillonite group clay minerals such as subbentonite and fuller's earth, and one or a combination of two or more of beidellite, saponite, nontronite, etc., are preferably used. These clay minerals are rarely produced in pure form, and are often found in quartz,
It is produced together with impurities such as feldspar and cristobalite. Impurities such as feldspar and quartz can be separated and removed by physical means such as elutriation and classification. The amount of cristobalite contained in clay minerals varies considerably depending on the type of clay, the ore deposit, etc., but is generally in the range of 5 to 40% by weight. According to the present invention, a clay mineral is reacted with an organic cationic compound and an alkali, and cristobalite contained in the clay mineral is converted into an alkali silicate regardless of the order of the reaction. The reaction between the raw clay mineral and the organic cationic compound can be carried out under conditions known per se.
Further, as the organic cationic compound, any compound known per se can also be used. Suitable examples of cationic compounds include, but are not limited to: Quaternary organic ammonium salt; especially the following formula
【化】
式中、R1、R2、R3及びR4の各々はその内の少
なくとも1個が炭素数10乃至24のアルキル基であ
るという条件下に1価炭化水素基であり、Xはア
ニオンである、
の4級アンモニウム塩。例えばハロゲン化ジメチ
ルジアルキルアンモニウム、硫酸ジメルジアルキ
ルアンモニウム、ハロゲン化ジメチルベンジルア
ルキルアンモニウム、硫酸ジメチルベンジルアル
キルアンモニウム及びその誘導体(ここで、アル
キル基はラウリル、ステアリル等の炭素数10以上
のものである)。
下記式[Chemical formula] In the formula, each of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is a monovalent hydrocarbon group under the condition that at least one of them is an alkyl group having 10 to 24 carbon atoms, and is an anion, a quaternary ammonium salt of . For example, dimethyl dialkylammonium halides, dimeldialkylammonium sulfates, dimethylbenzylalkylammonium halides, dimethylbenzylalkylammonium sulfates, and derivatives thereof (herein, the alkyl group is one having 10 or more carbon atoms, such as lauryl or stearyl). The following formula
【化】
式中、R5は炭素数8乃至24のアルキル基であ
る
の4級アンモニウム塩。例えばドデシルピリジニ
ウム・クロライドの如きアルキルピリジニウム・
クロライド。
第1級、第2級及び第3級アミン或いはその酸
