DE3145452A1 - Gel-forming, organophilic clay and process for its preparation - Google Patents
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Abstract
Description
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft organophile, organische Tonkomplexe, die in organischen Flüssigkeiten unter Bildung eines Gels darin dispergierbar sind. Je nach der Zusammensetzung des Gels können derartige Gele geeignet sein als Schmierfette, Schlämme auf Ölbasis, Bohrfluide bzw. Packerflüssigkeiten auf Ölbasis, Anstrichmittel-Firnis-Lack-Entferner, Anstrichmittel, Sandbindemittel für das Formsandformen, Klebstoffe und Dichtungsmittel, Druckfarben bzw. Tinten, laminierende Polyesterharze, Polyester-Gelüberzüge und dergl..The invention relates to organophilic, organic clay complexes, which in organic liquids are dispersible therein to form a gel. Ever Depending on the composition of the gel, such gels can be suitable as lubricating greases, Oil-based muds, drilling fluids or oil-based packer fluids, paint-varnish-paint remover, Paints, sand binders for molding sand molding, adhesives and sealants, Printing inks, laminating polyester resins, polyester gel coatings and the like ..
Es ist bekannt, daß organische Verbindungen, die ein Kation enthalten, unter günstigen Bedingungen durch Ionenaustausch mit Tonen reagieren, die ein negatives Schichtgitter und austauschbare Kationen enthalten, unter Bildung organophiler, organischer Tonprodukte. Falls das organische Kation mindestens eine Alkylgruppe mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen enthält, so weisen derartige Organotone die Eigenschaft der Quellung in bestimmten organischen Flüssigkeiten auf; vergl. beispielsweise US-PSen 2 531 427 und 2 966 506, auf die hier beide Bezug genommen wird, und das Buch "Clay Mineralogy", 2. Auflage, 1968, von Ralph E.It is known that organic compounds containing a cation react under favorable conditions by ion exchange with clays that have a negative Contain layer lattices and exchangeable cations, with the formation of organophilic, organic clay products. If the organic cation has at least one alkyl group contains at least 10 carbon atoms, such organoclays have the Property of swelling in certain organic liquids; See, for example U.S. Patents 2,531,427 and 2,966,506, both of which are incorporated herein by reference, and U.S. Patent Nos. 2,531,427 and 2,966,506 Book "Clay Mineralogy", 2nd edition, 1968, by Ralph E.
Grim (McGraw-Hill Book Company, Inc.), insbesondere Kapitel 10, Clay-Mineral-Organic Reactions; Seiten 356-368 - Ionic Reactions, Smectite; und Seiten 392-401 - Organophilic Clay-Mineral Complexes.Grim (McGraw-Hill Book Company, Inc.), especially Chapter 10, Clay-Mineral-Organic Reactions; Pages 356-368 - Ionic reactions, smectites; and pages 392-401 - Organophilic Clay-Mineral Complexes.
Es ist auch bekannt, daß organische Verbindungen, die in anionischer Form vorliegen, gewöhnlich von negativ geladenen Tonoberflächen eher abgestoßen als angezogen werden.It is also known that organic compounds that are in anionic Form, usually repelled by negatively charged clay surfaces than to be attracted.
Dieser Effekt wird als "negative Adsorption" bezeichnet.This effect is known as "negative adsorption".
Jedoch kann eine positive AdorpÜion von Anionen aufLreten unter Bedingungen, bei denen derartige Verbindungen in der molekularen, d.h. undissozilerten Form, vorliegen; vergl. Chemistry of Clay - Organic Reactions", 1974, von B.K.G.Theng, John Wiley & Sons.However, a positive adorpion of anions can occur under conditions in which such compounds in the molecular, i.e. undissociated form, exist; see Chemistry of Clay - Organic Reactions ", 1974, by B.K.G.Theng, John Wiley & Sons.
Im Gegensatz hierzu hat Wada gefunden, daß dieses Phänomen, d.h. die Adsorption, mit bestimmten ionischen Verbindungen auftritt, bei der Umsetzung mit Halloysit, Material der Kaolinitgruppe, unter Bildung von Intersalaten. Die Unter salatbildung wurde erzielt durch Vermahlen des Minerals mit feuchten Kristallen von Salzen der Carbonsäuren mit niedrigem Molekulargewicht oder durch Kontaktieren des Minerals mit gesättigten Lösungen. Dieser Zwischenschicht-Komplex enthielt das vollständige Salz sowie Wasser. Das Intersalat-Material wurde jedoch durch Waschen mit Wasser entfernt, was entweder zur Hydratisierung der Zwischenschicht oder zum Zusammenbruch des ursprünglichen Raums führte. Für eine Änderung des Basalraums fand sich kein Anhaltspunkt bei Montmorillonit, der mit Salzen behandelt worden war, im Gegensatz zu Halloysit; vergl. The American Minerologist, Band 44, 1959, von K. Wada "Oriented Penetration of Ionic Compounds between the Silicate Layers of Halloysit".In contrast, Wada found that this phenomenon, i.e. the Adsorption, with certain ionic compounds, occurs when reacting with Halloysite, a material of the kaolinite group, with the formation of intersalates. The sub Salad formation was achieved by grinding the mineral with moist crystals of salts of the carboxylic acids of low molecular weight or by contacting of the mineral with saturated solutions. This interlayer complex contained that complete salt as well as water. The intersalat material, however, was made by washing removed with water, either for hydration of the intermediate layer or for Collapse of the original space. For a change in the basal space there was no evidence of montmorillonite treated with salts was, in contrast to halloysite; See The American Minerologist, Vol. 44, 1959, by K. Wada, "Oriented Penetration of Ionic Compounds between the Silicate Layers of Halloysite ".
Seit der gewerblichen Einführung von Organotonen in den frühen 1950er Jahren ist es bekannt geworden, daß eine maximale Gelbildungs (Eindickungs) -Wirksamkeit von diesen Organotonen erzielt wird durch Zusatz eines polaren, organischen Materials mit niedrigem Molekulargewicht zu der Zusammensetzung. Derartige polare, organische Materialien wurden verschiedentlich als Dispergiermittel, Dispergierhilfen, Solvatisierungsmittel, Dispersionsmittel und dergl.Since the commercial introduction of organoclays in the early 1950s For years it has been known to have maximum gelling (thickening) efficiency of these Organotones is achieved by adding a polar, low molecular weight organic material to the composition. Such polar, organic materials have been used variously as dispersants, dispersing aids, Solvating agents, dispersing agents and the like.
bezeichnet; vergl. beispielsweise US-PSen 2 677 661 (O'Halloran); 2 704 276 (McCarthy et al.); 2 833 720 (Stratton); 2 879 229 (Stratton); 3 294 683 (Stansfield et al.). Die Verwendung derartiger Disperionshilfen erwies sich als unnötig bei Verwendung speziell aufgebauter, organophiler Tone, die sich von substituierten, quaternären Ammoniumverbindungen ableiten; vergl. US-PSen4 105 578 (Finlayson et al.) und 4 208 218 (Finlayson).designated; See, for example, U.S. Patents 2,677,661 (O'Halloran); 2,704,276 to McCarthy et al .; 2,833,720 to Stratton; 2,879,229 to Stratton; 3,294,683 (Stansfield et al.). The use of such dispersion aids was found to be unnecessary when using specially structured, organophilic clays that differ from substituted, derive quaternary ammonium compounds; See U.S. Patents 4,105,578 (Finlayson et al.) and 4,208,218 (Finlayson).
Im Gegensatz zu den bekannten Organoton-Zusammensetzungen wurde überraschenderweise ein selbstaktivierendes, rheologisches Mittel hergestellt, das den Zusatz von polaren Lösungsmittelaktivatoren nicht erfordert, wobei dieses Mittel hergestellt wird durch Reaktion eines organischen Kations, eines organischen Anions und eines Tons vom Smektit-Typ.In contrast to the known organoclay compositions, surprisingly a self-activating, rheological agent made with the addition of polar Solvent activators are not required, this agent being manufactured by Reaction of an organic cation, an organic anion and a clay from Smectite type.
Ein gelbildender, organophiler Ton mit einer verbesserten Dispergierbarkeit in nicht-wäßrigen Systemen wurde überraschenderweise gefunden, der enthält: das Reaktionsprodukt von (a) einer organischen Kation-Salzverbindung, in der das organische Kation folgende Formel aufweist: worin R1 ausgewählt ist aus der Gruppe einer ß,y-ungesättigten Alkylgruppe und einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und Gemischen davon; R2 eine langkettige Alkylgruppe mit 12 bis 60 Kohlenstoffatomen ist; R3 und R4 einzeln ausgewählt werden aus der Gruppe einer ß,-ungesättigten Alkylgruppe, einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, einer Aralkylgruppe, einer Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen und Gemischen davon; X ausgewählt wird aus einer Cfrz bestehend all. Phosphor und Stickstoff; (b) einem organischen Anion; und (c) einem Ton vom Smektit-Typ mit einem Kationenaustauschvermögen von mindestens 75 mÄquiv./100 g des Tons; wobei ein organischer Kation-organischer Anion-Komplex eingelagert ist mit dem Ton vom Smektit-Typ und die Kationenaustauschstellen des Tons vom Smektit-Typ mit dem organischen Kation substituiert sind.A gel-forming, organophilic clay with improved dispersibility in non-aqueous systems has surprisingly been found which contains: the reaction product of (a) an organic cation salt compound in which the organic cation has the following formula: wherein R1 is selected from the group consisting of a β, γ-unsaturated alkyl group and a hydroxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms and mixtures thereof; R2 is a long chain alkyl group having 12 to 60 carbon atoms; R3 and R4 are individually selected from the group consisting of a β-unsaturated alkyl group, a hydroxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aralkyl group, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and mixtures thereof; X is selected from a carbon consisting of all phosphorus and nitrogen; (b) an organic anion; and (c) a smectite-type clay having a cation exchange capacity of at least 75 meq / 100 g of the clay; wherein an organic cation-organic anion complex is intercalated with the smectite-type clay and the cation exchange sites of the smectite-type clay are substituted with the organic cation.
