Синтетический цинковый флогопит, полученный с помощью гидротермического способа - заявка 2015143091 на патент на изобретение в РФ

1. Пластина синтетического цинкового флогопита формулы (1)
где
I представляет собой межслойный моновалентный катион, выбранный из группы, состоящей из K+, Na+, NH4+ и Li+, предпочтительно K+; и
X независимо представляет собой фторид, гидроксид или гидроксид и фторид, предпочтительно гидроксид,
отличающаяся аспектным отношением в интервале от 50 до 2000, предпочтительно от 100 до 2000, наиболее предпочтительно от 150 до 1500, где аспектное отношение определяется как диаметр пластины, поделенный на толщину пластины.
2. Пластина по п. 1, где формула (1) выбирается из любой одной из или смеси формул флогопита, выбранных из группы, состоящей из KZn3AlSi3O10(OH)2, KZn3AlSi3O10(OH,F) и KZn3AlSi3O10(F), предпочтительно KZn3AlSi3O10(OH)2.
3. Пластина по п. 1, где пластина отличается значением d50 в интервале от около 5 до около 60 микрон, наиболее предпочтительно от около 7 до около 50 микрон, в частности синтетически полученные пластины цинкового флогопита могут отличаться значением d50 по меньшей мере 8 микрон и выше.
4. Пластина по п. 1 или 2, где пластина отличается толщиной в диапазоне от 10 до около 500 нм, предпочтительно от около 20 до около 400 нм.
5. Пластина по п. 1 или 2, где пластина пропускает по меньшей мере 92% света, предпочтительно 95% света и наиболее предпочтительно 98% света.
6. Способ получения пластины цинкового флогопита формулы (1)
где
I представляет собой межслойный моновалентный катион, выбранный из группы, состоящей из K+, Na+, NH4+ и Li+ предпочтительно K+; и
X независимо представляет собой фторид или гидроксид, гидроксид или гидроксид и фторид, предпочтительно гидроксид, отличающийся аспектным отношением в интервале от 50 до 2000, предпочтительно от 100 до 2000, наиболее предпочтительно от 150 до 1500, где аспектное отношение определяется как диаметр пластины, поделенный на толщину пластины,
включающий стадии:
получение реакционной смеси, включающей
I источник, выбранный из группы, состоящей из Na+, K+, NH4+ и Li+, предпочтительно K+;
источник алюминия;
источник кремния;
источник цинка;
необязательно источник фторида и/или источник гидроксида, предпочтительно источник гидроксида;
модификатор формы
и
необязательно затравочные кристаллы предварительно образованного флогопита,
гидротермическую обработку указанной реакционной смеси при основных условиях при температуре в интервале от около 125 до около 250°С, предпочтительно от 150°С до около 225°С, и
давлении в интервале от около 50 до около 400 пси, предпочтительно от около 100 пси до около 220 пси;
с образованием пластины синтетического флогопита формулы (1); и
необязательно выделение образованной пластины,
где модификатор формы представляет собой слабую органическую кислоту, слабую неорганическую кислоту или сахар.
7. Способ по п. 6, где модификатор формы представляет собой слабую органическую кислоту или слабую неорганическую кислоту, ее соль или гидрат, где слабая органическая кислота, ее соль или гидрат представляет собой соединение формулы (I)
где если m+p равно 1:
А представляет собой разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный C110 алкил, разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный С210 алкенил, замещенный или незамещенный С79 фенилалкил или замещенный или незамещенный С610 арил,
где линейный или разветвленный незамещенный C110 алкил, линейный или разветвленный С210 алкенил может быть замещен С(O)ОН, С(O)O-X+, NH2, галогеном, OH, -С(O)Н или прерываться -O-, -NR2- или -С(О)-,
С79 фенилалкил или С610 арил может быть замещен одним или более С(O)ОН, С(O)O-X(+)n, NH2, галогеном, ОН или -С(O)Н,
R представляет собой водород, или RO представляет собой О-Х(+)n,
R2 представляет собой водород или линейный или разветвленный C110- алкил, замещенный одним или более С(O)ОН, С(O)O-Х(+)n, галогеном, NH2, -С(О)- или ОН; n равно 1-3,
и
Х(+)n представляет собой органический или неорганический катион, например, аммоний, замещенный аммоний, такой как, например, метиламмоний, диметиламмоний, триметиламмоний, этаноламмоний, катионы металлов, например, катион щелочного металла, катион щелочноземельного металла или другие катионы металлов, например, Na+, Li+, K+, Cs+, Rb+, Fr+, Mg++, Sr++, Ва++, Be++, Ca++, P+++, B+++ или Al+++,
если m+p равно двум или более,
А представляет собой разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный C110 алкилен, разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный С210 алкилиден, замещенный или незамещенный С79 алкилфенилен или С610 арилен,
где линейный или разветвленный C110 алкилен, линейный или разветвленный С210 алкилиден может быть замещен С(O)ОН, С(O)O-Х+, NH2, галогеном, ОН, -С(O)Н и/или прерываться -О-, -NR2- или -С(О)-,
и
С79 алкилфенилен или C6-C12 арилен включает одно или более замещение NHR2, ОН, СООН, галогеном, СОО-Х(+)n или -С(O)Н,
где R, RO, R2 и Х(+)n имеют значения, как определено выше,
или
модификатор формы представляет собой слабую неорганическую кислоту и выбирается из группы, состоящей из борной кислоты, фосфорной кислоты (Н3РО4), пирофосфатов и их солей или гидратов.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что
m+p равно двум или более,
А представляет собой разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный C1-C8 алкилен,
замещение разветвленного или неразветвленного С18 алкилена включает одного или более замещение посредством ОН, СООН, СОО-Х(+)n, как определено выше,
или модификатор формы представляет собой слабую неорганическую кислоту и представляет собой борную кислоту, ее соли или гидраты.