付加塩;ピリジン、ピペリジン、モルフオリン、
ピペラジン、ジエチルアニリン、ラウリルアミ
ン、ステアリルアミン、トリエタノールアミン、
或いはこれらの塩酸塩。
アミノ酸又はその誘導体;アルキルジエチレン
トリアミン酢酸、グルタミン酸、アスパラギン
酸、ω−アミノラウリン酸、ω−アミノカプリ
酸。
アマイド類;ステアリルアマイド、オレイルア
マイド、ステアリルジエタノールアマイド、ホル
ムアミド、アセチルアマイド。
尿素類;尿素、チオ尿素、テトラメチル尿素。
ヒドラジン類。
グリアニジン類。
これらの内でも第4級アンモニウム塩が特に望
ましい。
有機カチオン性化合物が反応させるには、粘度
鉱物を水性媒体中に分散させ、これに上述した化
合物を水溶液或はアルコール等の水混和性有機溶
媒の溶液として添加し、反応を行わせる。上述し
た化合物はそれ自体水溶性であるか、有は酸付加
塩の形で水溶性であり、水溶液の形で反応系に添
加する。水溶性に乏しい化合物では、アルコー
ル、ケトン等の水混和性有機溶媒の溶液として反
応系に添加する。
反応条件は、特に制限はないが、一般に常温乃
至80℃の温度で、5乃至120分間で所望の有機ス
メクタイト粘度が生成する。有機化合物の層間に
有効に導入するためには、反応系のPHを3乃至
13、特に4乃至12の範囲に維持するのがよく、ま
た、有機カチオン性化合物の添加量要求される性
質にも依存するが原料粘度鉱物100g当り、50乃
至200ミリクイバレント、特に70乃至130ミリイク
イバレントの範囲が適当である。
用いるアルカリの量、クリストバライトの結晶
構造が実質上完全に消失させ得るような量であ
り、具体的にはクリストバライトSiO2を基準に
して、0.2モル以上、特ひ0.3乃至2.0モル倍のアル
カリ(アルカリ金属酸化物基準)を用いればよ
い。
アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウムのような水酸化アルカリ、炭酸ナトリウ
ムのような炭酸アルカリ塩或はこれらの混合物が
使用される。
アルカリ処理は、水の存在下に湿式乃至は乾式
で行うことができ、前者の場合には、アルカリ溶
液と粘度鉱物とを撹拌下に接触させる。また、後
者の場合は、粘度鉱物中に含有される水分を利用
して、粘度鉱物にアルカリ又はアルカリ溶液添加
し、この組成物を混練することによりアルカリ処
理を行う。処理温度は、室温でも進行するが、反
応を促進するために、80乃至160℃の温度に加熱
することが一般に望ましい。
クリストバライトとアルカリとの反応によりケ
イ酸アルカリが生成するが、このケイ酸アルカリ
は精製スメクタイトから過等により分離し、或
はアルカリ水性媒体による抽出により分離し、必
要により水洗する。この際、本発明によれば、ケ
イ酸アルカリの分離が極めて容易に且つ短時間の
内に行われることが本発明の特徴でもある。
上述した説明では、熱度鉱物に対して有機カチ
オン性化合物を作用させ、次いでアルカリを作用
させているが、スメクタイトと有機カチオン性化
合物との反応、及びクリトバライトとアルカリと
の反応に選択性があることから、反応の順序には
制限がなく、粘度鉱物に対して先ずアルカリを作
用させ、次いで有機カチオン性化合物を作用させ
ることもでき、更に粘度鉱物に対して有機カチオ
ン性化合物とアルカリとを同時に作用させること
もできる。
本発明を次の例で説明する。
試験方法
本明細書における各項目の試験方法は下記によ
つた。
1 X線回折測定条件
装置:理学電機株式会社製Xせ回折装置(X線
発生装置Cat、No.、4036Al.ゴニオメーターCat.No.
2125D1.計数装置Cat.No.5071)
ターゲツト Cu
フイルター Ni
検出器 SC
管電圧 35KVP
管電流 15mA
Full Scale 8000cps
Time Constant 1sec
Scanning Speed 2°/min
Chat Speed 2cm/min
放射角 1/6°
スリツト幅 0.3mm
照角 6°
2 膨潤度測定法
100mlのトルエンを入れた栓付メスシリンダー
に2gの有機スメクタイトを10回に分けて加え
る。このとき、前に加えた分が沈降してから次の
分を加えるようにする。
2gを加え終つたら静置し、24時間後に沈降容
積を読み取り、膨潤度とする。
3 見掛粘度測定法
1のビーカーにトルエン500mlをとり、これ
に有機スメクタイト20gを加える。ホモミキサー
(特殊機化工業(株)、M型)を用いて、回転数
10000rpmで1分間高速撹拌を行なつたのち、24
時間静置する。横型振盪機を用いて、振幅40mm、
周期150回/分で5分間振盪し、測定陽気に移し、
B型粘度計(1号ローター)を用いて、30rpmで
見掛粘度を測定した。
実施例 1
新潟県小戸地区から産出されたスメクタイト粘
度を固形分10%の水性スラリーとなし水簸により