Die erfindungsgemäßen organophilen Tone können hergestellt werden durch Vermischen des organischen Anions mit einem Ton und Wasser miteinander, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 20 und 1000C, vorougsweise zwlsclsen 35 und 770C, während einer ausreichenden Zeit zur Herstellung eines homogenen Gemisches, gefolgt vom Zusatz des organischen Kations in ausreichenden Mengen, um dem Kationenaustauschvermögen des Tons und der kationischen Kapazität des organischen Anions zu genügen. Die Reihenfolge der Zugabe des organischen Kations und des organischen Anions ist nicht bedeutend, solange eine ausreichende Menge des organischen Kations zugesetzt wird. Tatsächlich können die entsprechenden Mengen an organischem Kation und Natriumsalz des organischen Anions in Lösung (Wasser und/oder 2-Propanol) bei einer Feststoffbasis von 20 bis 90% vorgemischt werden unter Bildung eines organischen Kation-organischen Anion-Komplexes und anschließend als eine Lösung zur Umsetzung mit der Tonaufschlämmung zugesetzt werden.The organophilic clays of the invention can be made by mixing the organic anion with a clay and water together, preferably at a temperature between 20 and 1000C, preferably between 35 and 770C, for a sufficient time to produce a homogeneous mixture the addition of the organic cation in sufficient quantities to improve the cation exchange capacity of the clay and the cationic capacity of the organic anion. The chronological order the addition of the organic cation and the organic anion is not important, as long as a sufficient amount of the organic cation is added. Indeed can use the appropriate amounts of organic cation and sodium salt of the organic Anions in solution (water and / or 2-propanol) on a solids basis of 20 to 90% are premixed to form an organic cation-organic anion complex and then as a solution for implementation with the clay slurry can be added.
Nach der Zugabe des organischen Anions und des organischen Kations wird das Gemisch unter Rühren bei einer Temperatur von 20 bis 1000C, vorzugsweise 35 bis 770C, während ausreichender Zeit umgesetzt, um die Bildung eines organischen Kation-organischen Anion-Komplexes zu ermöglichen, der miti dem Ton eingelagert ist, und die Kationenaustauschstellen des Tons werden durch das organische Kation substituiert.After adding the organic anion and the organic cation the mixture is stirred at a temperature of 20 to 1000C, preferably 35 to 770C, reacted for sufficient time to form an organic Allow cation-organic anion complex to be incorporated into the clay is, and the cation exchanges of the clay are made by the organic cation substituted.
Reaktionstemperaturen unter 200C oder über 1600C sind zwar anwendbar, jedoch nicht bevorzugt.Reaction temperatures below 200C or above 1600C are applicable, but not preferred.
Der Zusatz des organischen Kations und des organischen Anions kann entweder getrennt oder als ein Komplex erfolgen.The addition of the organic cation and the organic anion can either separately or as a complex.
Bei der Verwendung der organophilen Tone in Emulsionen können das Trocknen und die Vermahlstufen weggelassen werden.When using the organophilic clays in emulsions, this can be Drying and grinding steps can be omitted.
Werden der Ton, das organische Kation, das organische Anion und Wasser in derartigen Konzentrationen vermischt, daß keine Aufschlämmung gebildet wird, so können die Filtration und die Waschstufen ausgelassen -werden.Become the clay, the organic cation, the organic anion and water mixed in such concentrations that no slurry is formed, so the filtration and washing steps can be omitted.
Der Ton wird vorzugsweise in Wasser bei einer Konzentration von etwa 1 bis 80% und vorzugsweise 2 bis 7% unter Bildung einer Tonaufschlämmung dispergiert. Die Tonaufschlämmung kann gegebenenfalls zentrifugiert werden, um Nicht-Ton-Verunreinigungen, die etwa 10 bis etwa 50% der Ausgangstonzusammensetzung bilden, zu entfernen. Die Aufschlämmung wird allgemein unter Rühren bzw. Bewegen auf eine Temperatur im Bereich von 35 bis 770C vor der Zugabe der organischen Reaktionskomponenten vorgewärmt.The clay is preferably in water at a concentration of about 1 to 80%, and preferably 2 to 7%, dispersed to form a clay slurry. The clay slurry can optionally be centrifuged to remove non-clay contaminants, which constitute from about 10 to about 50% of the starting clay composition. the Slurry is generally stirred or agitated to a temperature in the range preheated from 35 to 770C before adding the organic reaction components.
Die Menge an organischem Anion, das zu dem Ton für die erfindungsgemäßen Zwecke zugesetzt wird, sollte ausreichen, um dem org.lnophilen Ton die verbesserten Dispersionscharakteristika, die angestrebt werden, zu verleihen. Diese Menge wird definiert als das Milliäquivalent-Verhäitnis, das die Zahl der Milliäquivalente (mÄquiv.) det; organisclle Anions in dem Organoton pro 100 g Ton, auf 100,6 aktiver Tonbasis, ist. Die erfindungsgemäßen organophilen Tone sollten vorzugsweise ein Anion-Milliäquivalent-Verhältnis von 5- bis 100 und besonders bevorzugt von 10 bis 50 aufweisen.The amount of organic anion that makes up the clay for the invention Purposes added should be sufficient to give the org.lnophile tone the improved To impart dispersion characteristics which are aimed at. This amount will defined as the milliequivalent ratio that the number of Milliequivalents (mEquiv.) Det; organic anions in the organic clay per 100 g clay, on a 100.6 active tone basis. The organophilic clays of the invention should preferably an anion-milliequivalent ratio of 5 to 100 and particularly preferred from 10 to 50.
Das organische Anion wird vorzugsweise zu den Redttionskomponenten in dem gewünschten Milliäquivalent-Verhältnis als Feststoff oder als Lösung in Wasser unter Rühren b.The organic anion is preferably one of the reducing components in the desired milliequivalent ratio as a solid or as a solution in water with stirring b.
Bewegen gefügt, um ein homogenes Gemisch zu bilden.Moving joined to form a homogeneous mixture.
Das organische Kation sollte in ausreichender Menge verwendet werden, um zumindest der Kationenaustauschkapazität des Tons und der kationischen Aktivität des organischen Anions zu genügen. Zusätzliches Kation über die Summe der Austauschkapazität des Tons und des Anions kann wahlfrei verwendet werden. Es wurde gefunden, daß die Verwendung von mindestens 90 mÄquiv.organischem Kation ausreicht, um einem Teil des gesamten organischen Kationenbedarfs zu genügen. Die Verwendung von Mengen von 80 bis 200 mÄquiv.The organic cation should be used in sufficient quantity at least the cation exchange capacity of the clay and the cationic activity of the organic anion. Additional cation over the sum of the exchange capacity of the clay and the anion can optionally be used. It was found that the Use of at least 90 meq. Of organic cation is sufficient to produce one part of the total organic cation requirement. The use of sets of 80 to 200 meq.
und vorzugsweise von 100 bis 160 mÄquiv. ist brauchbar.and preferably from 100 to 160 meq. is useful.
Zur Erleichterung der Handhabung ist es bevorzugt, wenn der gesamte organische Gehalt in den organophilen Tonreaktionsprodukten der Erfindung weniger als etwa 50 Gew.°zÓ des Organotons beträgt. Höhere Mengen sind brauchbar, jedoch ist das Reaktionsprodukt schwierig zu verarbeiten.To facilitate handling, it is preferred if the entire organic content in the organophilic clay reaction products of the invention less than about 50% by weight of the organic clay. Higher amounts are useful, however the reaction product is difficult to process.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen organophilen Tone besteht darin: (a) einen Ton vom Smektit-Typ in Wasser bei 1 bis 80 Gew.% Tor. aufzuschlämmen; (b) die Aufschlämmung bei einer Temperatur von 20 bis 1000C zu erwärmen; (c) 5 bis 100 mAquiv. eines organischen Anions/100 g Ton, auf 100% aktiver Tonbasis, und das organische Kation in ausreichender Menge, zuzusetzen, um der Kationenaustauschkapazität des Tons vom Smektit-Typ und der kationischen Aktivität des organischen Anions zu genügen, während die Reaktionslösung bewegt bzw. gerührt- wird; (d) das Gemisch während ausreichender Zeit umzusetzen unter Bildung eines Reaktionsproduktes, das einen organischen Kation-organischen Anion-Komplex enthält, der eingelagert ist mit dem Ton vom Smektit-Typ, wobei die Kationenaustauschstellen des Tons vom Smektit-Typ mit dem organischen Kation substituiert sind; und (e) das Reaktionsprodukt zu gewinnen.Another method for making the organophiles of the present invention Clays are: (a) a smectite-type clay in water at 1 to 80 wt% Tor. to slurry; (b) heating the slurry at a temperature of 20 to 1000C; (c) 5 to 100 mAequiv. of an organic anion / 100 g clay, on a 100% active clay basis, and adding the organic cation in an amount sufficient to increase the cation exchange capacity the smectite-type clay and the cationic activity of the organic anion suffice while the reaction solution is agitated or stirred; (d) the mixture to react for a sufficient time to form a reaction product that contains an organic cation-organic anion complex that is embedded with the smectite-type clay, the cation exchange sites of the smectite-type clay are substituted with the organic cation; and (e) recovering the reaction product.
Die organische Kationverbindung, die erfindungsgemäß brauchbar ist, kann ausgewählt werden aus einem breiten Bereich von Materialien, die geeignet sind zur Bildung eines organophilen Tons durch Kationenaustausch mit dem Ton vom Smektit-Typ. Die organische, kationische Verbindung muß eine positive Ladung aufweisen, die sich auf einem einzelnen Atom oder an einer kleinen Gruppe von Atomen innerhalb der Verbindung befindet. Vorzugsweise wird das organische Kation ausgewählt aus der Gruppe von quaternären Ammoniumsalzen, Phosphoniumsalzen und Gemischen davon sowie aus äquivalenten Salzen. Das organische Kation enthält vorzugsweise mindestens ein Material, ausgewählt aus jeder von zwei Gruppen, wobei die erste Gruppe besteht aus (a) einer ß>y-ungesättigten Alkylgruppe und (b) einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, und die zweite besteht aus einer langkettigen Alkylgruppe. Die verbleibenden Reste des zentralen, positiven Atoms werden aus einem Material gewählt, aus einer ß,y-ungesättigten Alkylgruppe und/oder einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 - bi s 6 Kohlenstoffatomen oder einer Aralkylgruppe und/oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen.The organic cation compound useful in the present invention can be selected from a wide range of materials that are suitable to form an organophilic clay by cation exchange with the smectite-type clay. The organic, cationic compound must have a positive charge that on a single atom or on a small group of atoms within the compound is located. The organic cation is preferably selected from the group of quaternary ammonium salts, phosphonium salts and mixtures thereof and of equivalents Salt. The organic cation preferably contains at least one material selected from each of two groups, the first group consisting of (a) a β> y-unsaturated Alkyl group and (b) a hydroxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms, and the second consists of a long chain alkyl group. The remnants of the central, positive atoms are chosen from one material, from a ß, y-unsaturated Alkyl group and / or a hydroxyalkyl group with 2 to 6 carbon atoms or an aralkyl group and / or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
Eine repräsentative Formel für die kationische Verbindung ist worin R1 ausgewählt ist aus der Gruppe einer ß,y-ungesättigten Alkylgruppe und einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen; R2 eine langkettige Alkylgruppe mit 12 bis 60 Kohlenstoffatomen ist; R3 und R4 ausgewählt erden aus einer Gruppe, bestehend aus einer ß, γ-ungesättigten Alkylgruppe, einer Hydroxyalkylgruppe ; Init 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, einer Aralkylgruppe und einer Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen; und X Phosphor oder Stickstoff ist.A representative formula for the cationic compound is wherein R1 is selected from the group of a β, γ-unsaturated alkyl group and a hydroxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms; R2 is a long chain alkyl group having 12 to 60 carbon atoms; R3 and R4 are selected from a group consisting of a β, γ-unsaturated alkyl group, a hydroxyalkyl group; Init 2 to 6 carbon atoms, an aralkyl group and an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms; and X is phosphorus or nitrogen.
