DE3636850C2

DE3636850C2 -

Info

Publication number: DE3636850C2
Application number: DE3636850A
Authority: DE
Inventors: Thomas Michael Tymon; Shelly S. Lancaster Pa. Us Niznik
Original assignee: Armstrong World Industries Inc
Current assignee: Armstrong World Industries Inc
Priority date: 1985-11-04
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1989-08-31
Also published as: IT1214549B; CH674002A5; LU86645A1; GB8626280D0; DE3636850A1; GB2184107B; US4800041A; GB2184107A; AU6465086A; NL8602757A; SE463712B; BE905690A; AU578171B2; FR2589459B1; CA1284406C; SE8604673D0; SE8604673L; IT8622142A0; FR2589459A1

Description

Bekannt ist die Herstellung eines Vermiculitpapiers nach einem üblichen Papierherstellungsverfahren, z. B. nach dem Wet-laid-Verfahren, unter Verwendung von stark dissoziiertem Vermiculit. Ein derartiger dissoziierter Vermiculit kann gewöhnlich z. B. nach dem Verfahren gemäß der US-PS 33 25 340 hergestellt werden, wonach die Vermiculitkristalle mit verschiedenen Kationen behandelt werden, um eine starke Quellung zu erzielen, d. h. um ca. das 30fache der ursprünglichen Abmessungen, wobei die wirksamsten Kationen primäre Alkylammoniumkationen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe sind, insbesondere die Kationen von n-Butylammonium, i-Butylammonium, Propylammonium und i-Amylammonium. Es wurde gefunden, daß auf diese Weise hergestellte Vermiculitsuspensionen zwar zur Bildung von Stoffen mit vielen ausgezeichneten Eigenschaften verwendet werden können, diese Stoffe jedoch stark feuchtigkeitsempfindlich sind.

Aus der DE-OS 35 35 031 und der DE-OS 36 06 217 ist ein Verfahren zur Herstellung von wasserbeständigen Filmen und Silikaten das dadurch gekennzeichnet ist, daß man an dissoziiertem Vermiculit eine Ionenaustauschreaktion durchführt, wobei man als Austauschkationen die dort definierten Guanidinkationanalogen bzw. polyaminderivierte Kationen verwendet, um einen geflockten Vermiculit zu bilden, aus dem ein Film oder ein Papier hergestellt werden kann, das hohe Wasser- und Temperaturbeständigkeit aufweist.

Aus der DE-OS 31 49 131 sind mit quartären Ammoniumverbindungen modifizierte synthetische Schichtsilikate bekannt, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung derartiger Schichtsilikate als Verdickungsmittel.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Blattsilikatsuspensionen bereitzustellen, die nach der Verarbeitung den aus den bekannten Dispersionen hergestellten Filmen mechanisch überlegen sind. Außerdem sollte das Verfahren einfacher und sicherer ausführbar sein.

Diese Aufgabe wird wie aus den vorstehenden Ansprüchen ersichtlich gelöst.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wäßrigen Suspensionen gegenüber den bekannten Dispersionen Vorteile in der Verarbeitung aufweisen. Außerdem sind aus den erfindungsgemäßen Dispersionen hergestellte Filme mechanisch besser als die aus bekannten Dispersionen hergestellten Filme. Dies gilt insbesondere dann, wenn in der ersten Stufe das Diethylammoniumkation verwendet wird.

Die bevorzugten Alkylgruppen, die Substituenten am Stick- bevorzugten Alkylgruppen, die Substituenten am Stickstoffatom sind, sind solche, die entweder zwei oder drei Kohlenstoffatome aufweisen. Die am meisten bevorzugten Alkylammoniumkationen sind Diethyl-, Triethyl-, Tetraethyl- und Dipropylammonium, insbesondere das Diethylammonium.