ベントナイト、クリストバライト以外の不純物を
除去し、固形分3.5%のスラリーを得た。この固
形分中の27%がクリストバライトであつた。この
スラリー2Kgを撹拌しながら60℃〜65℃の範囲に
加熱し、ジステアリルジメチレンアンモニウムク
ロライド28.7gをイソプロピルアルコール50mlと
共に60℃に加熱した溶液を添加した。撹拌を30分
間続けた後、スラリーを過し、得られた含水ケ
ーキを700mlの水に分散した。このスラリーを撹
拌しながら90℃に加熱し、水酸化ナトリウム12g
を加え2時間反応したのち、過・水洗し、95℃
で20時間乾燥後、粉砕して、高純度有機スメクタ
イトの粉末を得た。
実施例 2
実施例1と同じ操作を、ジステアリルジメチル
アンモニウムクロライドの量を21.4gに変えて行
なつた。
実施例 3
実施例1と同じ操作を、ジステアリルジメチル
アンモニウムクロライドの大を37.3gに変えて行
なつた。
実施例 4
新潟県中条地区から産出されたスメクタイト粘
度を実施例1と同様に水簸を行い固形分4.3%の
スラリーを得た。この固形分中の18%がリスクト
バライトであつた。このスラリー1.6Kgを撹拌し
ながら60℃〜65℃の範囲に加熱し、ステアリルベ
ンジルジメチルアンモニウムクロライド23.3gと
水100mlを加熱した溶液を添加した。撹拌を30分
間続けた后、スラリーを過し得られたケーキに
20%水酸化ナトリウムナトリウム水溶液50gを加
え良く混合し得られたペーストを130℃で1時間
オートクレーブ処理を行つたのち500mlの水に分
散して過・水洗し、105℃で18時間乾燥後、粉
砕して、高純度スメクタイトの粉末を得た。
実施令 5
実施例4と同様の操作を、ステアリルベンジル
ジメチルアンモニウムクロライドの量を18.6gに
変えて行なつた。
実施例 6
実施例4と同様の操作をステアリルベンジルジ
メチルンアンモニウムクロライドの量を27.9gに
変えて行なつた。
実施例7から実施例12においては実施例1で調
製した水簸后のスメクタイオスラリーを使用し
た。
このスラリーは固形分3.5%であり固形分の27
%がクリストバライトであつた。
実施例 7
スメクタイトスラリー2Kgに水酸化ナトリウム
12gを加え撹拌しながら90℃に加熱し2時間反応
したのち温度を60〜65℃にし、ジステアリルジメ
チルアンモニウムクロライド28.7gを50mlのイソ
プロピルアルコールと共に60℃に加熱した溶液を
加えた。
30分撹拌した后、スラリーを過し水洗后60℃
で40時間乾燥し、粉砕して高純度有機スメクタイ
トの粉末を得た。
実施例 8
実施例7を同じ操作を、ジエステアリルジメチ
ルアンモニウムクロライオの量を21.4gに変えて
行なつた。
実施例 9
実施例7を同じ操作をジステアリルジメチルア
ンモニウムクロライドの量を37.3gに変えて行な
つた。
実施例 10
スメクタイトスラリー2Kgを90℃に加熱し、ジ
ステアリルジメチルアンモニウムクロライド28.7
gを150mlのイソプロピルアルコールに溶解した
と水酸化ナトリウム12gを150mlの水に溶解した
溶液を、定量ポンプを用いて、撹拌下に同時注加
(5分間)し、90℃で2時間反応を行なつた。こ
れを過・水洗後、60℃で40時間乾燥し、粉砕し
て高純度有機スメクタイトの粉末を得た。
実施例 11
実施例10におけるジステアリルジメチルアンモ
ニウムクロライドの量を21.4gに変えて行なつ
た。
実施例 12
実施例10におけるジステアリルジメチルアンモ
ニウムクロライドの量を37.3gに変えて行なつ
た。
比較例 1
実施例1に使用したと同じ水簸スメクタイトス
ラリー2Kgを撹拌しながら60〜65℃の範囲に加熱
しジステアリルジメチルアンモニウムクロライド
28.7gをイソプロピルアルコール50mlと朋に℃に
加熱した溶液を添加した。撹拌を30分間続けたの
ち、スラリーを過・水洗し95℃で20時間乾燥
後、粉砕して有機シメクタイトの粉末を得た。
比較例 2
実施例4に使用したと同じ水簸スメクタイトス
ラリー1.6Kgを撹拌しながら60〜65℃の範囲に加
熱し、ステアリルベンジルジメチルアンモニウム
クロライド23.3gを水100mlに溶解した溶液を添
加した。撹拌を30分間続けたのち、スラリーを
過・水洗し、105℃で18時間乾燥後、粉砕して、
有機スメクタイトの粉末を得た。実施例1乃至12
及び比較例1、2により調製された有機スメムタ
イト粘度のトルエンを溶媒とした膨潤度及び見掛
粘度の測定値を第1表に示す。A quaternary ammonium salt of the formula: where R 5 is an alkyl group having 8 to 24 carbon atoms. For example, alkylpyridinium such as dodecylpyridinium chloride.