R1 Die ß,-ungesättigte Alkylgruppe kann ausgewählt werden aus einem weiten Bereich von Materialien. Diese Verbindungen können cyclisch oder acyclisch, unsubstituiert oder substituiert sein. ß,- ungesättigte Alkylreste enthalten vorzugsweise weniger als 7 aliphatische Kohlenstoffatome.R1 The β, -unsaturated alkyl group can be selected from one of wide range of materials. These compounds can be cyclic or acyclic, be unsubstituted or substituted. Preferably contain ß, - unsaturated alkyl radicals less than 7 aliphatic carbon atoms.
ß,y-ungesättigte Alkylreste, die substituiert sind mit einem aliphatischen Rest, enthalten vorzugsweise weniger als 4 aliphatische Kohlenstoffe. Der ß,y-ungesättigte Alkylrest kann substituiert sein mit einem aromatischen Ring, der ggf. konjugiert mit der Unsättigung des ß,7-Restes ist,oder ist der ß,y-Rest substituiert sowohl mit einem aliphatischen Rest als auch mit einem aromatischen Ring.β, γ-unsaturated alkyl radicals which are substituted with an aliphatic Remainder, preferably contain less than 4 aliphatic carbons. The ß, y-unsaturated The alkyl radical can be substituted by an aromatic ring, which is optionally conjugated with the unsaturation of the β, 7 radical, or the β, y radical is both substituted with an aliphatic radical as well as with an aromatic ring.
Repräsentative Beispiele für cyclische ß,-y-ungesttigte Alkylgruppen sind 2-Cyclohexenyl und 2-Cyclopentenyl. Repräsentative Beispiele für acyclische ß,y-ungesättigte Alkylgruppen mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen sind Propargyl; 2-Propenyl; 2-Butenyl; 2-Pentenyl; 2-Hexenyl; 3-Methyl-2-butenyl; 3-Methyl-2-pentenyl; 2,3-Dimethyl-2-butenyl; 1,1-Dimethyl-2-propenyl; 2-Dimethylpropenyl; 2,4-Pentadienyl; und 2,4--Hexadienyl. Repräsentative Beispiele für acyclisch - aromatisch substituierte Verbin- i dungen sind 3-Phenyl-2-propenyl; 2-Phenyl-2-propenyl und 3- (4-Methoxyphenyl) -2-propenyl. Repräsentative Beispiele für aromatisch und aliphatisch substituierte Materialien sind 3-Phenyl-2-cyclohexenyl; 3-Phenyl-2-cyclopentenyl; wobei die Alkylgruppe mit einem aromatischen Ring substituiert sein kann.Representative examples of cyclic β, -y-unsaturated alkyl groups are 2-cyclohexenyl and 2-cyclopentenyl. Representative examples of acyclic β, γ-unsaturated alkyl groups with 6 or fewer carbon atoms are propargyl; 2-propenyl; 2-butenyl; 2-pentenyl; 2-hexenyl; 3-methyl-2-butenyl; 3-methyl-2-pentenyl; 2,3-dimethyl-2-butenyl; 1,1-dimethyl-2-propenyl; 2-dimethylpropenyl; 2,4-pentadienyl; and 2,4 - hexadienyl. Representative examples of acyclic - aromatic substituted compounds are 3-phenyl-2-propenyl; 2-phenyl-2-propenyl and 3- (4-methoxyphenyl) -2-propenyl. Representative examples of aromatic and aliphatic substituted materials are 3-phenyl-2-cyclohexenyl; 3-phenyl-2-cyclopentenyl; wherein the alkyl group may be substituted with an aromatic ring.
Die Hydroxyalkylgruppe wird ausgewählt aus einem hydroxylsubstituierten, aliphatischen Rest, worin das Hydroxyl am Kohlenstoff nicht substituiert ist, der benachbart ist zu dem positiv geladenen Atom, und die Gruppe weist 2 bis 6 aliphatische Kohlenstoffe auf. Die Alkylgruppe kann mit einem aromatischen Ring substituiert sein. Repräsentative Beispiele umfassen 2-Hydroxyäthyl; 3-Hydroxypropyl; 4-Hydroxypentyl; 6-Hydroxyhexyl; 2-Hydroxypropyl; 2-Hydroxybutyl; 2-Hydroxypentyl; 2-Hydroxyhexyl; 2-Mydroxycyclohexyl; 3-Hydroxycyclohexyl; 4-Hydroxycyclohexyl; 2-Hydroxycyclopentyl; 3-Hydroxycyclopentyl 2-Methyl-2-hydroxypropyl; 3-Methyl-2-hydroxybutyl; und 5-Hydroxy-2-pentenyl.The hydroxyalkyl group is selected from a hydroxyl-substituted, aliphatic radical in which the hydroxyl is unsubstituted on the carbon, the is adjacent to the positively charged atom, and the group has 2 to 6 aliphatic Carbons on. The alkyl group can be substituted with an aromatic ring be. Representative examples include 2-hydroxyethyl; 3-hydroxypropyl; 4-hydroxypentyl; 6-hydroxyhexyl; 2-hydroxypropyl; 2-hydroxybutyl; 2-hydroxypentyl; 2-hydroxyhexyl; 2-hydroxycyclohexyl; 3-hydroxycyclohexyl; 4-hydroxycyclohexyl; 2-hydroxycyclopentyl; 3-hydroxycyclopentyl; 2-methyl-2-hydroxypropyl; 3-methyl-2-hydroxybutyl; and 5-hydroxy-2-pentenyl.
R2 Der langkettige Alkylrest kann verzweigt oder unverzweigt, gesättigt oder ungesättigt, substituiert oder unsubstituiert sein und sollte 12 bis 60 Kohlenstoffatome in dem geradkettigen Teil des Restes aufweisen.R2 The long-chain alkyl radical can be branched or unbranched, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted and should be 12 to 60 carbon atoms have in the straight-chain part of the remainder.
Die langkettigen Alkylreste können von natürlich auftretenden Ölen stammen, einschließlich verschiedener pflanzlicher Öle, wie Korn- bzw. Maisöl, Kokosnußöl, SoJabohnenöl, Baumwollsamenöl, Rizinusöl und dergl., sowie von verschiedenen tierischen Ölen oder Fetten, wie Talgöl. Die Alkylreste können in gleicher Weise petrochemischer Natur sein, wie von a-Olefinen.The long chain alkyl radicals can be from naturally occurring oils originate, including various vegetable oils, such as corn or corn oil, coconut oil, Soybean oil, Cottonseed oil, castor oil and the like., As well as from various animal oils or fats, such as sebum oil. The alkyl radicals can be in be of the same petrochemical nature as that of α-olefins.
Repräsentative Beispiele für brauchbare, verzweigte, gesättigte Alkylreste umfassen 12-Methylstearyl und 12-thylstearyl. Repräsentative Beispiele für brauchbare, verzweigte, ungesättigte Rest umfassen 12-Methyloleyl und 1 2-Äthyloleyl. Repräsentative Beispiele für unverzweigte, gesättigte Reste umfassen Lauryl; Stearyl; Tridecyl, Myristal bzw. Myristyl (Tetradecyl); Pentadecyl; Ilexadecyl; hydrierten Talg und Docosonyl. Repräsentative Beispiele für unverzweigte, ungesättigte und unsubstituierte, langkettige Alkylreste umfassen Oleyl, Linoleyl, Linolenyl, Soja und Talg.Representative examples of useful branched, saturated alkyl radicals include 12-methylstearyl and 12-thylstearyl. Representative examples of useful, branched, unsaturated radicals include 12-methyloleyl and 12-ethyloleyl. Representative Examples of straight, saturated radicals include lauryl; Stearyl; Tridecyl, Myristal or myristyl (tetradecyl); Pentadecyl; Ilexadecyl; hydrogenated sebum and Docosonyl. Representative examples of unbranched, unsaturated and unsubstituted, long chain alkyl groups include oleyl, linoleyl, linolenyl, soy, and tallow.
R3 und R4 Die verbleibenden Gruppen an dem positiv geladenen Atom werden ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus (a) einer ß,y-ungesättigten Alkylgruppe, (b) einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, die beide vorstehend beschrieben wurden, (c) einer Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, cyclisch oder acyclisch, und (d) einer Aralkylgruppe, d.h. Benzyl- und substituierte Benzylreste einschließlich kondensierter Ringreste mit linearen oder verzweigten Ketten von 1 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylteil des Aralkyls.R3 and R4 The remaining groups on the positively charged atom are selected from a group consisting of (a) a β, γ-unsaturated alkyl group, (b) a hydroxyalkyl group of 2 to 6 carbon atoms, both of the above (c) an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, cyclic or acyclic, and (d) an aralkyl group, i.e. benzyl and substituted benzyl radicals including fused ring radicals with linear or branched chains of 1 to 22 carbon atoms in the alkyl part of the aralkyl.
Die ungesättigte Alkylgruppe von R3 und R4 kann linear und verzweigt,cyclisch und acyclisch, substituiert und unsubstituiert sein und 1 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten.The unsaturated alkyl group of R3 and R4 can be linear and branched, cyclic and acyclic, substituted and unsubstituted, and 1 to 22 carbon atoms contain.
Repräsentative Beispiele für brauchbare Alkylgruppen, die als R und R4 nützlich sind, umfassen Methyl; 3 Äthyl; Propyl; 2-Propyl; Isobutyl; Cyclopentyl und Cyclohexyl.Representative examples of useful alkyl groups shown as R and R4s useful include methyl; 3 ethyl; Propyl; 2-propyl; Isobutyl; Cyclopentyl and cyclohexyl.
Die Alkylreste können von einer ähnlichen Quelle stammen, wie der langkettige Alkylrest des vorstehenden R2 iö Repräsentative Beispiele für eine Aralkylgruppe, d.h.The alkyl radicals can be from a source similar to that of long-chain alkyl radical of the above R2 iö Representative examples of an aralkyl group, i.e.
