[发明专利]制备有机改性的层状双氢氧化物的方法

说明书

本发明涉及一种制备层状双氢氧化物的方法。

这类方法在本领域是已知的。Cavani等(Catalysis Today，11(1991)， 第173-301页)报道了制备层状双氢氧化物的各种方法。所有举例的制备方 法均在水中进行。Carlino(Solid State Ionics，98(1997)，第73-84页)描述 了将羧酸插入层状双氢氧化物的各种方法，其主要使用水溶液。

制备层状双氢氧化物的大多数方法在水中进行，使得最终干燥产物具 有显著量的水。此外，当再分散于水中时，具有羟基或有机阴离子作为平 衡电荷离子的层状双氢氧化物通常形成碱性悬浮液。当层状双氢氧化物共 混入聚合物基质时，常规制备的层状双氢氧化物的显著量的水和碱度可改 变所得复合材料的机械和物理性能，如共混可导致解聚。

因此，本发明的目的是提供一种制备层状双氢氧化物的新方法，通过 该方法可降低最终产物中的碱度和/或水量。本发明的另一目的是提供新的 层状双氢氧化物。

该目的通过一种制备包含平衡电荷的阴离子的层状双氢氧化物的方法 实现，该方法包括如下步骤：

(a)制备包含如下组分的前体悬浮液或溶液：二价金属离子源、三价 金属离子源、水和与水溶混的且其中可至少溶解5g/l平衡电荷的阴离子前 体的溶剂；

(b)处理前体悬浮液或溶液以得到层状双氢氧化物， 其中在步骤(b)之前、之中或之后将平衡电荷的阴离子的前体加入悬浮液或 溶液中，其中如果平衡电荷的阴离子为有机阴离子，则基于平衡电荷的阴 离子的前体总重量小于50重量％的平衡电荷的阴离子的前体为盐，条件是 平衡电荷的阴离子不为碳酸根。

在本发明方法中使用溶剂使得可以生产含有较低水量的层状双氢氧化 物。层状双氢氧化物通常具有改进的热稳定性。

本发明方法特别适合制备包含有机阴离子作为平衡电荷的阴离子的层 状双氢氧化物。这些有机改性的层状双氢氧化物具有降低的减小，即当再 分散在如水中时的pH低于以常规方式制备的常规层状双氢氧化物。使用 本发明方法可实现较高的有机阴离子插层度。通常而言，层状双氢氧化物， 尤其是有机改性的层状双氢氧化物对它们共混入的聚合物具有改进的相容 性。

在本发明方法中，溶剂可为任何与水溶混且其中可至少溶解5g/l平衡 电荷的阴离子的前体的溶剂。溶剂与水的溶混性可使用ASTM D 1722-98 测定。阴离子前体的溶解度可取决于混合物的pH和/或温度。在本发明方 法中，选择条件如反应温度，以使至少5g/l平衡电荷的阴离子的前体可溶 解。这类溶剂的实例包括醇类如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、 异丁醇和叔丁醇；链烷多元醇如乙二醇、丙二醇和甘油；醚类如二甲醚、 乙醚或二丁醚；链烷多元醇的二醚如二甲基乙二醇、二乙基乙二醇、二甲 基丙二醇和二乙基丙二醇；以及根据下式的烷氧基化醇：

其中R₁为C₁-C₈烷基或苯基，R₂为氢或甲基，以及n为1-5的整数；胺类 如三乙胺；非离子聚合物溶剂如聚乙二醇、聚丙二醇、月桂基聚乙二醇； 离子液体；吡啶；二甲亚砜；以及吡咯烷酮如N-甲基吡咯烷酮。

在一个实施方案中，溶剂为可与水形成共沸物的溶剂。在本发明方法 中使用共沸混合物使得更易除去溶剂且更有效地除去水。

优选溶剂为具有一个羟基的醇。这类醇的实例为一元醇如甲醇、乙醇、 正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇以及如上所定义的烷氧基化醇。

在本发明的一个实施方案中，溶剂为烷氧基化醇。这类烷氧基化醇的 实例为乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单 异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单叔丁基醚、乙二醇单己基醚、乙二 醇单苯基醚、乙二醇、2-乙基己基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、 二甘醇单正丙基醚、二甘醇单异丙基醚、二甘醇单丁基醚、丙二醇单甲基 醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单异丙基醚、丙二醇单丁 基醚、丙二醇单叔丁基醚、丙二醇单己基醚、丙二醇单苯基醚、二丙二醇 单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单异丙基 醚和二丙二醇单丁基醚。在这些醇中较不优选乙二醇单甲基醚和乙二醇单 乙基醚，因为它们是致畸性的且可造成健康问题。