Chloride. Primary, secondary and tertiary amines or acid addition salts thereof; pyridine, piperidine, morpholin,
piperazine, diethylaniline, laurylamine, stearylamine, triethanolamine,
Or these hydrochlorides. Amino acids or derivatives thereof; alkyldiethylenetriamineacetic acid, glutamic acid, aspartic acid, ω-aminolauric acid, ω-aminocapryic acid. Amides; stearylamide, oleylamide, stearyldiethanolamide, formamide, acetylamide. Ureas; urea, thiourea, tetramethylurea. hydrazines. Glianidins. Among these, quaternary ammonium salts are particularly desirable. In order to cause the organic cationic compound to react, the clay mineral is dispersed in an aqueous medium, and the above-mentioned compound is added thereto as an aqueous solution or a solution in a water-miscible organic solvent such as alcohol, and the reaction is caused to occur. The above-mentioned compounds are water-soluble themselves or are water-soluble in the form of acid addition salts, and are added to the reaction system in the form of an aqueous solution. Compounds with poor water solubility are added to the reaction system as a solution in a water-miscible organic solvent such as alcohol or ketone. The reaction conditions are not particularly limited, but generally the desired organic smectite viscosity is produced at a temperature of room temperature to 80° C. in 5 to 120 minutes. In order to effectively introduce organic compounds between layers, the pH of the reaction system should be between 3 and 3.
13, preferably maintained in the range of 4 to 12, and the amount of organic cationic compound added, depending on the required properties, is 50 to 200 millivalent, especially 70 to 130, per 100 g of raw clay mineral. The milliquivalent range is appropriate. The amount of alkali to be used is such that the crystal structure of cristobalite can be virtually completely disappeared. Specifically, the amount of alkali (alkali Metal oxide standards) may be used. As the alkali, an alkali hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, an alkali carbonate salt such as sodium carbonate, or a mixture thereof is used. The alkaline treatment can be carried out wet or dry in the presence of water; in the former case, the alkaline solution and the clay mineral are brought into contact with each other under stirring. In the latter case, the alkali treatment is performed by adding an alkali or an alkaline solution to the clay mineral and kneading this composition by utilizing the water contained in the clay mineral. Although the treatment can proceed at room temperature, it is generally desirable to heat the treatment to a temperature of 80 to 160° C. in order to accelerate the reaction. An alkali silicate is produced by the reaction of cristobalite with an alkali, and this alkali silicate is separated from the purified smectite by filtration or extraction with an alkaline aqueous medium, and if necessary, washed with water. At this time, according to the present invention, it is also a feature of the present invention that the alkali silicate can be separated extremely easily and within a short time. In the above explanation, an organic cationic compound is made to act on the thermal mineral, and then an alkali is made to act on it, but there is selectivity in the reaction between smectite and the organic cationic compound, and in the reaction between critobalite and an alkali. Therefore, there is no restriction on the order of the reaction, and it is also possible to first act on the clay mineral with an alkali and then on the organic cationic compound, or to act on the clay mineral simultaneously with the organic cationic compound and the alkali. You can also do it. The invention is illustrated by the following example. Test method The test method for each item in this specification was as follows. 1 X-ray diffraction measurement conditions Equipment: X-ray diffraction device manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. (X-ray generator Cat. No., 4036Al. Goniometer Cat. No.
