Proceso para preparación de hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente.

Proceso para preparar un hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente que tiene una distanciaentre las capas individuales del hidróxido doble estratificado superior a 1,

5 nm determinada de acuerdo con elmétodo de la descripción, y que comprende un anión orgánico como anión de equilibrio de cargas, comprendiendo elproceso los pasos de:

(a) preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuentede iones metálicos trivalentes;

(b) someter a tratamiento solvotérmico la suspensión precursora para obtener el hidróxido doble estratificado,en donde se añade un anión orgánico antes o durante la formación del hidróxido doble estratificado del paso (b), odespués de la formación del hidróxido doble estratificado, a fin de obtener el hidróxido doble estratificado modificadoorgánicamente, y en donde el anión orgánico tiene 8 o más átomos de carbono, con la salvedad de que el únicoanión orgánico presente como anión de equilibrio de cargas no es tereftalato, en donde la fuente de iones metálicosdivalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se muele(n) antes del paso (b), y en donde se utiliza aguacomo medio de suspensión, con la salvedad de que el ácido desoxicólico no es el único anión orgánico.

Proceso para preparación de hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente.

La invención se refiere a un proceso para preparación de hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente.

Tales procesos son conocidos en la técnica.

WO 99/35185 describe un proceso para preparación de hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente (LDHs) donde el anión orgánico se introduce en el LDH por intercambio iónico. El intercambio iónico se lleva a cabo suspendiendo el LDH en agua, después de lo cual el pH de la suspensión se reduce a un valor inferior a 4. A continuación, los aniones orgánicos se añaden a la suspensión y el pH se ajusta a un valor que excede de 8. Este proceso es bastante complejo y produce por regla general una corriente residual que contiene sales.

WO 00/09599 describe la preparación de LDH que comprenden aniones orgánicos como aniones de intercalación. Estos LDHs modificados se pueden preparar de diversas maneras, haciéndose uso de las sales de iones metálicos divalentes y trivalentes, tales como las sales cloruro de magnesio y aluminio o aluminato de sodio. Los procesos descritos en WO 00/09599 describen sales que terminarán al menos parcialmente en la corriente residual, lo cual es indeseable. Debe indicarse adicionalmente que las sales utilizadas en estos procesos son relativamente caras.

En su conjunto, la economía de los procesos anteriormente descritos muestra una necesidad de procesos que sean más atractivos económicamente y más respetuosos con el medio ambiente.

Por esta razón, es un objeto de la presente invención proporcionar un proceso más sencillo y más respetuoso con el medio ambiente para preparación de hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente.

Este objeto se consigue con un proceso para preparación de un hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente que tiene una distancia entre las capas individuales del hidróxido doble estratificado superior a 1, 5 nm y que comprende un anión orgánico como anión de equilibrio de cargas, comprendiendo el proceso los pasos de:

(a) preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuente de iones metálicos trivalentes;

(b) someter a tratamiento solvotérmico la suspensión precursora a fin de obtener el hidróxido doble estratificado,

en donde se añade un anión orgánico antes o durante la formación del hidróxido doble estratificado del paso (b) , o después de la formación del hidróxido doble estratificado, a fin de obtener el hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente, en donde la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se muele (n) antes del paso (b) , y en donde se utiliza agua como medio de suspensión, con la salvedad de que el ácido desoxicólico no es el único anión orgánico.

Este objeto se consigue también con un proceso para preparación de un hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente que tiene una distancia entre las capas individuales del hidróxido doble estratificado superior a 1, 5 nm y que comprende un anión orgánico como anión de equilibrio de cargas, comprendiendo el proceso los pasos de:

(a) preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuente de iones metálicos trivalentes;

(b) tratar térmicamente la suspensión precursora a fin de obtener el hidróxido doble estratificado,

en donde se añade un anión orgánico antes o durante la formación del hidróxido doble estratificado del paso (b) , o después de la formación del hidróxido doble estratificado, a fin de obtener el hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente, en donde la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se muele (n) antes del paso (b) , y en donde se utiliza agua como medio de suspensión, con la salvedad de que en el paso (a) la fuente de iones metálicos trivalentes no se hace reaccionar con el anión orgánico a una temperatura comprendida entre 60 y 85ºC durante 4 a 8 horas antes de la adición de la fuente de iones metálicos trivalentes y el paso (b) se lleva a cabo subsiguientemente a una temperatura de 90 a 95ºC durante 4 a 8 horas.

Las fuentes de iones metálicos divalentes y la fuente de iones metálicos trivalentes utilizadas en los procesos de la presente invención no son sales de estos iones metálicos, en particular estas fuentes no son sales cloruro o perclorato de los iones metálicos divalentes y trivalentes, o si el ión metálico trivalente es aluminio, aluminatos. Debe indicarse que estas fuentes pueden disolverse parcialmente en el medio de suspensión.

Las fuentes de iones metálicos divalentes y trivalentes son generalmente óxidos o hidróxidos de los iones metálicos divalentes o trivalentes. Ejemplos de iones metálicos divalentes son Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+, y Mg2+. Ejemplos de iones metálicos trivalentes son Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+, y Ga3+. Se contempla también la utilización de tres o más iones metálicos diferentes en el hidróxido doble estratificado preparado por el proceso de la invención. De estos iones metálicos se prefiere la combinación de Mg2+ y/o Zn2+ y Al3+. Ejemplos de fuentes de magnesio adecuadas incluyen óxido de magnesio, hidróxido de magnesio, hidroxicarbonato de magnesio, bicarbonato de magnesio, dolomita, y sepiolita. Se prefiere óxido de magnesio. Se contempla también una combinación de dos o más fuentes de magnesio. La fuente de aluminio es típicamente un hidróxido o un óxido de aluminio. Ejemplos de dicha fuente de aluminio son trihidróxido de aluminio, tal como gibbsita y bayerita, oxo-hidróxidos de aluminio tales como boehmita, diásporo o goethita, y alúminas de transición, que son conocidas por los expertos en la técnica.