Es ist wichtig, sich bei der vorliegenden Erfindung vor Augen zu halten, daß sie auf 2 : 1 geschichtete Silikate, nämlich Glimmer und Vermiculit und insbesondere auf Glimmer, Vermiculit und deren Mischungen gerichtet ist. Es gibt eine Anzahl geschichteter Silikate, die jedoch nicht 2 : 1 geschichtet sind. Dies ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal, da die anderen Silikate wie Tone, Bentonite, Hectorite usw. chemisch anders als die 2 : 1 geschichteten Silikate (Glimmer und Vermiculit) reagieren. Ton weist eine bedeutend niedrigere Ladungsdichte auf und ist nicht 2 : 1 geschichtet. Aus diesem Grund reagiert Ton ganz anders als Glimmer und Vermiculit, selbst wenn er identischen Ionen ausgesetzt wird. Hectorit- und Bentonitton, beispielsweise, kann im Gegensatz zu Vermicult und Glimmer mit bestimmten erfindungsgemäßen Kationen nicht ausflocken (GB-PS 9 04 880).

Die erfindungsgemäß verwendeten geschichteten Silikate sind 2 : 1 geschichtete Silikate (näheres dazu siehe Crystal Structures of Clay Materials and their X-Ray Identification by G. W. Brindley and G. Brown, publiziert in Mineralogical Society, 1980 (insbesondere Seiten 2-10). Der Ausdruck "Glimmer" bedeutet hier geschichtete Silikate mit einer Ladungsdichte von ca. 1. Vermiculite haben demgegenüber eine Ladungsdichte von ca. 0,6 bis 0,9. Zu den erfindungsgemäß verwendbaren geschichteten Silikaten zählen insbesondere Vermiculit, Muscovit, Phlogopit, Biotit, Fluorphlogopit, Lepidolit und Lepidomelan.

Der Ausdruck "Vermiculit" bedeutet hier die Gruppe von gesteinsbildenden Mineralien, die gekennzeichnet ist durch eine Schichtgitterstruktur, bei der die Silikatschichteinheiten eine Dicke von ca. 10Å aufweisen, wobei die Hauptelemente in den Schichten Magnesium, Eisen, Aluminium, Silicium und Sauerstoff sind und die Schichten durch eine oder zwei Lagen von mit Kationen wie Magnesium, Calcium, Natrium und Wasserstoff assoziierten Wassermolekülen voneinander getrennt sind und in bezug auf die Dicke der Basisschichteinheit von 10 Å eine beträchtliche seitliche Ausdehnung aufweist. Der Ausdruck "Vermiculit" umfaßt daher Minerale, die zur Gänze oder weitgehend aus Vermiculit oder Mineralen eines Mischschichttyps bestehen, die Vermiculitschichten als eine wichtige Komponente enthalten, wie z. B. Hydrobiotite und Chlorit- Vermiculite, umfaßt jedoch nicht Mineralien der Montmorillonitgruppe.

Allgemein kann gesagt werden, daß die Quellung von geschichteten Silikaten durch die Ladungsdichte beeinflußt wird. Es gibt z. B. gewisse Kationen, welche die Quellung von geschichteten Silikaten mit hoher Ladungsdichte nicht beschleunigen und auf diese Weise die Herstellung von beständigen Dispersionen auf Wasserbasis unter Verwendung dieser Stoffe verhindern. Insbesondere ist es nicht möglich, die Quellung von geschichteten Silikaten mit hoher Ladungsdichte (Glimmern) aus Lithium- und n-Butylammoniumkationen so stark zu beschleunigen, daß beständige Suspensionen hergestellt werden können. Es wurde jedoch gefunden, daß die erfindungsgemäßen organischen Kationen zur Quellung von 2 : 1 geschichteten Silikaten mit hoher Ladungsdichte (Glimmer) verwendet werden können.

Die dissoziierte Blattsilikatsuspension kann durch Kontaktierung von Kristallen von 2 : 1 geschichteten Silikaten mit einer Lösung bereitet werden, die eines der oben angegebenen Alkylammoniumkationen enthält, wonach man die behandelten Kristalle solange in Wasser taucht, bis der Ionenaustausch stattgefunden hat, wodurch man die Kristalle zur Quellung bringt und man schließlich die erhaltenen gequollenen Kristalle während des Eintauchens in Wasser einer Scherbeanspruchung unterwirft, wodurch diese Kristalle unter Bildung einer Suspension dispergiert werden.