Benzyl- und substituierte Benzylreste, umfassen Benzyl und solche Materialien, die sich ableiten von beispielsweise Benzylhalogeniden, Benzhydrylhalogeniden, Tritylhalogeniden,1-Halogen-1-phenylalkanen, worin die Alkylkette 1 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, wie 1-Ha'logen-1-phenyläthan; 1 -Halogen-1 -phenylpropan und 1 -Halogen-1 -Phenyloctadecan; substituierte Benzylreste, die sich ableiten von o-, m-und p-Chlorbenzylhalogeniden, p-Methoxybenzylhaiogeniden; o-, m- und p-Nitrilobenzylhalogeniden und o-, m- und p-Alkylbenzylhalogeniden, worin die Alkylkette 1 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist; und kondensierte Ringreste vom Benzyl-Typ, die sich ableiten von 2-Halogenmethylnaphthalin, 9-Halogenmethylanthracen und 9-Halogenmethylphenanthren, worin die Halogengruppe definiert ist als Chlor, Brom, Jod oder jegliche andere geeignete Gruppe, die als austretende Gruppe beim nucleophilen Angriff des Restes vom Benzyl-Typ dient, derart, daß das Nucleophil die austretende Gruppe an dem Rest des Benzyl-Typs ersetzt.Benzyl and substituted benzyl radicals include benzyl and the like Materials derived from, for example, benzyl halides, benzhydryl halides, Trityl halides, 1-halo-1-phenylalkanes in which the alkyl chain has 1 to 22 carbon atoms has, such as 1-Ha'logen-1-phenylethane; 1-halo-1-phenylpropane and 1-halo-1 -Phenyloctadecane; substituted benzyl radicals derived from o-, m- and p-chlorobenzyl halides, p-methoxybenzyl halides; o-, m- and p-nitrilobenzyl halides and o-, m- and p-alkylbenzyl halides wherein the alkyl chain has 1 to 22 carbon atoms; and condensed ring radicals of the benzyl type, which are derived from 2-halomethylnaphthalene, 9-halomethylanthracene and 9-halomethylphenanthrene in which the halogen group is defined as chlorine, bromine, iodine or any other suitable group known as leaving group in the nucleophilic attack of the radical of the benzyl type serves, in such a way that that the nucleophile replaces the leaving group on the remainder of the benzyl type.
Eine quaternäre Verbindung wird aus der vorstehend-beschriebenen, organischen, kationischen Verbindung gebildet, und ein anionischer Rest, der Cl, Br, J, NO2, OH und C2H302 und Gemische davon sein kann. Vorzugsweise wird das Anion ausgewählt aus der Gruppe von Chlorid und Bromid und Gemischen davon und ist besonders bevorzugt Chlorid, obwohl andere Anionen, wie Acetat, Hydroxid, Nitrit, etc., in der organischen, kationischen Verbindung zur-Neutralisation des Kations vorhanden sein können.A quaternary compound is obtained from the above-described, organic, cationic compound, and an anionic residue, the Cl, Br, J, NO2, OH and C2H302 and mixtures thereof can be. Preferably the anion is selected from the group of chloride and bromide and mixtures thereof and is special prefers chloride, although other anions, such as acetate, hydroxide, nitrite, etc., are in the organic, cationic compound for neutralizing the cation is present could be.
Organische, kationische Salze können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, wie in den US-PSen 2 355 356, 2 775 617 und 3 136 819 beschrieben.Organic, cationic salts can be prepared by known processes as described in U.S. Patents 2,355,356, 2,775,617, and 3,136,819.
Die organischen Anionen, die erfindungsgemäß brauchbar sind, können ausgewählt werden aus einem breiten Materialbereich, vorausgesetzt, daß sie geeignet sind zur Reaktion mit einem organischen Kation und Einlagerungen mit einem Ton vom Smektit-Typ als ein organischer Kation-organischer Anion-Komplex bilden. Das Molekulargewicht (Gramm-Molekulargewicht) des organischen Anions ist vorzugsweise 5000 oder weniger und besonders bevorzugt 1000 oder weniger und enthält mindestens einen sauren Rest pro Molekül, wie hier besehrieben. Das organische Anion leitet sich vorzugsweise von einer organischen Säure mit einem PKA von weniger als etwa 11,0 ab. Wie angegeben, muß die Säurequelle mindestens einen ionisierbaren Wasserstoff aufweisen, mit bevorzugten PKA, so daß die Bildung der organischen Kationorganischen Einlagerungs-Reaktion erfolgen kann.The organic anions which are useful in the present invention can can be selected from a wide range of materials provided that they are suitable are to react with an organic cation and inclusions with a tone dated Form smectite-type as an organic cation-organic anion complex. The molecular weight (Gram molecular weight) of the organic anion is preferably 5,000 or less and particularly preferably 1000 or less and contains at least one acidic residue per molecule as described here. The organic anion is preferably derived from an organic acid with a PKA less than about 11.0. As stated, the acid source must have at least one ionizable hydrogen, with preferred PKA so that the formation of the organic cationorganic intercalation reaction can be done.
Brauchbar ist auch jegliche Verbindung, die das gewünschte organische Anion bei der Hydrolyse ergibt. Repräsentative Verbindungen umfassen: (1) saure Anhydride einschließlich Essigsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid und Phthalsäureanhydrid; (2) Säurehalogenide einschließlich Acetylchlorid, Octanoylchlorid, Lauroylchlorid, Lauroylbromid und Benzoylbromid; (3) 1,1 1-Trihalogenide einschließlich 1,1 1-Trichloräthan und 1,1,1-Tribromoctan; und (4) Orthoester einschließlich Äthylorthoformiat und Äthylorthostearat.Any compound that contains the desired organic compound can also be used Anion results in the hydrolysis. Representative compounds include: (1) acidic Anhydrides including acetic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride and phthalic anhydride; (2) acid halides including acetyl chloride, octanoyl chloride, Lauroyl chloride, lauroyl bromide and benzoyl bromide; (3) 1,1 including 1-trihalides 1,1 1-trichloroethane and 1,1,1-tribromooctane; and (4) orthoesters including ethyl orthoformate and ethyl orthostearate.
Die organischen Anionen können in der sauren oder in Salz-Form vorliegen. Salze können ausgewählt werden aus Alkalimetallsalzen, Erdalkalimetallsalzen, Ammoniak und organischen Aminen. Repräsentative Salze umfassen: Wasserstoff, Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Barium, Ammonium und organische Amine, wie Äthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin, Methyldiäthanolamin, Butyldiäthanolamin, Diäthylamin, Dimethylamin, Triäthylamin, Dibutylamin usw., und Gemische davon. Das bevorzugteste Salz ist Natrium als Alkalimetallsalz.The organic anions can be in the acidic or salt form. Salts can be selected from alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonia and organic amines. Representative salts include: hydrogen, lithium, sodium, Potassium, magnesium, calcium, barium, ammonium and organic amines such as ethanolamine, Diethanolamine, triethanolamine, methyldiethanolamine, butyldiethanolamine, diethylamine, Dimethylamine, triethylamine, dibutylamine, etc., and mixtures thereof. The most preferred Salt is sodium as an alkali metal salt.
Beispiele für Typen geeigneter, saurer, funktioneller, organischer Verbindungen, die erfindungsgemäß brauchbar sind, umfassen (1) Carbonsäuren einschließlich a) Benzolcarbonsäuren, wie Benzoesäure, o-, m- und p-Phthalsäure, 1,2,3-Benzoltricarbonsäure; 1,2,4-Benzoltricarbonsäure, 1 3 ,5-Benzoltricarbonsäure; 1 2,4,5-Benzoltetracarbonsäure; 1 2,3,4 5, 6-Benzolhexacarbonsäure (Mellitsäure); b) Alkylcarbonsäuren der Formel H-(CH2)n-COOH, worin n eine Zahl von 0 bis 20 ist, wobei derartige Verbindungen einschließen: Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Pentansäure, Hexansäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Undecansäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Tetradecansäure, Pentadecansäure Hexadecansäure, Heptadecansäure, Octadecansäure (Stearinsäure), Nonadecansäure, Eicosonsäure bzw. Eicosansäure; c) Alkyldicarbonsäuren mit der Formel HOOC-(CH)n-COOH, worin n für 0 bis 8 steht, wie Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure; d) Hydroxyalkyl-carbonsäuren, wie Citronensäure, Weinsäuren,Apfelsäure, Mandelsäure und 12-Hydroxystearinsäure; e) ungesättigte Alkylcarbonsäuren, wie Maleinsäure, Fumarsäure und Zimtsäure; f) kondensierte, ringaromatische Carbonsäuren, wie Naphthalinsäure und Anthracencarbonsäure; und g) cycloaliphatische Säuren, wie Cyclohexancarbonsäure, Cyclopentancarbonsäure, Furancarbonsäuren; (2) organische Schwefelsäuren einschließlich a) Sulfonsäuren einschließlich (1) Benzolsulfonsäuren, wie Benzolsulfon-Säure, Phenolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, Benzoldisulfonsäure, Benzoltrisulfonsäur, p-Toluolsulfonsäure; (2) Alkylsulfonsäuren, wie Methansulfonsäure, Äthansulfonsäure, Butansulfonsaure, Butandisulfonsäure, Sulfosuccinat-alkylester, wie Dioctylsuccinylsulfonsäure und Alkylpolyäthoxy-succinylsulfonsäure; b) Alkylsulfate, wie die Laurylhalbester von Schwefelsäure und der Octadecylhalbester der Schwefelsäure; (3) Organophosphorsäuren einschließlich a) Phosphonsäuren der Formel worin R eine Arylgruppe oder Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen; b) Phosphinsäuren der Formel worin R eine Arylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, wie Dicyclohexylphosphinsäure, Dibutylphosphinsäure und Dilaurylphosphinsäure; c) Thiophosphinsäuren der Formel worin R eine Arylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, wie Diisobutyl-dithiophosphinsäure, Dibutyldithiophosphinsäure; Dioctadecylditlliophosphinsäure; d) Phosphite, d.h. Diester von Phosphorigersäure der Formel HO-P(OR)2, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, wie Dioctadecylphosphit; und e) Phosphate, d.h. Diester von Phosphorsäure der Formel worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, wie Dioctadecylphosphat, ist; (4) Phenole, wie Phenol; Hydrochinon; t-Butylcatechol; p-Methoxyphenol; und Naphthole; t-Butylbranzkate-(5) Thiosäuren der Formel chin; worin R eine Arylgruppe oder Alkylgruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, wie Thiosalicylsäure; Thiobenzoesäure; Thioessigsäure; Thiolaurinsäure; und Thiostearinsäure; (6) Aminosäuren, wie die natürlich vorkommenden Aminosäuren und deren Derivate, wie 6-Aminohexansäure, 1 2-Aminododecansäure, N-Phenylglycin und 3-Aminocrotonsäure; (7) polymere Säuren, hergestellt aus sauren Monomeren, worin die saure Funktion in der Polymerkette verbleibt, wie Acrylsäurepolymere mit niedrigem Molekulargewicht und Copolymere und Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere; (8) verschiedene Säuren und saure Salze, wie Ferrocyanid, Ferricyanid, Natriumtetraphenylborat; Phosphowolframsäure, Phosphokieselsäure oder jeglich andere derartige Anionen, welche ein enges Ionenpaar mit einem organischen Kation bilden, d.h. jegliches Anion, das eine wasserunlösliche