2125D1. Counting device Cat. No. 5071) Target Cu Filter Ni Detector SC Tube voltage 35KVP Tube current 15mA Full Scale 8000cps Time Constant 1sec Scanning Speed 2°/min Chat Speed 2cm/min Radiation angle 1/6° Slit width 0.3mm Viewing angle: 6° 2 Swelling degree measurement method: Add 2 g of organic smectite in 10 portions to a graduated cylinder with a stopper containing 100 ml of toluene. At this time, wait until the previous amount has settled before adding the next amount. After adding 2 g, leave it to stand, and after 24 hours, read the sedimentation volume and use it as the degree of swelling. 3 Apparent viscosity measurement method Place 500ml of toluene in the beaker from step 1 and add 20g of organic smectite. Using a homomixer (M type, Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), the rotation speed
After high-speed stirring at 10,000 rpm for 1 minute,
Let stand for a while. Using a horizontal shaker, the amplitude is 40 mm.
Shake at a frequency of 150 times/min for 5 minutes, transfer to a measuring chamber,
Apparent viscosity was measured at 30 rpm using a B-type viscometer (No. 1 rotor). Example 1 Smectite viscosity produced from the Odo district of Niigata Prefecture was made into an aqueous slurry with a solid content of 10%. Impurities other than bentonite and cristobalite were removed by elutriation to obtain a slurry with a solid content of 3.5%. 27% of this solid content was cristobalite. 2 kg of this slurry was heated to a temperature in the range of 60°C to 65°C with stirring, and a solution of 28.7 g of distearyl dimethylene ammonium chloride and 50 ml of isopropyl alcohol heated to 60°C was added. After continued stirring for 30 minutes, the slurry was filtered and the resulting wet cake was dispersed in 700 ml of water. Heat this slurry to 90℃ while stirring and add 12g of sodium hydroxide.
was added and reacted for 2 hours, filtered and washed with water, and heated to 95℃.
After drying for 20 hours, the powder was crushed to obtain a highly pure organic smectite powder. Example 2 The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of distearyldimethylammonium chloride was changed to 21.4 g. Example 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that the size of distearyldimethylammonium chloride was changed to 37.3 g. Example 4 Smectite viscosity produced from the Nakajo area of Niigata Prefecture was elutriated in the same manner as in Example 1 to obtain a slurry with a solid content of 4.3%. 18% of this solid content was lisktobalite. 1.6 kg of this slurry was heated to a temperature in the range of 60°C to 65°C with stirring, and a heated solution of 23.3 g of stearylbenzyldimethylammonium chloride and 100 ml of water was added. After stirring for 30 minutes, strain the slurry into the resulting cake.
Add 50g of 20% sodium hydroxide aqueous solution, mix well, autoclave the resulting paste at 130℃ for 1 hour, disperse in 500ml of water, filter and wash with water, dry at 105℃ for 18 hours, and then crush. As a result, high purity smectite powder was obtained. Example 5 The same operation as in Example 4 was carried out except that the amount of stearylbenzyldimethylammonium chloride was changed to 18.6 g. Example 6 The same operation as in Example 4 was carried out except that the amount of stearylbenzyldimethylammonium chloride was changed to 27.9 g. In Examples 7 to 12, the elutriated smectios slurry prepared in Example 1 was used. This slurry has a solids content of 3.5% and a solids content of 27%.