Die üblicherweise verwendeten 2 : 1 Blattsilikate sind Glimmer oder Vermiculit. Das Verfahren kann mit natürlichen oder synthetischen 2 : 1 geschichteten Silikaten durchgeführt werden. Bei Verwendung von natürlichen 2 : 1 geschichteten Silikaten ist Kalium häufig das Zwischengitterion. Da Kalium schwer auszutauschen ist, ist die für die erste Stufe der vorliegenden Erfindung erforderliche Zeitdauer für praktische Zwecke nicht geeignet. Es ist daher vorzuziehen, diese geschichteten Silikate einem vorgängigen Ionenaustausch zu unterziehen, wodurch man die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen natürlichen 2 : 1 geschichteten Silikate erhält. Kalium kann mit Natrium oder mit Natrium und dann mit Lithium ausgetauscht werden. Vorzugsweise wird im Falle von natürlichem Glimmer Kalium mit Natrium ausgetauscht, das dann mit Lithium ausgetauscht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dann durch Austausch des Lithiums mit dem gewählten Alkylammoniumkation durchgeführt werden. Im Falle von Vermiculit ist es vorzuziehen, lediglich die austauschbaren Zwischenschichtionen mit Natrium auszutauschen. Das geschichtete Vermiculitsilikat wird dann für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet. Führt man diese Stufen des Ionenaustauschs durch, kann die für die Quellung der Schichten der 2 : 1 geschichteten Silikate erforderliche Zeitdauer erheblich vermindert und die Dispersion rasch hergestellt werden. Eine annehmbare Zeitdauer für die vorgängige Ionenaustauschreaktion beträgt ½ Stunde bis 24 Stunden, vorzugsweise ½ Stunde bis 10 Stunden.

Nach dem Quellen mit der Alkylammoniumverbindung und vor Anwendung der Scherbeanspruchung für die Herstellung der Dispersion (Suspension) wird das gequollene 2 : 1 geschichtete Silikat vorzugsweise filtriert und dann zur Entfernung der Restionen gewaschen. Danach kann dann das gequollene 2 : 1 geschichtete Silikat in eine Lösung mit einem entsprechenden polaren Lösungsmittel zur Bereitung der Dispersion gegeben werden. Das üblicherweise verwendete Lösungsmittel ist Wasser. Bei der Vorbereitung der Lösung für die Dispersion kann der Feststoffgehalt des 2 : 1 geschichteten Silikats eingestellt werden. Die Scherbeanspruchung wird auf gequollenen Silikatschichten angewandt, um sie in der Lösung zu dispergieren. Die Scherbeanspruchung erfolgt mit Hilfe von Mixern oder Mühlen. Bevorzugte Mühlen sind dabei solche vom Gegenlaufscheibentyp oder Mühlen zur Ultraschallbehandlung.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Vermiculit- und Glimmerdispersionen sind besser verarbeitbar als die bekannten Dispersionen, und können leichter gewaschen werden. Die erfindungsgemäßen Dispersionen können außerdem durch Filtration bis zur Erzielung eines restsalzfreien Zustandes in erheblich kürzerer Zeit als die bekannten Dispersionen gewaschen werden.

Zur Erzeugung von hochtemperatur- und wasserbeständigen Produkten wie Filmen aus den erfindungsgemäßen Dispersionen werden diese gewöhnlich, wie in der DE-OS 35 35 031 und in der DE-OS 36 06 217 beschrieben, unter Rühren mit einer Quelle von Guanidinkationenanalogen oder polyaminderivierten Kationen, die als Austauschkationen mit den dispergierten 2 : 1 geschichteten Silikaten fungieren, umgesetzt, um dadurch eine Ionenaustauschreaktion unter Bildung einer ausgeflockten Mineralsuspension durchzuführen, die dann zur Herstellung des gewünschten Produktes verwendet werden kann. Das bevorzugte Konzentrat für die Guanidinium- oder Polyaminionen ist eine 0,2-molare bis 1-molare Lösung.

Es kann aber auch zuerst aus den erfindungsgemäßen Dispersionen ein Film gebildet werden, wonach auf diesem unter Verwendung von Guanidinkationenanalogen oder polyaminderivierten Kationen eine Kationenaustauschreaktion durchgeführt werden, was gewöhnlich durch Eintauchen des nassen Films in eine Lösung von polyaminderivierten Kationen oder Guandinkationenanalogen durchgeführt wird.