Ausfällung mit einem organischen Kation bildet.Examples of types of suitable acidic, functional, organic compounds useful in the present invention include (1) carboxylic acids including a) benzenecarboxylic acids such as benzoic acid, o-, m- and p-phthalic acid, 1,2,3-benzenetricarboxylic acid; 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid; 1 2,4,5-benzene tetracarboxylic acid; 1 2,3,4 5,6-benzene hexacarboxylic acid (mellitic acid); b) Alkylcarboxylic acids of the formula H- (CH2) n-COOH, where n is a number from 0 to 20, such compounds including: acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, lauric acid , Tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid, heptadecanoic acid, octadecanoic acid (stearic acid), nonadecanoic acid, eicosonic acid or eicosanoic acid; c) alkyldicarboxylic acids with the formula HOOC- (CH) n-COOH, in which n is 0 to 8, such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid; d) Hydroxyalkyl carboxylic acids, such as citric acid, tartaric acids, malic acid, mandelic acid and 12-hydroxystearic acid; e) unsaturated alkyl carboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid and cinnamic acid; f) condensed, ring aromatic carboxylic acids, such as naphthalic acid and anthracene carboxylic acid; and g) cycloaliphatic acids, such as cyclohexanecarboxylic acid, cyclopentanecarboxylic acid, furancarboxylic acids; (2) organic sulfuric acids including a) sulfonic acids including (1) benzenesulfonic acids such as benzenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid; (2) alkylsulfonic acids, such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, butanesulfonic acid, butanedisulfonic acid, sulfosuccinate alkyl esters, such as dioctylsuccinylsulfonic acid and alkylpolyethoxysuccinylsulfonic acid; b) alkyl sulfates, such as the lauryl half esters of sulfuric acid and the octadecyl half esters of sulfuric acid; (3) Organophosphoric acids including a) phosphonic acids of the formula wherein R is an aryl group or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms; b) phosphinic acids of the formula wherein R is an aryl group or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms such as dicyclohexylphosphinic acid, dibutylphosphinic acid and dilaurylphosphinic acid; c) thiophosphinic acids of the formula wherein R is an aryl group or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms such as diisobutyl-dithiophosphinic acid, dibutyldithiophosphinic acid; Dioctadecylditlliophosphinic acid; d) phosphites, ie diesters of phosphorous acid of the formula HO-P (OR) 2, in which R is an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, such as dioctadecyl phosphite; and e) phosphates, ie diesters of phosphoric acid of the formula wherein R is an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms such as dioctadecyl phosphate; (4) phenols such as phenol; Hydroquinone; t-butylcatechol; p-methoxyphenol; and naphthols; t-Butylbranzkate- (5) thioacids of the formula quin; wherein R is an aryl group or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms such as thiosalicylic acid; Thiobenzoic acid; Thioacetic acid; Thiolauric acid; and thiostearic acid; (6) Amino acids such as the naturally occurring amino acids and their derivatives such as 6-aminohexanoic acid, 12-aminododecanoic acid, N-phenylglycine and 3-aminocrotonic acid; (7) polymeric acids made from acidic monomers in which the acidic function remains in the polymer chain, such as low molecular weight acrylic acid polymers and copolymers and styrene-maleic anhydride copolymers; (8) various acids and acid salts such as ferrocyanide, ferricyanide, sodium tetraphenylborate; Phosphotungstic acid, phosphosilicic acid, or any other such anions which form a close ion pair with an organic cation, that is, any anion which forms a water-insoluble precipitate with an organic cation.
Die zur Herstellung des gelbildenden, organophilen Tons gemäß der Erfindung verwendeten Tone sind Tone vom Smektit-Typ, die ein Kationenaustauschvermögen von mindestens 75 mÄquiv./100 g Ton aufweisen. Besonders günstige Typen von Tonen sind die natürlich auftretenden Wyoining-Varietäten von quellbaren Bentoniten und ähnlichen Tonen sowie Hectorit, ein quellbarer Magnesium-Lithiumsilikat-Ton.The for the production of the gel-forming, organophilic clay according to The clays used in the invention are smectite-type clays which have cation exchange capacity of at least 75 meq / 100 g clay. Particularly cheap types of clays are the naturally occurring wyoining varieties of swellable bentonites and similar clays as well as hectorite, a swellable magnesium-lithium silicate clay.
Die Tone, insbesondere die Tone vom Bentonit-Typ, werden vorzugsweise in die Natriumform umgewandelt, wenn sie nicht bereits in dieser Form vorliegen. Dies kann zweckmäßig erzielt werden durch Herstellen einer wäßrigen Tonaufschlämmung und Leiten der Aufschlämmung durch ein Bett von Kationenaustauscherharz in der Natriumform. Alternativ kann der Ton mit Wasser und einer löslichen Natriumverbindung, wie Natriumcarbonat, Natriumhydroxid und dergl., vermischt werden, gefolgt von einer Schereinwirkung auf das Gemisch mit einer Trommelmühle (pugmill) oder einer Strangpresse bzw. einem Extruder.The clays, particularly the bentonite type clays, are preferred converted to the sodium form if they are not already in that form. This can be conveniently achieved by preparing an aqueous clay slurry and passing the slurry through a bed of cation exchange resin in the sodium form. Alternatively, the clay can be mixed with water and a soluble sodium compound, such as sodium carbonate, Sodium hydroxide and the like, are mixed, followed by shearing on the mixture with a drum mill (pugmill) or an extruder or a Extruder.
Tone vom Smektit-Typ treten natürlich auf oder können synthe--tisch hergestellt werden, entweder durch pneumatolytische oder hydrothermische Syntheseverfahren. Beispiele für solche Tone sind Montmorillonit, Bentonit, Beidellit, Hectorit, Saponit und Stevensit. Das Kationenaustauschvermögen der Tone vom Smektit-Typ kann nach der bekannten Ammoniumacetat-Methode bestimmt werden.Smectite-type clays occur naturally or can be synthetic can be produced, either by pneumatolytic or hydrothermal synthesis methods. Examples of such clays are montmorillonite, bentonite, beidellite, hectorite, saponite and stevensite. The cation exchange capacity of the smectite-type clays can be according to the known ammonium acetate method can be determined.
Die organophilen Tone gemäß der Erfindung können hergestellt werden durch Vermischen des Tons, des organischen Kations, des organischen Anions und Wasser miteinander, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 100°C, besonders bevorzugt 35 bis 77°C, während eines ausreichenden Zeitraums zur Einlagerung des organischen Kattion-' und-oTganischen Anion-Komplexes mit den Tonteilehen, gefolgt von Filtern, Waschen, Trocknen und Vermahlen.The organophilic clays according to the invention can be prepared by mixing the clay, organic cation, organic anion and water with each other, preferably at a temperature in the range from 20 to 100 ° C, particularly preferably 35 to 77 ° C, for a sufficient period of time to store the organic cation and organic anion complex with the clay parts, followed of filtering, washing, drying and grinding.
nic vorstehend diskutierten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen finden verbreitet Anwendung als rheologische Zusätze in nicht-wäßrigen, fluiden System bzw. flüssigen Systemen allgemein. ü Die nicht-wäßrigen, fluiden Zusammensetzungen, in denen die selbstaktivierenden, organophilen Tone brauchbar sind, umfassen Anstrichmittel, Lacke, Emails, Wachse, Epoxyverbindungen(epoxies), Kitte bzw. Dichtungsmittel, Klebstoffe, Kosmetika, Druckfarben bzw. Tinten, Polyester-laminierende Harze und Polyester-Gelüberzüge und dergl.. Diese Fluide können hergestellt werden nach jeglicher bekannten Methoden, wie beispielsweise gemäß der US-PS 4 208 218, einschließlich Kolloidmühlen, Walzenmühlen, Kugelmühlen und Hochgeschwindigkeitsdispergiervorrichtungen, in denen die Pigmentmaterialien in dem organischen Vehikel durch die bei der Verarbeitung angewendete, hohe Scherkraft gut dispergiert werden.not find compositions of the invention discussed above Widely used as rheological additives in non-aqueous, fluid systems or liquid systems in general. ü The non-aqueous, fluid compositions, in which the self-activating organophilic clays are useful include paints, Varnishes, enamels, waxes, epoxy compounds (epoxies), putties or sealants, adhesives, Cosmetics, printing inks, polyester laminating resins and polyester gel coatings and the like. These fluids can be prepared by any known method, such as, for example, according to US Pat. No. 4,208,218, including colloid mills, roller mills, Ball mills and high speed dispersers in which the pigment materials in the organic vehicle due to the high shear force used in processing be well dispersed.
Der gelbildende, organophile Ton wird in derartigen Zusammensetzungen in Mengen verwendet, die ausreichen, um die gewünschten rheologischen Eigenschaften zu erzielen, wie eine hohe Viskosität bei niedrigen Scherraten, die Steuerung bzw. Kontrolle des Durchsackens von fluiden Filmen und die Verhinderung des Absetzens und des Hartverklumpens von Pigmenten, die in den nicht-wäßrigen, fluiden Zusammensetzungen vorhanden sind. Die Mengen an gelbildendem, organophilem Ton, die in dem nicht-wäßrigen Fluidsystem verwendet werden, sollten vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 15%, bezogen auf das Gewicht des behandelten, nicht-wäßrigen Fluidsystems, und vorzugsweise etwa 0,3 bis 5,0% betragen, um die gewünschten rheologischen Wirkungen zu ergeben.The gelling organophilic clay is used in such compositions used in amounts sufficient to achieve the desired rheological properties to achieve, such as a high viscosity at low shear rates, the control or Control of sagging of fluid films and prevention of settling and hard-clumping pigments contained in the non-aqueous, fluid compositions available. The amounts of gel-forming, organophilic clay present in the non-aqueous Fluid systems used should preferably be from about 0.1 to about 15% by weight based on the weight of the non-aqueous fluid system being treated, and preferably about 0.3 to 5.0% to give the desired rheological effects.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläutening der Er£indung, ohne sie zu beschränken. Alle Prozentangaben in der vorliegenden Beschreibung beziehen, falls nicht anders angegeben, auf das Gewicht.The following examples serve to explain the invention, without to restrict them. All percentages in the present description relate to unless otherwise stated, by weight.