% was cristobalite. Example 7 Add sodium hydroxide to 2 kg of smectite slurry
After adding 12 g and heating to 90°C with stirring and reacting for 2 hours, the temperature was raised to 60-65°C, and a solution of 28.7 g of distearyldimethylammonium chloride and 50 ml of isopropyl alcohol heated to 60°C was added. After stirring for 30 minutes, filter the slurry and wash with water at 60℃.
The mixture was dried for 40 hours and ground to obtain a highly pure organic smectite powder. Example 8 Example 7 was repeated except that the amount of diestearyldimethylammonium chloride was changed to 21.4 g. Example 9 The same procedure as in Example 7 was carried out except that the amount of distearyldimethylammonium chloride was changed to 37.3 g. Example 10 2 kg of smectite slurry was heated to 90°C, and 28.7 kg of distearyldimethylammonium chloride was heated to 90°C.
A solution of 12 g of sodium hydroxide dissolved in 150 ml of isopropyl alcohol and 12 g of sodium hydroxide in 150 ml of water were simultaneously added (5 minutes) under stirring using a metering pump, and the reaction was carried out at 90°C for 2 hours. Summer. This was filtered and washed with water, dried at 60°C for 40 hours, and pulverized to obtain a powder of high purity organic smectite. Example 11 The experiment was carried out in Example 10 except that the amount of distearyldimethylammonium chloride was changed to 21.4 g. Example 12 The experiment was carried out in Example 10 except that the amount of distearyldimethylammonium chloride was changed to 37.3 g. Comparative Example 1 2 kg of the same elutriated smectite slurry used in Example 1 was heated to a temperature in the range of 60 to 65°C with stirring to form distearyldimethylammonium chloride.
28.7 g was added to 50 ml of isopropyl alcohol and the solution heated to ℃ was added. After continuing stirring for 30 minutes, the slurry was filtered and washed with water, dried at 95°C for 20 hours, and then ground to obtain organic simectite powder. Comparative Example 2 1.6 kg of the same elutriated smectite slurry used in Example 4 was heated to a temperature in the range of 60 to 65° C. with stirring, and a solution of 23.3 g of stearylbenzyldimethylammonium chloride dissolved in 100 ml of water was added. After stirring for 30 minutes, the slurry was filtered and washed with water, dried at 105℃ for 18 hours, and then ground.
Organic smectite powder was obtained. Examples 1 to 12
Table 1 shows the swelling degree and apparent viscosity measured using toluene as a solvent for the organic smemtite viscosities prepared in Comparative Examples 1 and 2.
第1図は実施例1の有機スメクタイト粘度及び
比較例1の有機スメクタイト粘度のX−線回折像
を示す線図である。
FIG. 1 is a diagram showing X-ray diffraction images of the organic smectite viscosity of Example 1 and the organic smectite viscosity of Comparative Example 1.
Claims (1)
を含む粘土鉱物と、有機カチオン性化合物とを反
応させる工程と、該粘土鉱物とアルカリとをクリ
ストバライトの結晶構造が実質上消失する条件下
に反応させる工程とを、この順序、逆の順序、あ
るいは同時に行い生成するケイ酸アルカリを有機
スメクタイト粘土から分離することを特徴とする
高純度有機スメクタイト粘土の製法。1 A step of reacting a clay mineral mainly composed of smectite and containing cristobalite with an organic cationic compound, and a step of reacting the clay mineral with an alkali under conditions in which the crystal structure of cristobalite substantially disappears. A method for producing high-purity organic smectite clay, which is characterized by separating the generated alkali silicate from the organic smectite clay in order, in the reverse order, or simultaneously.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP637086A JPS62167214A (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Production of high-purity organic smectites clay |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62167214A JPS62167214A (en) | 1987-07-23 |
| JPH0568407B2 true JPH0568407B2 (en) | 1993-09-28 |
Family
ID=11636480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP637086A Granted JPS62167214A (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Production of high-purity organic smectites clay |
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- 1986-01-17 JP JP637086A patent/JPS62167214A/en active Granted
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