Die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Dispersionen sind den aus bekannten Dispersionen hergestellten Filmen mechanisch überlegen.

Es muß weiterhin beachtet werden, daß es sich bei den erfindungsgemäßen Dispersionen um völlig polare Dispersionen handelt. Ein oleophiles Produkt kann nicht erhalten werden. Vermiculit und/oder Glimmer können durch die erfindungsgemäßen Kationen lediglich für hydrophile Lösungsmittel zubereitet werden. Deshalb sind diese Kationen erfindungsgemäß oleophob. Dies ist ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zur DE-OS 31 49 131.

Die Behandlung der 2 : 1 geschichteten Silikate mit den Alkylammoniumkationen auf der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt während einer wirksamen Zeitdauer. Während des Waschens und nach dem Austausch genügt im allgemeinen eine visuelle Überprüfung zur Feststellung des erfolgten Ionenaustauschs und damit der Quellung der Silikatschichten bis zu einem Grad, bei dem sie dispergiert werden können. Vorzugsweise wird dieser Austausch auf der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wenigstens ½ Stunde lang lang durchgeführt. Obwohl keine reale maximale Zeitdauer für diesen Austausch feststeht, ist es doch wünschenswert, die erste Stufe so rasch wie möglich durchzuführen. Der Ionenaustausch auf der ersten Stufe kann während ½ Stunde bis 10 Stunden und insbesondere während 2 bis 5 Stunden durchgeführt werden.

Die auf der ersten Stufe verwendeten Alkylammoniumkationen sollten in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, um die Durchführung dieses Ionenaustausch des 2 : 1 geschichteten Silikats zu gewährleisten. Obwohl ein breiter Molverhältnisbereich von Alkylammoniumkationen und Silikat in Frage kommt, ist doch ein Konzentrationbereich für die Alkylammoniumkationenlösung von 0,2 bis 3 molar wünschenswert, wobei das Verhältnis von Lösung zu Silikat mindestens 1 g Lösung pro g Silikat beträgt.

Die bevorzugte Technik für die Filmherstellung für die erfindungsgemäßen Dispersionen ist das Aufziehen eines Films auf eine geeignete Oberfläche unter nachfolgender Behandlung des Films mit einer Lösung von Melamin- oder Guanidinkationen für den Ionenaustausch. Nach dem Ionenaustausch während einer ausreichenden Zeitdauer kann der Film entweder entfernt werden, oder die Filmoberfläche wird mit einer anderen Filmschicht überzogen, um auf diese Weise einen dickeren Film herzustellen. Dieser Film wird dann seinerseits auch in eine Guanidin- oder Melaminkationen enthaltende Lösung solange eingetaucht, bis der Ionenaustausch stattgefunden hat. Weist der Film dann ausreichende Dicke auf, kann er entfernt werden oder mit einem anderen Film beschichtet werden, wonach dann der Ionenaustausch zur Erzielung eines noch dickeren Films durchgeführt werden kann.

In den nachfolgenden Beispielen sind sämtliche Teile und Prozentanteile, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Eine 100-g-Probe von Natriumvermiculit wurde 5 Stunden lang in 1-Liter einer 0,5-molaren Lösung von Diethylammoniumhydrochlorid in Wasser unter Rückflußbedingungen erwärmt. Dann wurde der Vermiculit zur Entfernung überschüssiger Salze und zur Beschleunigung der Quellung in einem Büchnertrichter gewaschen. Zur Sicherstellung der Entfernung des Restsalzes wurde zur Überprüfung auf Chlorid eine Silbernitratlösung verwendet. Anschließend wurde der gequollene Vermiculit in einem Rührwerk zur Bildung einer feinen homogenen Dispersion gerührt. Der Feststoffgehalt der Lösung wurde dann auf 10% eingestellt. Danach wurde mit Hilfe eines 0,11 mm Byrd-Applikators mit einer Breite von 12,7 cm auf einer Glasplatte ein 0,11 mm dicker nasser Film der Dispersion aufgezogen. Die Abmessungen des Films betrugen 21,6 cm×27,9 cm.