Ein einfacher, zweckmäßiger Test wurde entwickelt, um die verbesserten Dispersions charakteristika der organophilen Tone, die erfindungsgemäß verwendet wld in den folgenden Beispielen veranschaulicht werden, zu zeigen und um di e potentiell erzielbaren Ergebnisse bei Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zu veranschaulichen. Dieser Test wird als "Lösungsmittel-Verträglichkeitstest" bezeichnet. Der Lösungsmittel-Verträglichkeitstest wird durchgeführt unter Aufnahme einer Probe des organophilen Tons, die in 10 ml verschiedener Lösungsmittel gesiebt wird, die in getrennten Meßzylindern von 10 ml enthalten sind. Der organophile Ton wird in einem derartigen Ausmaß zugesetzt, daß die Teilchen gleichmäßig benetzt werden und ein Verklumpen nicht auftreten kann. Die Proben werden der Gleichgewichtseinstellung überlassen, nachdem der gesamte organopiile Ton zugesetzt wurde (etwa 30 min). Das durch den orzJrllophilen Ton eingenommene Volumen wire anschließend in n zehntel Milliliter aufgezeichnet; diese Zahl wird als das "Quellvolumen" bezeichnet.A simple, functional test has been developed to identify the improved Dispersion characteristics of the organophilic clays used according to the invention wld be illustrated in the following examples, to show and to the potential achievable results when using the compositions according to the invention illustrate. This test is referred to as the "Solvent Compatibility Test". The solvent compatibility test is carried out taking a sample of organophilic clay, which is sieved in 10 ml of various solvents that are contained in separate measuring cylinders of 10 ml. The organophilic clay is in added to such an extent that the particles are evenly wetted and clumping cannot occur. The samples are being equilibrated left after all of the organophilic clay has been added (about 30 minutes). That The volume occupied by the orzJrllophilic clay is then divided into n tenths Milliliters recorded; this number is referred to as the "swell volume".
Das Gemisch wird 50 Mal, d.h. 10 Mal horizontal und 40 Mal vertikal, kräftig geschüttelt und über Nacht stehengelassen.The mixture is mixed 50 times, i.e. 10 times horizontally and 40 times vertically, shaken vigorously and left to stand overnight.
Das durch den organophilen Ton eingenommene Volumen wird erneut in zehntel Milliliter aufgezeichnet; dieser Wert wird als das "Absetzvolumen" bezeichnet.The volume occupied by the organophilic clay is again in tenth of a milliliter recorded; this value is referred to as the "settling volume".
Das Quellvolumen gibt einen Anhaltspunkt für die Verträglichkeit des organischen Anteils des organophilen Tons unit; den untersuchten Lösungsmitteln; das Absetzvolumen gibt ein Anzeichen für die leichte Dispergierbarkeit des cr-nou philen Tons in diesem Lösungsmittel unter geringen Scherbedingungen.The swelling volume gives an indication of the tolerance of the organic portion of the organophilic clay unit; the solvents investigated; the settling volume gives an indication of the easy dispersibility of the cr-nou phile Clays in this solvent under low shear conditions.
Da für die Rate des fl'insiebensbzw. Einlaufenlassens des Organotons in das Lösungsmittel und die Kraft, mit der. die Probe geschüttelt wird, Variationen auftreten können, sind die Zahlenwerte nicht absolut. Geringe Unterschiede der Volumina werden als nicht beträchtlich angesehen, da die Werte nur zu Vergleichszwecken dienen sollen.Since for the rate of the fl'insiebensbzw. Letting in the organo clay in the solvent and the force with which. the sample is shaken, variations can occur, the numerical values are not absolute. Slight differences in volumes are not considered significant as the values are for comparison purposes only should.
Die erfindungsgemäßen gelbildenden, organophilen Tone, die in den Beispielen verwendet werden, wurden nach folgender Verfahrensweise hergestellt, falls nicht anders angegeben.The gel-forming, organophilic clays according to the invention, which are used in the Examples used were prepared by the following procedure, unless otherwise stated.
Eine D%ige Tonaufschlämmung (Natriumform von Wyoming-Bentonit) wurde bereitet und die Aufschlämmung unter Rühren auf 600C erwärmt. Das organische Anion wurde zu der Tone auSschlammung gegeben und etwa 10 min umgesetzt, gefolgt von der Zugabe des organischen Kations. Die Mengen an organischen Materialien sind in den Tabellen angegeben und als Milliäquivalente des organischen Kations und organischen Anions pro 100 g Ton, auf 100% aktiver Tonbasis, angegeben.A D% clay slurry (sodium form of Wyoming bentonite) was made and the slurry is heated to 60.degree. C. with stirring. The organic anion was added to the clay slurry and reacted for about 10 minutes, followed by the Addition of the organic cation. The amounts of organic materials are in the Tables given and as milliequivalents of the organic cation and organic Anions per 100 g of clay on a 100% active clay basis.
Das Gemisch wurde anschließend unter Bewegen während eines ausreichenden Zeitraums umgesetzt,um die Reaktion zu beenden (im allgemeinen 10 bis 60 min). Der Organoton wurde auf einem Vakuumfilter gesammelt. Der Filterkuchen wurde mit heißem (40 bis 800C) Wasser gewaschen und bei 600 C getrocknet. Der getrocknete Organoton wurde vermahlen unter Verwendung einer Hammermülile oder einer ähnlichen Mahlvorrichtung zur Verringerung der Teilchengröße und danach durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) gesiebt.The mixture was then agitated for a sufficient period of time Period of time implemented to complete the reaction (generally 10 to 60 minutes). Of the Organoclay was collected on a vacuum filter. The filter cake was filled with hot Washed (40 to 800C) water and dried at 600C. The dried organ clay was milled using a hammer mill or similar milling device to reduce the particle size and then through a sieve with a clear mesh size sieved from 0.074 mm (200 mesh).
Beispiel 1 Allylmethyl-di- (hydrierter talg) -ammoniumchlorid (abgekürzt als Am2HT).Example 1 Allylmethyl-di- (hydrogenated tallow) -ammonium chloride (abbreviated as Am2HT).
824,7 g Methyl-di-(hydrierter talg)-amin, etwa 350 ml Isopropylalkohol, 250=g NaHCOD, 191,3 g Allylchlorid und 10 g Allylbromid (als Katalysator) wurden in ein 4 1 Reaktionsgefäß, ausgerüstet mit einem Kühler und einem mechanischen Rührer, eingebracht. Das Gemisch wurde erwärmt und sanft unter Rückfluß gehalten. Periodisch wurden Proben entfernt filtriert und mit standardisiertem HCl und NaOH titriert.824.7 g methyl di (hydrogenated tallow) amine, about 350 ml isopropyl alcohol, 250 = g NaHCOD, 191.3 g allyl chloride and 10 g allyl bromide (as a catalyst) were in a 4 1 reaction vessel equipped with a condenser and a mechanical stirrer, brought in. The mixture was heated and gently refluxed. Periodically Samples were filtered away and titrated with standardized HCl and NaOH.
Die Reaktion wurde als vollständig betrachtet, wenn 0,09o' Amin HCl und 1,8% Amin vorhanden waren. Die endgültige Analyse zeigte ein effektives Gramm-Molekulargewicht von 831,17.The reaction was considered complete when 0.09o 'amine HCl and 1.8% amine was present. The final analysis showed an effective gram molecular weight of 831.17.
B e i s p i e 1 e 2 bis 4 Eine 30/Oige Tonaufschlämmung der Natriumform von Wyoming-Bentonit in den Beispielen 2 und 3 und Hectorit im Beispiel 4 wurde unter Rühren auf 600C erwärmt. Eine Lösung von organischer, kationischer Verbindung, Äthanol-methyldi-(hydrierter talg) -ammoniumchlorid [Em2HT] für Beispiel 2 und AM2HT, hergestellt in Beispiel 1, für die Beispiele 3 und 4 wurden zu der Tonaufschlämmung gefügt und 20 min gerührt. Der Organoton wurde auf einem Vakuumfilter gesammelt. Der Filterkuchen wurde mit 600C Wasser gewaschen und bei 600C getrocknet. Der getrocknete Organoton wurde vermahlen unter Verwendung einer Hammermühle zur Verringerung der Teilchengröße und anschließend durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) gesiebt.EXAMPLE 1 e 2 to 4 A 30% clay slurry of the sodium form of Wyoming bentonite in Examples 2 and 3 and hectorite in Example 4 heated to 60 ° C. with stirring. A solution of organic, cationic compound, Ethanol methyl di (hydrogenated tallow) ammonium chloride [Em2HT] for example 2 and AM2HT prepared in Example 1 for Examples 3 and 4 were added to the Added clay slurry and stirred for 20 minutes. The organoclay was on a vacuum filter collected. The filter cake was washed with 600C water and dried at 600C. The dried organoclay was ground using a hammer mill for Reduce the particle size and then pass through a sieve with a clear Mesh size of 0.074 mm (200 mesh) sieved.
B e i s p i e 1 e 5 bis 24 Diese Beispiele zeigen die Herstellung von organophílen Tonen-gemäß'der Erfi-ndung-unter Verwendung verschiedener organischer Anionen und von Allylmethyl-di-(hydrierter talg)-ammoniumchlorid (AM2HT) als organisches Kation. Ein üblicher organophiler Ton unter Verwendung von AM2TIT als organi,clles Kation wird als Vergleichsversuch verwendet. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle I und die Lösungsmittel-Verträglichkeitsergebnisse in Tabelle I(a) aufgeführt.B e i s p i e 1 e 5 to 24 These examples show the production of organophilic clays-according to the invention-using various organic Anions and of allylmethyl di (hydrogenated tallow) ammonium chloride (AM2HT) as an organic Cation. A common organophilic clay using AM2TIT as organi, clles Cation is used as a comparative experiment. The compositions are in the table I and the solvent compatibility results are shown in Table I (a).
Die Daten zeigen die überlegenen Dispersionscharalçteristika der erfindungsgemäßen organophilen Tone im Vergleich mit organophilen Tonen, hergestellt in Abwesenheit des organischen Anions.The data demonstrate the superior dispersion characteristics of the present invention organophilic clays versus organophilic clays made in the absence of the organic anion.
In den folgenden Tabellen werden die nachstehend aufgeführten Abkürzungen verwendet: MÄV = Milliäquivalent-Verhältnis QuV = Quellvolumen AV = Absetzvolumen.The abbreviations listed below are used in the following tables used: MÄV = milliequivalent ratio QuV = swelling volume AV = settling volume.
