层状双氢氧化物的改性制造技术

本发明专利技术涉及用于使层状双氢氧化物(LDH)改性的方法，该方法包括，a.提供包含式：[Mz+1-xM'y+x(OH)2]q+(Xn-)q/n.bH2O的层状双氢氧化物的材料，其中M和M'是金属阳离子，z是1或2，x是0.1至1，b是0至5，y是3或4，X是阴离子，n是1至3且q由x、y和z确定，b.可选地用水以及与水易混溶的混合溶剂的混合物洗涤该材料至少一次，和c.用至少一种第一溶剂洗涤在步骤a或步骤b中得到的材料至少一次，第一溶剂是与水易混溶的并且具有3.8至9范围内的溶剂极性P'以获得改性的层状双氢氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于使层状双氢氧化物(LDH)改性的方法，该方法包括，a.提供包含式：q+(Xn-)q/n.bH2O的层状双氢氧化物的材料，其中M和M'是金属阳离子，z是1或2，x是0.1至1，b是0至5，y是3或4，X是阴离子，n是1至3且q由x、y和z确定，b.可选地用水以及与水易混溶的混合溶剂的混合物洗涤该材料至少一次，和c.用至少一种第一溶剂洗涤在步骤a或步骤b中得到的材料至少一次，第一溶剂是与水易混溶的并且具有3.8至9范围内的溶剂极性P'以获得改性的层状双氢氧化物。【专利说明】层状双氢氧化物的改性
本专利技术涉及用于使层状双氧氧化物（层状双金属氧氧化物，layered double hydroxides,LDH)改性的方法，具体而言，通过利用使聚合物材料溶解于LDH分散体中的可 选择的、后续步骤来分散LDH。本专利技术还涉及LDH在溶剂中的稳定分散体以及聚合物与LDH 的复合材料。
技术介绍
层状双氢氧化物（LDH)是包含两种金属阳离子并且具有层状结构的一类化合 物。Structure and Bonding ;Vol 119,2005Layered Double Hydroxides ed.X Duan and D. G. Evans中提供了 LDH的综述。水滑石，或许是LDH的最知名的实例，已经研究了许多年。 可以在LDH结构的层之间插入阴离子。W0 99Λ4139公开了应用LDH来分离包括芳族和脂 肪族阴离子的阴离子。 LDH材料通常是亲水的，而且已证明它难以与通常疏水的材料形成LDH复合材料。 然而，提供LDH/聚合物复合材料将是大大有利的。 提供在相对非极性溶剂中LDH的稳定分散体也是有利的。已尝试使LDH改性，从 而能够形成稳定分散体或良好的复合材料。 W0-A-2〇〇7/06586〇涉及通过经由硅烷基团将有机阴离子化学连接至橡胶来制备 橡胶和LDH的纳米复合材料的方法。 EP-A-2174909涉及含有通常为酸性的有机化合物的LDH以减弱含LDH聚合物的褪 色。 W0-A-2〇07/〇6586涉及具有在其中插入的脂肪酸阴离子的LDH以促进与聚合物的 相容性。 遗憾的是，直到现在，使LDH用作聚合物/LDH复合材料中的纳米填料的先决条件 是使LDH薄片可与聚合物相容，这需要在聚合物或LDH并入聚合物基质之前对它们二者中 的任一个进行适当且昂贵的处理。因此，以前试图使LDH/相对非极性的体系稳定需要复杂 的处理并且常常不成功。此外，有机改性的LDH材料常常在相对低的温度下分解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决这些问题。因此，在第一方面，本专利技术提供一种用于使层状 双氢氧化物（LDH)改性的方法，该方法包括，（a)提供包含下式的层状双氢氧化物的材料· _ 〇] [Μ，-XM"+X (0H) 2Γ (X"。/n. bH20 其中M和M'是金属阳离子，z是1或2，x是〇· 1至I,b是〇至5，y是3或4，x是 阴呙子丨η是1至3且q由x、y和z确定，（b)可选地用水以及易与水混溶的混合溶剂的混 合^洗涤材料至少一次，和（c)用至少一种第一溶剂洗涤步骤 a或5中得到的材料至少一 次'桌溶剂是与水易混溶的并且优选具有在3.8至9范围内的溶剂极性（p，）以获得改性 的层状双氢氧化物。 、 基于由 Snyder 和 Kirkland (Snyder, L. R. ;Kirkland, J. J. In Introduction to modern liquid chromatography, 2nd ed. ；John Wiley and Sons:New York, 1979 ；pp 248-250,）报告的实验溶解度数据并且如下面实施例部分中的表格所描述定义溶剂极性 (P'）。 