Dann wurde die Glasplatte mit dem darauf haftenden Film in eine 1M-Guanidiniumhydrochloridlösung getaucht, um einen Kationenaustausch zwischen den Guanidiniumkationen und den Zwischenschichtkationen des Vermiculits zu bewirken. Auf dem Film bildete sich dadurch augenblicklich ein Häutchen, das anzeigt, daß der Ionenaustausch stattgefunden hat. Nach 10 Minuten wurde der Film von der Platte entfernt, zur Entfernung der Restsalze in deionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet. Der Film zeigte ausgezeichnete Biegsamkeit und ein ausgezeichnetes Vermögen, die Festigkeit in feuchtem Zustand beizubehalten.

Beispiel 2

Eine 100-g-Probe von Natriumvermiculit wurde 5 Stunden lang in 1-Liter einer 0,5-molaren Lösung von Triethylammoniumchlorid in Wasser unter Rückflußbedingungen erwärmt. Dann wurde der Vermiculit zur Entfernung überschüssiger Salze und zur Beschleunigung der Quellung gewaschen. Anschließend wurde der gequollene Vermiculit in einem Rührwerk zur Bildung einer feinen homogenen Dispersion gerührt. Der Feststoffgehalt wurde dann auf 10% eingestellt. Danach wurde mit Hilfe eines 0,11 mm Byrd-Applikators mit einer Breite von 12,7 cm auf einer Glasplatte ein 0,11 mm dicker nasser Film der Dispersion aufgezogen. Dann wurde die Glasplatte mit dem darauf haftenden Film in eine 1M-Guanidiniumhydrochloridlösung getaucht, um einen Kationenaustausch zwischen den Guanidiniumkationen und den Zwischenschichtkationen des Vermiculits zu bewirken. Auf dem Film bildete sich dadurch augenblicklich ein Häutchen, das anzeigt, daß der Ionenaustausch stattgefunden hat. Nach 10 Minuten wurde der Film von der Platte entfernt, zur Entfernung der Restsalze in deionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet. Der Film zeigte ausgezeichnete Biegsamkeit und ein ausgezeichnetes Vermögen, die Festigkeit in feuchtem Zustand beizubehalten.

Beispiel 3

Eine 100-g-Probe von Natriumvermiculit wurde 5 Stunden lang in 1-Liter einer 0,5-molaren Lösung von Tetraethylammonium in Wasser unter Rückflußbedingungen erwärmt. Dann wurde der Vermiculit zur Entfernung überschüssiger Salze und zur Beschleunigung der Quellung gewaschen. Anschließend wurde der gequollene Vermiculit in einem Rührwerk zur Bildung einer feinen homogenen Dispersion gerührt. Der Feststoffgehalt wurde dann auf 10% eingestellt. Danach wurde mit Hilfe eines 0,11 mm Byrd-Applikators mit einer Breite von 12,7 cm auf einer Glasplatte ein 0,11 mm dicker nasser Film der Dispersion aufgezogen. Dann wurde die Glasplatte mit dem darauf haftenden Film in eine 1M-Guanidiniumhydrochloridlösung getaucht, um einen Kationenaustausch zwischen den Guanidiniumkationen und den Zwischenschichtkationen des Vermiculits zu bewirken. Auf dem Film bildete sich dadurch augenblicklich ein Häutchen, das anzeigt, daß der Ionenaustausch stattgefunden hat. Nach 10 Minuten wurde der Film von der Platte entfernt, zur Entfernung der Restsalze in deionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet. Der Film zeigte ausgezeichnete Biegsamkeit und ein ausgezeichnetes Vermögen, die Festigkeit in feuchtem Zustand beizubehalten.

Beispiel 4

Das verwendete 2 : 1 geschichtete Silikat war ein Glimmer mit hoher Ladungsdichte (Natriumphlogopit). 5 g Natriumphlogopit (K-Gehalt verringert nach den in Clays and Clay Minerals, Vol 14, S. 69-81; (1966) und Vol. 16, S. 321-322 beschriebenen Verfahren) wurden mit 1 Mol LiCl in einer wäßrigen Lösung unter Rückflußbedingungen erwärmt. Nach der Behandlung unter Rückflußbedingungen während 8 Stunden wurde aus dem Lithiumphlogopit der LiCl-Überschuß mit deionisiertem Wasser ausgewaschen. Zur Sicherstellung der Entfernung des Restsalzes wurde Silbernitrat verwendet.