Tabelle 1 Bei- Organisches Anion (Salz) Organ Organisch. Table 1 Bei- Organic Anion (Salt) Organic Organic.
spiel sches An- Kation Nr. ion MÄV MÄV 5 Na-benzoat 15 115 6 dito 22,5 122,5 7 dito 30 130 8 dito 10 110 9 dito 22,5 130 1Ö Na-p-phenolsulfonat 15 115 11 dito 30 130 12 dito 22,5 122,5 13 dito 10 110 14 Na-salicylat 30 130 15 dito 22,5 122,5 16 dito 15 115 17 Na-dioctadecylphosphit 22,5 122,5 18 Benzoesäure 22,5 122,5 19 Dinatriumphthalat 22,5 122,5 20 Na-octoat 22,5 122,5 21 Na-stearat 22,5 122,5 22 Na-laurat 22,5 122,5 23 Na-12-hydroxystearat 22,5 122,5 24 Na3-citrat 22,5 122,5 Vergleich keines - 114 Tabelle I(a) Lösungsmittelverträglichkeit Lösungsmittel Bsp. Toluol Methylisobutylketon 60/40 Diisodecylphthalat/Toluol Heptan Nr. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 5 10 100 12 19 10 8 18 27 6 10 100 11 18 8 10 28 33 7 15 100 11 17 8 8 28 42 8 8 76 10 20 7 8 10 12 9 8 80 14 20 10 10 30 44 10 12 78 13 16 11 14 14 18 11 12 48 12 18 8 10 22 68 12 8 100 12 14 10 12 27 32 13 12 68 13 17 10 11 9 12 14 16 100 14 19 10 14 26 34 15 11 100 12 18 9 10 23 29 16 12 100 12 17 9 9 16 22 17 7 100 12 16 10 5 20 26 18 8 32 13 17 7 8 22 70 19 10 100 14 18 9 8 20 52 20 12 36 14 20 7 8 32 57 21 11 100 13 19 8 11 58 44 22 12 100 13 17 8 9 32 37 23 14 100 12 18 10 10 37 44 24 10 100 12 20 10 11 34 52 Vgl. 15 88 13 16 16 20 7 11 B e i s p i e 1 e 25 bis 45 Diese Beispiele zei);en dic Herstellung von organophi ion Tonen gemäß der Erfindung unter Venvendlmg verschiedener organischer Anionen und von Diallyl-di-(hydriertem talg)-ammoniumchlorid als (2A2HT) organisches Kation Bin üblicher, organophiler Ton unter Verwendung von 2A2HT als organisches Kation wird als Vergleichsversuch verwendet. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle II und die Lösungsmittelverträglichkeitsergebnisse in Tabelle II(a) angegeben. Die Daten zeigen die wesentlich überlegenen Dispersionscharakteristika der erfindungsgemäßen organophilen Tone im Vergleich mit organophilen Tonen, hergestellt in Abwesenheit des organischen Anions. game an cation no. ion MÄV MÄV 5 Na benzoate 15 115 6 same as above 22.5 122.5 7 ditto 30 130 8 ditto 10 110 9 ditto 22.5 130 1Ö Na-p-phenolsulfonate 15 115 11 ditto 30 130 12 ditto 22.5 122.5 13 ditto 10 110 14 Na salicylate 30 130 15 ditto 22.5 122.5 16 ditto 15 115 17 sodium dioctadecyl phosphite 22.5 122.5 18 benzoic acid 22.5 122.5 19 disodium phthalate 22.5 122.5 20 sodium octoate 22.5 122.5 21 sodium stearate 22.5 122.5 22 Na laurate 22.5 122.5 23 Na 12 hydroxystearate 22.5 122.5 24 Na3 citrate 22.5 122.5 Comparison none - 114 Table I (a) Solvent Compatibility Solvent e.g. toluene methyl isobutyl ketone 60/40 diisodecyl phthalate / toluene heptane No. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 5 10 100 12 19 10 8 18 27 6 10 100 11 18 8 10 28 33 7 15 100 11 17 8 8 28 42 8 8 76 10 20 7 8 10 12 9 8 80 14 20 10 10 30 44 10 12 78 13 16 11 14 14 18 11 12 48 12 18 8 10 22 68 12 8 100 12 14 10 12 27 32 13 12 68 13 17 10 11 9 12 14 16 100 14 19 10 14 26 34 15 11 100 12 18 9 10 23 29 16 12 100 12 17 9 9 16 22 17 7 100 12 16 10 5 20 26 18 8 32 13 17 7 8 22 70 19 10 100 14 18 9 8 20 52 20 12 36 14 20 7 8 32 57 21 11 100 13 19 8 11 58 44 22 12 100 13 17 8 9 32 37 23 14 100 12 18 10 10 37 44 24 10 100 12 20 10 11 34 52 cf. 15 88 13 16 16 20 7 11 E i e 1 e 25 to 45 These examples show dic production of organophi ion clays according to the invention using various of organic anions and of diallyl di (hydrogenated tallow) ammonium chloride as (2A2HT) organic cation. A common organophilic clay using 2A2HT as organic cation is used as a comparative experiment. The compositions are in Table II and the solvent compatibility results in Table II (a). The data demonstrate the substantially superior dispersion characteristics of the present invention organophilic clays versus organophilic clays made in the absence of the organic anion.
Tabelle II Bsp. Organisches Anion (Salz) Organ.An- Organ.Kat-Nr. ion MÄV ion MÄV 25 Na-salicylat 22,5 129,4 26 Na-naphthalin-1-carboxylat 22,5 129,4 27 Na-p-toluat 22,5 122,5 28 Na-borat 22,5 122,5 29 Dinatriumphthalat 22,5 122,5 30 Na-benzoat 22,5 129,4 31 Na-ferricyanid 22,5 122,5 32 Na-tetraphenylborat, 22,5 122,5 33 Na-1-butansulfonat 22,5 122,5 34 Na-p-toluolsulfonat 22,5 122,5 35 Na-benzolsulfonat 22,5 122,5 36 Na-benzol-1,3-sulfonat 22,5 122,5 37 p-Phenolsulfonat 22,5 122,5 38 Na-12-hydroxystearat 22,5 122,5 39 Na-oleat 22,5 122,5 40 Na-stearat 22,5 122,5 41 Na-laurat 22,5 122,5 42 Na-octoat 22,5 122,5 43 Na-2-äthylhexanoat 22,5 122,5 44 Na-hexanoat 22,5 122,5 45 Na-dodecylbenzolsulfonat 22,5 122,5 Vgl. keines keines 110 Tabelle II(a) Lösungsmittelverträglichkeit Lösungsmittel Bsp. Toluol Methylisobutylketon 60/40 Diisodecylphthalat/Toluol Lacklösungsmittel Nr. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 25 34 18 12 26 26 14 37 12 16 13 13 14 80 27 13 28 12 16 10 12 14 23 28 10 57 11 17 11 10 16 100 29 15 37 12 18 12 11 16 22 30 54 18 13 87 31 9 53 11 16 10 13 18 33 32 10 5 11 14 9 10-33 12 73 10 12 10 12 15 88 34 13 18 11 14 11 12 14 82 35 12 16 12 14 10 12 16 88 36 14 38 12 15 12 13 14 22 37 14 45 12 11 12 12 14 80 38 14 46 12 14 10 14 16 84 39 16 30 12 18 12 12 14 78 40 14 100 18 32 16 90 18 94 41 14 32 12 18 10 10 16 80 42 14 52 12 20 12 14 16 100 43 14 64 10 16 10 12 15 80 44 10 54 12 20 10 14 17 82 45 12 12 12 13 9 10 12 50 Vgl. 14 33 12 14 12 15 16 22 B e i s p i e 1 e 46 bis 58 Diese Beispiele erläutern die Herstellung von organophilen Tonen gemäß der Erfindung unter Verwendung verschiedener organischer Anionen und Äthanoldimethyl-hydriertem talgammoniumchlorid (e2MHT) als organisches Kation. Ein üblicher organophiler Ton unter Verwendung von E2MHT als organisches Kation wird als Vergleichsversuch verwendet. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle III angegeben und die Lösungsmittelverträglichkeitsergebnisse in Tabelle III(a). Table II Example organic anion (salt) Organ.An- Organ.Kat-No. ion MÄV ion MÄV 25 Na salicylate 22.5 129.4 26 Na naphthalene-1-carboxylate 22.5 129.4 27 Na p-toluate 22.5 122.5 28 Na borate 22.5 122.5 29 Disodium phthalate 22.5 122.5 30 Na benzoate 22.5 129.4 31 Na ferricyanide 22.5 122.5 32 Na tetraphenylborate, 22.5 122.5 33 Na-1-butanesulfonate 22.5 122.5 34 Na-p-toluenesulfonate 22.5 122.5 35 Na-benzenesulfonate 22.5 122.5 36 Na-benzene-1,3-sulfonate 22.5 122.5 37 p-phenol sulfonate 22.5 122.5 38 Na 12 hydroxystearate 22.5 122.5 39 Na oleate 22.5 122.5 40 Na stearate 22.5 122.5 41 Na laurate 22.5 122.5 42 Na octoate 22.5 122.5 43 Na 2-ethylhexanoate 22.5 122.5 44 sodium hexanoate 22.5 122.5 45 sodium dodecylbenzenesulfonate 22.5 122.5 cf. none none 110 Table II (a) Solvent Compatibility Solvent Ex. Toluene methyl isobutyl ketone 60/40 diisodecyl phthalate / toluene lacquer solvent no. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 25 34 18 12 26 26 14 37 12 16 13 13 14 80 27 13 28 12 16 10 12 14 23 28 10 57 11 17 11 10 16 100 29 15 37 12 18 12 11 16 22 30 54 18 13 87 31 9 53 11 16 10 13 18 33 32 10 5 11 14 9 10-33 12 73 10 12 10 12 15 88 34 13 18 11 14 11 12 14 82 35 12 16 12 14 10 12 16 88 36 14 38 12 15 12 13 14 22 37 14 45 12 11 12 12 14 80 38 14 46 12 14 10 14 16 84 39 16 30 12 18 12 12 14 78 40 14 100 18 32 16 90 18 94 41 14 32 12 18 10 10 16 80 42 14 52 12 20 12 14 16 100 43 14 64 10 16 10 12 15 80 44 10 54 12 20 10 14 17 82 45 12 12 12 13 9 10 12 50 cf. 14 33 12 14 12 15 16 22 Ex. 1 e 46 to 58 These examples illustrate the preparation of organophilic clays according to the invention using various organic anions and ethanol dimethyl hydrogenated tallow ammonium chloride (e2MHT) as an organic cation. A common organophilic clay using E2MHT as the organic cation is used as a comparative experiment. The compositions are given in Table III and the solvent compatibility results in Table III (a).
Die Daten zeigen die weentlich jiberlegenen Dispersiorlscharakteristika der erfindungsgemäßen organophilen Tone im Vergleich mit organophilen Tonen, hergestellt ohne organisches Anion.The data show the considerably superior dispersion characteristics of the organophilic clays according to the invention in comparison with organophilic clays without organic anion.