对MgFeZn/Al LDH而言，Μ可以是单一的金属阳尚子或者不同的金属阳离子例如 Mg、Zn、Fe的混合物。优选的Μ是Mg、Zn、Fe、Ca或这些的两种或多种的混合物。 优选地，z是2并且Μ是Ca或Mg或Zn或Fe。 优选地，M'是A1。 优选的 LDH 是 Mg/Al、Ca/Al 或 Zn/Al。 优选地，材料中所包含的LDH粒子的粒径在lnm至50微米、优选lmn至20微米、 更优选5nm至20微米且最优选10nm-20微米的范围内。 通常任何尺寸的LDH粒子都可以在该范围内，但是，优选地，LDH粒子具有该一个 或多个范围内的厚度（基本上垂直于粒子的层）。 虽然通常在用本专利技术的方法改性之后可以使用上达至20微米的LDH粒子或者使 其分散于非极性溶剂中，但是通常粒子越小，胶体溶液越稳定，而且对基于wt %的聚合物复 合材料的影响越大。因此，优选具有20微米或更小的粒径的LDH。 优选地，LDH粒子的长宽比将在30nm至1500nm(如薄片面积/薄片厚度所确定）、 优选80至500nm且更优选100nm至350nm的范围内。 LDH中的阴离子X可以是任何适当的阴离子、有机或无机的，优选选自卤化物（如， 氯化物）、无机含氧阴离子（oxyanion)(如，Ym0n(0H)p q_ ;m = 1-5 ;n = 2-10 ;p = 0-4, q = 1-5 ;Y = B、C、N、S、P)、阴离子型表面活性剂（如十二烷基磺酸钠、脂肪酸盐或硬脂酸钠）、 阴离子型发色团、阴离子型UV吸收剂（例如，4-羟基-3-10甲氧基苯甲酸、2-羟基-4甲 氧基苯甲酮-5-磺酸（HMBA)、4-羟基-3-甲氧基-肉桂酸、对氨基苯甲酸和/或尿刊酸 (urocanic acid))或它们的混合物。 用水和混合溶剂的混合物洗涤的步骤获得更进一步改进的结果，该结果包括（如 果随后使材料分散）烃溶剂中改进的LDH分散体。如果与水混合的混合溶剂中包含相对极 性的溶剂，则它是优选的，更优选地是醇且最优选地，混合溶剂是q至C 3醇，如，甲醇、乙醇 或丙醇。混合溶剂与水的优选体积比在1:2至2:1的范围内。 如果第一溶剂是中性或碱性的，则它是优选的。虽然可以使用一些相对弱酸溶剂， 但是如果pH太低，那么这可能会不利地影响LDH的性能并且非常低的pH可能会导致LDH 的溶解，伴随全过程效率的降低。因此，优选地，当在该过程中使用时，第一溶剂具有7或更 高的pH。 通常地，可以使用任何合适的第一溶剂，但是优选的第一溶剂选自丙酮、乙腈、二 甲基甲酰胺、二甲亚砜、二噁烷、乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、2-丙醇或四氢呋喃中的一种或 多种。 优选地，该方法还包括步骤d :使步骤c中得到的经洗涤的材料分散于第二、烃溶 剂中以形成烃分散的层状双氢氧化物。 该方法是极为有利的，因为尽管作为这样简单的方法，它仍令人惊奇地得到了包 含LDH的材料在烃溶剂中的良好分散体，尽管事实上烃溶剂是非极性的。得到的烃分散的 层状双氢氧化物有利地适用于各种应用并且可以用于进一步加工。通过制备LDH在适当溶 剂中的稳定分散体，不需要LDH的预处理（例如，用脂肪酸插入）或聚合物链的功能化（官 能化，functionalisation) 〇 本专利技术的另一个极大优势在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使层状双氢氧化物(LDH)改性的方法，所述方法包括，a.提供包含下式的层状双氢氧化物的材料：[Mz+1‑xM'y+x(OH)2]q+(Xn‑)q/n.bH2O其中M和M'是金属阳离子，z是1或2，x是0.1至1，b是0至5，y是3或4，X是阴离子，n是1至3且q由x、y和z确定，b.可选地用水以及与水易混溶的混合溶剂的混合物洗涤所述材料至少一次，和c.用至少一种第一溶剂洗涤在步骤a或步骤b中获得的所述材料至少一次，所述第一溶剂是与水易混溶的并且具有在3.8至9的范围内的溶剂极性P'以获得改性的层状双氢氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：德莫特·奥黑尔，王强，
申请(专利权)人：SCG化学有限公司，
类型：发明
国别省市：泰国;TH