Zu diesem Zeitpunkt war keine makroskopische Quellung des Lithiumphlogopits festzustellen, so daß eine beständige Dispersion auf Wasserbasis nicht bereitet werden konnte. Obwohl fast die gesamte Natriummenge im Phlogopit durch Lithium ersetzt worden war, setzte sich der Lithiumphlogopit nur geringfügig aus dem Wasser ab.

Der auf diese Weise erhaltene Lithiumphlogopit wurde gesammelt und in zwei Portionen zu je ca. 2,5 g aufgeteilt. Diese wurden dann wie nachfolgend in Teil A und B beschrieben behandelt.

Teil A

Durch Zugabe von N-Butylamin zu deionisiertem Wasser und Einstellung des pH's der Lösung auf den Wert 7 wurden 250 ml einer wäßrigen Lösung von 1-molaren Butylammoniumchlorid bereitet. Danach wurde eine der 2,5 g Portionen von Lithiumphlogopit in dieser Lösung während ca. 8 Stunden unter Rückflußbedingungen erwärmt. Danach wurde der N-Butylammoniumphlogopit zur Entfernung der Lösung mit deionisiertem Wasser gewaschen. Die gewaschene Lösung wurde dann mit Ammoniumnitrat geprüft, bis kein Chlorid mehr nachzuweisen war. Es war keine makroskopische Quellung des Butylammoniumphlogopits festzustellen, weshalb es auch nicht möglich war, daraus eine beständige Dispersion auf Wasserbasis herzustellen.

Zur Feststellung des Abstandes zwischen den Schichten wurden der in diesem Beispiel hergestellte Lithiumphlogopit und N-Butylammoniumphlogopit der Röntgenbeugungsanalyse unterzogen. Der Abstand (d 001) für Lithiumphlogopit betrug 12,1 Å und der Zwischenraum für N-Butylammoniumphlogopit (d 001) 14,9 Å. Dies zeigt, daß die Zwischengitterionen mit Erfolg ausgetauscht wurden. Mit N-Butylammoniumkationen wurde eine geringe Quellung des Phlogopits erreicht, die jedoch für die Bereitung einer Dispersion nicht ausreicht.

Teil B

Durch Zugabe von Diethylamin zu 250 ml deionisertem Wasser und Einstellung des pH's auf den Wert 7 mit HCl wurden 250 ml einer 1-molaren Lösung von Diethylammoniumchlorid bereitet. Die zweite 2,5 g Portion Lithiumphlogopit wurde in dieser Lösung ca. 8 Stunden lang unter Rückflußbedingungen erwärmt. Danach wurde der gesammelte Ammoniumphlogopit zur Entfernung der Restsalze gewaschen. Dann wurde wieder zur Feststellung, daß im Phlogopit kein Chlorid mehr vorhanden war, mit Silbernitrat geprüft. Es wurde eine Quellung des Diethylammoniumphlogopits festgestellt. Der Abstand (d 001) für Diethylammoniumphlogopit betrug 17,4 Å, was bedeutete, daß die Ionen erfolgreich ausgetauscht worden waren. Eine Diethylammoniumphlogopit enthaltende Lösung wurde der Scherbeanspruchung unterworfen, d. h. gerührt, wodurch man mit ca. 50 ml Wasser eine beständige Lösung auf Wasserbasis erhielt. Die Dispersion war viskos. Durch Entfernung von Wasser zur Bereitung einer Dispersion mit 10% Feststoffgehalt wurde die Viskosität angehoben.

Die Diethylammoniumphlogopitdisperion zeigte außerdem gute filmbildende Eigenschaften. Zum Aufgießen eines Films aus der Diethylammoniumphlogopitdispersion mit Hilfe eines 0,25 mm (10 mil)-Filmbeschichters (Byrd- Applikator) wurde eine Glasplatte verwendet.