El uso de las fuentes de iones metálicos divalentes e iones metálicos trivalentes anteriores en el proceso de la invención proporciona un proceso que es más respetuoso con el medio ambiente, dado que queda una cantidad considerablemente menor de sales (si acaso) en la corriente residual resultante del proceso. Además, las fuentes de iones metálicos divalentes y trivalentes, y en particular las fuentes de magnesio y aluminio, son por regla general menos costosas que las sales correspondientes utilizadas comúnmente en la producción de hidróxidos dobles estratificados. Adicionalmente, el proceso de la invención es generalmente más sencillo, dado que requiere menos pasos y/o no requiere post-tratamiento alguno de la corriente residual. Aún más, estos procesos pueden realizarse en un tiempo mucho más breve, lo cual puede conducir a su vez a una capacidad de producción mayor del hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente en comparación con los procesos convencionales.

En una realización del proceso de la invención, la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se activa antes del tratamiento térmico o solvotérmico de la suspensión que comprende ambas fuentes. El término "activado" se refiere a la activación de las fuentes de iones metálicos divalentes y/o trivalentes, aumentando así su reactividad en el proceso; dicha activación puede realizarse por ejemplo por molienda en seco o en húmedo y/o por tratamiento ácido. Una ventaja adicional de la activación de las fuentes de iones metálicos es que durante el proceso se forman cantidades significativamente menores de impurezas, tales como brucita o gibbsita. La reducción o ausencia de tales impurezas en el producto obtenido con este proceso ofrece la ventaja adicional de que el uso del producto en matrices de polímero puede conducir a que el material compuesto resultante tenga propiedades dinámicas y/o mecánicas mejoradas.

Los hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente preparados con el proceso de la invención tienen una distancia entre las capas individuales superior a 1, 5 nm. Esto proporciona ventajas en el uso de estos hidróxidos dobles estratificados modificados orgánicamente, v.g. si se utilizan en matrices de polímero. En las matrices de polímero (v.g., en materiales nanocompuestos o composiciones de recubrimiento) la mayor distancia intercapas hace que los hidróxidos dobles estratificados de la invención sean fácilmente procesables en la matriz de polímero, y permite adicionalmente una desestratificación y/o exfoliación fácil del hidróxido doble estratificado, dando como resultado una mixtura del hidróxido doble estratificado... [Seguir leyendo]

1. Proceso para preparar un hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente que tiene una distancia entre las capas individuales del hidróxido doble estratificado superior a 1, 5 nm determinada de acuerdo con el método de la descripción, y que comprende un anión orgánico como anión de equilibrio de cargas, comprendiendo el proceso los pasos de:

(a) preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuente de iones metálicos trivalentes;

(b) someter a tratamiento solvotérmico la suspensión precursora para obtener el hidróxido doble estratificado,

en donde se añade un anión orgánico antes o durante la formación del hidróxido doble estratificado del paso (b) , o después de la formación del hidróxido doble estratificado, a fin de obtener el hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente, y en donde el anión orgánico tiene 8 o más átomos de carbono, con la salvedad de que el único anión orgánico presente como anión de equilibrio de cargas no es tereftalato, en donde la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se muele (n) antes del paso (b) , y en donde se utiliza agua como medio de suspensión, con la salvedad de que el ácido desoxicólico no es el único anión orgánico.

2. Proceso para preparar un hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente que tiene una distancia entre las capas individuales del hidróxido doble estratificado superior a 1, 5 nm determinada de acuerdo con el método de la descripción, y que comprende un anión orgánico como anión de equilibrio de cargas, comprendiendo el proceso los pasos de:

(a) preparar una suspensión precursora que comprende una fuente de iones metálicos divalentes y una fuente de iones metálicos trivalentes;

(b) someter a tratamiento térmico la suspensión precursora para obtener el hidróxido doble estratificado,

en donde se añade un anión orgánico antes o durante la formación del hidróxido doble estratificado del paso (b) , o después de la formación del hidróxido doble estratificado, a fin de obtener el hidróxido doble estratificado modificado orgánicamente, y en donde el anión orgánico tiene 8 o más átomos de carbono, con la salvedad de que el único anión orgánico presente como anión de equilibrio de cargas no es tereftalato, en donde la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes se muele (n) antes del paso (b) , y en donde se utiliza agua como medio de suspensión, con la salvedad de que en el paso a) la fuente de iones metálicos trivalentes no se hace reaccionar con el anión orgánico a una temperatura comprendida entre 60 y 85ºC durante 4 a 8 horas antes de la adición de la fuente de iones metálicos divalentes y el paso b) se lleva a cabo subsiguientemente a una temperatura de 90 a 95ºC durante 4 a 8 horas.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde el anión orgánico se añade a la suspensión acuosa precursora antes de transcurrir el paso (b) .

4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde el anión orgánico se añade después de la formación del hidróxido doble estratificado, en donde el hidróxido doble estratificado tiene principalmente hidroxilo como anión de equilibrio de cargas.

5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el ión metálico divalente es Mg2+ y el ión metálico trivalente es Al3+.

6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el valor d50 de la fuente de iones metálicos divalentes y/o la fuente de iones metálicos trivalentes es inferior a 10 !m.

7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el anión orgánico tiene de 10 a 40 átomos de carbono.