Tabelle III Bsp. Organ.An- Organ.Kat-Nr. OrEanisches Anion (Salz) ion MÄV ion MÄV 46 Na-benzoat 22,5 114 47 dito 30 130 48 dito 22,5 122,5 49 Na-phenolat 22,5 122,5 50 Na-tetraphenylborat 22,5 122,5 51 Na-ferrocyanid 22,5 122,5 52 Na-fluorescein-Derivat 22,5 122,5 53 Rose-benzal 22,5 122,5 54 Dinatriumphthalat 22,5 122,5 55 Na-laurat 22,5 122,5 56 Na-octoat 22,5 122,5 57 Na-stearat 22,5 122,5 58 Na-abietat 22,5 122,5 Vgl. keines keines 108,1 Tabelle III(a) Bsp. Toluol Methylisobutylketon 60/40 Diisodecylphthalat/Toluol Heptan Nr. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 46 13 18 18 24 10 12 16 18 47 20 46 19 29 14 16 20 32 48 14 22 20 26 14 14 16 24 49 18 28 28 26 14 15 20 28 50 12 22 28 30 13 15 20 28 51 14 26 22 38 9 10 17 26 52 16 30 19 28 10 13 21 30 53 16 26 21 27 11 12 22 28 54 18 36 22 30 18 21-55 16 33 18 26 14 18-56 17 30 22 28 14 18-57 17 24 12 16 10 12-58 17 30 23 32 12 12-Vergl. 6 8 17 19 8 10 12 14 B e i s P i e l e 59 bis 72 Diese Beispiele veranschaulichen die Herstellung von erfindungsgemäßen organophilen Tonen unter Verwendung verschiedener organischer Anionen und verschiedener quaternärer Ammoniumchloride als organisches Kation. Ein üblicher organophiler Ton und Verszendung von Äthanolmethyl-di-(hydriertem talg) als organisches Kation wird als Vergleichsversuch verwendet. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle IV angegeben; die Lösungsmittelverträglichkeits ergebnisse in Tabelle IV(a). Die Daten zeigen die wesentliche Überlegenheit in der Dispersionscharakteristik der erfindungsgemäßen organophilen Tone im Vergleich mit organophilen Tonen, hergestellt ohne organisches Anion. Tabelle IV Bsp. Organisches Kation Organisches Anion Organ. Organ. Table III Example Organ.An- Organ.Kat-No. Orean anion (salt) ion MÄV ion MÄV 46 Na benzoate 22.5 114 47 ditto 30 130 48 ditto 22.5 122.5 49 Na phenolate 22.5 122.5 50 Na tetraphenylborate 22.5 122.5 51 Na ferrocyanide 22.5 122.5 52 Na fluorescein derivative 22.5 122.5 53 rose benzal 22.5 122.5 54 disodium phthalate 22.5 122.5 55 sodium laurate 22.5 122.5 56 Na octoate 22.5 122.5 57 Na stearate 22.5 122.5 58 Na abietate 22.5 122.5 Compare none none 108.1 Table III (a) Ex. Toluene methyl isobutyl ketone 60/40 diisodecyl phthalate / toluene heptane No. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 46 13 18 18 24 10 12 16 18 47 20 46 19 29 14 16 20 32 48 14 22 20 26 14 14 16 24 49 18 28 28 26 14 15 20 28 50 12 22 28 30 13 15 20 28 51 14 26 22 38 9 10 17 26 52 16 30 19 28 10 13 21 30 53 16 26 21 27 11 12 22 28 54 18 36 22 30 18 21-55 16 33 18 26 14 18-56 17 30 22 28 14 18-57 17 24 12 16 10 12-58 17 30 23 32 12 12-comp. 6 8 17 19 8 10 12 14 EXAMPLE 59 to 72 These examples illustrate the preparation of organophilic clays according to the invention using various organic anions and various quaternary ammonium chlorides as organic Cation. A common organophilic clay and dispatch of ethanolmethyl-di- (hydrogenated tallow) as the organic cation is used as a comparative experiment. The compositions are given in Table IV; the solvent compatibility results in table IV (a). The data show the essential superiority in the dispersion characteristics of the organophilic clays according to the invention in comparison with organophilic clays without organic anion. Table IV Ex. Organic Cation Organic Anion organ. Organ.
Nr. Kation Anion MÄV MÄV 59 Allyl-dimethyl-hydrierter talg Na2-phthalat 122,5 22,5 60 dito Na-octoat 122,5 22,5 61 dito Na-laurat 122,5 22,5 62 dito Na-stearat 122,5 22,5 63 dito Na-abietat 122,5 22,5 64 Äthanolmethyl-di-(hydrierter talg) Na-benzoat 130 30 65 dito Na-9,10-epoxystearat 122,5 22,5 66 dito Na-dioctadecylphosphit 122,5 22,5 67 dito Na-oleat 122,5 22,5 68 Diallylmethyloctadecyl Na2-phthalat 122,5 22,5 69 Triallyl-hydrierter talg Na2-phthalat 122,5 22,5 70 Triäthanol-hydrierter talg dito 122,5 22,5 71 dito Na-benzoat 122,5 22,5 72 dito dito 115 15 Vgl. Äthanolmethyl-di-(hydrierter talg) keines 108,2 - Tabelle IV(a) Lösungsmittelverträglichkeit Lösungsmittel Bsp. Toluol Methylisobutylketon 60/40 Diisodecylphthalat/Toluol Heptan Nr. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 59 15 46 14 21 14 13 13 20 60 20 80 16 32 18 10 24 100 61 16 78 18 42 16 10 24 100 62 18 78 24 38 17 10 24 100 63 19 78 14 40 16 10 24 100 64 8 72 10 12 9 8 10 12 65 18 50 12 18 14 14-66 12 84 14 81 18 18-67 14 20 16 26 12 16-68 13 51 28 94 22 42 25 51 69 16 31 14 20 14 15 12 17 70 12 22 12 22 11 13 14 20 71 12 25 13 26 12 14 14 26 72 11 15 16 20 11 12 13 16 Vergl. 12 18 12 14 11 14 12 16 B e i s p i e 1 e 73 bis 79 Diese Beispiele zeigen die Herstellung von erfindungsgemäßen organophilen Tonen unter Verwendung verschiedener organischer Anionen und Diäthanol-methyl-hydrierter talgammoniumchlorid (2EMHT) als organisches Kation. Ein üblicher organophiler Ton unter Verwendung von 2K'IHT als organisches Kation wird als Vergleichsversuch verwendet. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle V angegeben; die Lösungsmittelverträglichkeitsergebnisse in Tabelle V(a). Die Daten zeigen die wesentlich überlegenen Dispersionscharakteristika der erfindungsgemäßen organophilen Tone im Vergleich mit organophilen Tonen, hergestellt ohne organisches Anion.No. Cation Anion MÄV MÄV 59 Allyl-dimethyl-hydrogenated tallow Na2-phthalate 122.5 22.5 60 ditto Na octoate 122.5 22.5 61 ditto Na laurate 122.5 22.5 62 ditto Na stearate 122.5 22.5 63 same as Na abietate 122.5 22.5 64 Ethanol methyl di (hydrogenated tallow) Na benzoate 130 30 65 ditto Na 9,10 epoxystearate 122.5 22.5 66 ditto Na dioctadecyl phosphite 122.5 22.5 67 ditto Na oleate 122.5 22.5 68 diallyl methyloctadecyl Na 2 phthalate 122.5 22.5 69 Triallyl hydrogenated tallow Na2 phthalate 122.5 22.5 70 Triallyl hydrogenated tallow ditto 122.5 22.5 71 ditto Na benzoate 122.5 22.5 72 ditto ditto 115 15 cf.ethanolmethyl-di- (hydrogenated tallow) none 108.2 - Table IV (a) Solvent Compatibility Solvent e.g. toluene methyl isobutyl ketone 60/40 diisodecyl phthalate / toluene heptane No. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 59 15 46 14 21 14 13 13 20 60 20 80 16 32 18 10 24 100 61 16 78 18 42 16 10 24 100 62 18 78 24 38 17 10 24 100 63 19 78 14 40 16 10 24 100 64 8 72 10 12 9 8 10 12 65 18 50 12 18 14 14-66 12 84 14 81 18 18-67 14 20 16 26 12 16-68 13 51 28 94 22 42 25 51 69 16 31 14 20 14 15 12 17 70 12 22 12 22 11 13 14 20 71 12 25 13 26 12 14 14 26 72 11 15 16 20 11 12 13 16 Comp. 12 18 12 14 11 14 12 16 E xample 1 e 73 to 79 These examples show the preparation of organophilic clays according to the invention using various organic anions and diethanol methyl hydrogenated tallow ammonium chloride (2EMHT) as an organic cation. A common organophilic clay using 2K'IHT as the organic cation is used as a comparative experiment. The compositions are given in Table V; the solvent compatibility results in table V (a). The data demonstrate the significantly superior dispersion characteristics of the organophilic clays according to the invention in comparison with organophilic clays without organic anion.
Tabelle V Bsp. Organ. An- Organ. Kat-Nr. Organisches Anion (Salz) ion MÄV ion MÄV 13 Na-benzoat 15 115 7 dito 15 122,5 75 Na2-phthalat 22,5 122,5 76 Na-octoat 22,5 122,5 77 Na-laurat 22,5 122,5 78 Na-stearat 22,5 122,5 79 Na-abietat 22,5 122,5 Vergl.keines keines 111,7 Tabelle V(a) Lösungsmittelverträglichkeit Lösungsmittel Bsp. Toluol Methylisobutylketon 60/40 Diisodecylphthalat/Toluol n-Butylacetat Nr. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 73 8 10 22 26 8 9 16 20 74 9 14 15 35 10 12 16 24 75 10 12 18 20 10 10 16 17 76 10 14 18 26 8 10-77 9 12 18 26 8 9-78 3 3 12 12 4 4-79 5 5 27 32 2 2-Vergl. 4 4 19 22 5 8 14 17 Table V Ex. Organ. To organ. Cat no. Organic anion (salt) ion MÄV ion MÄV 13 Na benzoate 15 115 7 same as above 15 122.5 75 Na2 phthalate 22.5 122.5 76 Na octoate 22.5 122.5 77 Na laurate 22.5 122.5 78 Na stearate 22.5 122.5 79 Na abietate 22.5 122.5 Comp. None none 111.7 Table V (a) Solvent Compatibility Solvent e.g. toluene methyl isobutyl ketone 60/40 diisodecyl phthalate / toluene n-butyl acetate No. QuV AV QuV AV QuV AV QuV AV 73 8 10 22 26 8 9 16 20 74 9 14 15 35 10 12 16 24 75 10 12 18 20 10 10 16 17 76 10 14 18 26 8 10-77 9 12 18 26 8 9-78 3 3 12 12 4 4-79 5 5 27 32 2 2-comp. 4 4 19 22 5 8 14 17
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