Beispiel 5

Zur Bereitung einer beständigen Dispersion unter Verwendung von Diethylammoniumkationen wurde Lithiumfluorphlogopit verwendet. Dieser war erhalten worden unter Verwendung eines synthetischen Glimmernatriumfluorphlogopits, der dann dem Ionenaustausch zur Herstellung des Lithiumphlogopits unterzogen worden war. 2,5 g Lithiumfluorphlogopit wurden unter Rückflußbedingungen mit 250 ml einer 1-molaren Lösung von Diethylammoniumchlorid erwärmt. Danach wurde der erhaltene Diethylammoniumphlogopit zur Entfernung der Restsalze gewaschen. Der Diethylammoniumphlogopit zeigte entsprechende Quellung, und es konnte eine beständige Dispersion auf Wasserbasis bereitet werden. Danach wurde die Dispersion durch Entfernung von Wasser auf einen Feststoffgehalt von 10% eingestellt. Die Dispersion wurde dann zur Herstellung eines Films verwendet.

Beispiel 6

Zur Herstellung von Lithiummuscovit wurde Natriummuscovit vom Typ Effingham, erhalten durch Verringerung des K-Gehalts, verwendet. 2,5 g Lithiummuscovit wurden 8 Stunden den lang mit 250 ml einer 1-molaren Lösung von Diethylammoniumchlorid unter Rückflußbedingungen erwärmt. Der Muscovit wurde dann gewaschen, bis kein Restsalz mehr vorhanden war. Es wurde eine entsprechende Quellung festgestellt. Dann wurde eine beständige Dispersion auf Wasserbasis bereitet, wonach der Feststoffgehalt durch Entfernung von Wasser auf 10% eingestellt wurde. Aus dieser Dispersion wurde ein Film hergestellt.

In Teil A des Beispiels 4 wird ein Vergleich mit Butylammoniumfluorid gezogen. Mit diesem Kation kann keine Dispersion von Glimmer erhalten werden. Butylammonium ergab eine Schwellung von 14 Å und keine wäßrige Suspension von Glimmer, während Diethylammonium eine Schwellung von über 17 Å und einen gequollenen Glimmer, der zu einem Film verarbeitet werden konnte, ermöglichte. Dies war keineswegs offensichtlich. In Teil B des Beispiels 4 wird gezeigt, daß eine Dispersion von Glimmer mit Diethylammonium hergestellt werden kann. Aus den Versuchsdaten (Beispiel 5 und Beispiel 1) ist ebenfalls ersichtlich, daß mit Diethylammoniumkationen Dispersionen hergestellt werden können.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Blattsilikatsuspension, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) Vermiculit- und/oder Glimmerkristalle mit einer wäßrigen, eine Alkylammoniumverbindung enthaltenden Lösung zur Durchführung des Ionenaustauschs und zur Quellung der Silikatschichten entsprechend lange behandelt und
b) die Silikatschichten unter Scherbeanspruchung zur Bildung einer beständigen wäßrigen Blattsilikatsuspension dispergiert,

wobei das Kation der Alkylammoniumverbindung durch die allgemeine Formel beschrieben wird, worin R, R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander H oder C₂-C₄-Alkyl bedeuten, mit der Maßgabe, daß nicht mehr als zwei der Liganden Wasserstoff sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keton aus der Gruppe Diethyl-, Triethyl-, Tetraethyl- und Dipropylammonium ausgewählt wird.

3. Verfahren nach Ansprucht 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich austauschbare Zwischengitterionen enthaltende Blattsiliktsuspension mit wenigstens einer Art von Guanidinkation-Analogen oder polyaminderivierten Kationen in Berührung bringt, um auf diese Weise eine Ionenaustauschreaktion zwischen wenigstens einem Teil der austauschbaren Vermiculitzwischengitterionen und wenigstens einem Teil der guanidinderivierten Kationen durchzuführen und eine ausgeflockte Mineralsuspension zu bilden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Ionenaustauschreaktion die Blattsilikatsuspension in Form eines Films aufzieht.

5. Film, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 4.

6. Suspension, hergestellt nach einem der Verfahren nach Anspruch 1 bis 3.