[其他]絮凝的2∶1層狀硅酸鹽及由其制成的耐水制品

無效

• 申請號: 88101836
• 申請日: 1988-02-17
• 公開（公告）號: CN88101836A
• 公開（公告）日: 1988-12-07
• 發明（設計）人: 沃克·約翰·博爾思;理查德·艾倫·布魯貝克;謝利·奈澤尼克·加曼;劉易斯·科勒霍斯福爾德;倫尼思·庫恩莫科;倫馬斯·邁克爾蒂曼
• 申請（專利權）人: 阿姆斯特朗世界工業公司
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;B32B9/04;B32B5/16;C03C10/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 羅英銘

人們知道可由水溶脹的無機材料，特別是溶脹的硅酸鹽凝膠生產出非石棉紙和/或薄片。例如，美國專利4239519號是關于制備人造、無機、含晶體可膠凝、水溶脹的片狀硅酸鹽和某些制品，諸如由它們制造的紙、纖維、薄膜、板材和疊層制品。這些非石棉紙和/或薄片顯示出良好的高溫穩定性和耐化學性。而且，由于在它們的制造中未利用石棉纖維，所以它們不存在與含石棉制品有關的損害健康的問題。

美國專利4239519號介紹一種用于生產所說的紙或片狀制品的、可膠凝的硅酸鹽母體的方法，它包括三個主要步驟：（a）形成一種全部或基本結晶體，該結晶體含有基本上是由鋰和/或鈉的水溶脹云母（選自氟水輝石、羥基水輝石、硼氟金云母、羥基硼金云母）和處于上述的云母和那些結構上相似的物質（選自滑石、氟滑石、聚鋰云母、氟聚鋰云母、金云母和氟金云母）之間的各種固溶體組成的結晶;（b）使該結晶體與一種極性液體（通常為水）相接觸，引起溶脹和分解，同時形成凝膠;（c）視不同的應用將凝膠的固液比調整到所要求的值。玻璃-陶瓷是優選的原料結晶體。然后，使產物與大陽離子（即，離子半徑大于鋰離子半徑）源相接觸，引起凝膠的宏觀絮凝，并在大陽離子和結晶的中間層中的Li⁺和/或Na⁺離子之間發生離子交換反應。

此外，美國專利3325340號和3454917號介紹了制造脹蛭石片狀晶體的水分散體的方法。由于在其中導入了間充離子，諸如：（1）在每一碳基團中包含2-6個碳原子的烷基陽離子，如甲基丁基銨、正丁銨、丙銨和異戊基銨;（2）陽離子形式的氨基酸，如賴氨酸和烏氨酸;和/或（3）鋰。

盡管通過上述的現有技術方法所制造的制品如紙、片料和薄膜顯示卓越的耐熱性，并得到廣泛的應用，但是已發現這樣的制品一般顯示出不良的密封性，因此作為填料使用時，其用途受到限制。現有技術的制品對水具有一定程度的敏感性，當它們暴露在高溫環境或浸泡在水或其它極性液體中時，一般說來，其強度大大降低、機械性能和電性能嚴重下降。這種水敏感性相應地限制了先有技術制品在某些場合，例如蓋墊圈、電絕緣體、環境保護涂層和可以洗滌并在環境中穩定的建筑材料等方面的應用。

在此介紹若干個實施方案。

一個實施方案是介紹使用專門描述的陽離子來絮凝2∶1層狀硅酸鹽礦物料的水分散體的方法。令人驚奇的是，已經發現某些由二胺、三胺和四胺衍生的陽離子能絮凝2∶1層狀硅酸鹽，而不會保持、允許或引起硅酸鹽的分散。在該方法中，由二胺、三胺和四胺衍生的陽離子能被方便地用于與每結構單元帶有-0.4～1.0平均電荷的2∶1層狀硅酸鹽原料的水分散體進行離子交換反應。此離子交換反應將生成絮凝硅酸鹽。甚至在大量的水中，這種絮凝的2∶1層狀硅酸鹽原料具有半固態、軟的稠度。必須強調，就是這種的官能度具有絮凝這些硅酸鹽的能力。賴氨酸和烏氨酸它們的酸性部分的包含會干擾絮凝，因此這樣的基團應該避免。

一種制備顯示出耐水性的非石棉耐高溫制品的絮凝礦物原料的方法包括：（1）使每一結構單元具有平均電荷為-0.4～1.0并含可交換間充離子的溶脹2∶1層狀硅酸鹽與至少一種為主要由二銨化合物組成的化合物衍生的交換陽離子相接觸;由此，（2）至少部分可交換的間充離子和至少部分交換陽離子之間進行離子交換反應，然而進一步規定：2∶1層狀硅酸鹽是通過將它與一種極性液體經充分時間的接觸而使層間溶脹的，并形成凝膠。

重要的是應該認識到本法的硅酸鹽產物與硅酸鹽分散體、甚至與高固含量的分散體（它們是半固態凝膠）相比時也是非常不同的。本法所產生的絮凝層狀硅酸鹽原料不會象含其它間充陽離子諸如烏氨酸或正丁銨、正丙銨和鋰的層狀硅酸鹽的凝膠那樣容易地再分散在水中。

由于本發明的硅酸鹽絮凝物處于附聚狀態不易被再分散，因此本發明的離子交換產物可以洗滌，最好是用水洗滌。這是一種具有重要意義的特點，因為類似的間充陽離子交換的硅酸鹽組合物所制得的硅酸鹽產物并不保持附聚狀態、會被洗脫或在水中被再分散。

因此，本發明硅酸鹽-間充陽離子組合物的一個重要的特性是它的卓越耐水性。除此之外，本法所產生的絮凝體與現有技術的類似物相比，更容易被收集和處理。

通過使用由二胺化合物衍生的交換陽離子制備的本發明硅酸鹽原料，可以制造出高溫、阻燃、耐水的非石棉制品，諸如片料、紙、薄膜、纖維和疊層制品。令人吃驚的是，業已發現，這樣的制品通常顯示出卓越的機械性能。這一點可從試驗部分中列出的拉伸強度和抗穿破數據看出。