9. Способ по п. 6, где модификатор формы представляет собой слабую органическую кислоту и выбирается из группы, состоящей из следующих: муравьиная кислота, уксусная кислота, акриловая кислота, сорбиновая кислота, аскорбиновая кислота, бензойная кислота, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, малоновая кислота, метил малоновая кислота, сукциновая кислота, щавелевая кислота, молочная кислота, аспаргиновая кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, яблочная кислота, малеиновая кислота, винная кислота, тартроновая кислота, муциновая кислота, глюконовая кислота, лимонная кислота, изолимонная кислота, ацетиллимонная кислота, пробковая кислота, себациновая кислота, азелаиновая кислота, 1,2,3-пропантрикарбоновая кислота, 1,1,3,3-пропантетракарбоновая кислота, 1,1,2,2-этантетракарбоновая кислота, 1,2,3,4-бутантетракарбоновая кислота, 1,2,2,3 пропантетракарбоновая кислота, 1,3,3,5 пентантетракарбоновая кислота, этилендиаминтетрауксусная кислота, этиленгликольбис-тетрауксусная кислота, дигликолевая кислота, этилендиаминтетрапропионовая кислота, иминдиуксусная кислота, 1,2-пропилендиаминтетрауксусная кислота, N-метил, -этил, -пропил и -бутил иминдиуксусная кислота, 1,3-пропилендиаминтетрауксусная кислота, N-гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусная кислота, триэтилентетраамингексауксусная кислота, диэтилентриаминпентауксусная кислота, глицин, аланин, валин, лейцин, тирозин, тореонин, серин, глутаминовая кислота, лизин и их соли или гидраты,
предпочтительно модификатор формы выбирается из группы, состоящей из следующего: яблочная кислота, адипиновая кислота, винная кислота, щавелевая кислота, тартроновая кислота, лимонная кислота, изолимонная кислота, пимелиновая кислота, азелаиновая кислота, дигликолевая кислота, муциновая кислота, малоновая кислота, метилмалоновая кислота, глутаровая кислота, сукциновая кислота, аспаргиновая кислота, пробковая кислота, себациновая кислота, глутаминовая кислота, их соли и гидраты,
наиболее предпочтительно модификатор формы представляет собой слабую органическую кислоту и выбирается из группы, состоящей из следующего: яблочная кислота, винная кислота, щавелевая кислота, лимонная кислота, изолимонная кислота, муциновая кислота, их соли и гидраты,
или
модификатор формы представляет собой слабую неорганическую кислоту, выбранную из группы, состоящей из борной кислоты, фосфорной кислоты (Н3РО4), пирофосфата и их солей или гидратов,
предпочтительно модификатор формы представляет собой слабую неорганическую кислоту и представляет собой борную кислоту, ее соли или гидраты.
10. Способ по п. 6, где модификатор формы представляет собой сахар и выбирается из группы, включающей глюкозу, фруктозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, сорбит, лактозу, маннит, инозитол, ксилитол, треит, эритрит, адонит (рибитол), арабит (лукситол), дульцит (галактитол), мальтит, изомальт, рибозу, ксилозу и маннозу.
11. Способ по любому одному из пп. 6-10, где количество модификатора формы, добавляемое в реакционную смесь, находится в интервале от около 5 до около 10% ммоль, предпочтительно от около 1 до около 7% ммоль, и наиболее предпочтительно от около 1.5 до около 5% ммоль на основе теоретически вычисленного продукта (флогопита).
12. Способ по любому одному из пп. 6-10, где источник алюминия выбирается из группы, состоящей из элементарного алюминия Al0, Al(NO3)3 (нитрата алюминия), K2Al2O4 (алюмината калия), Na2Al2O4 (алюмината натрия) Al(OH)3 (гидроксида алюминия), Al2O3, псевдобемита, изопропоксида алюминия, Al(C2H3O2)3, AlBr3, AlCl3, Al(C6H5O7) (цитрата алюминия), AlF3, Al(CHO2)3 (формата алюминия), Al2(SO4)3, AlOOH (гидроксида оксида алюминия) и их гидратов, и предпочтительно выбирается из Al(NO3)3 (нитрата алюминия), Al2(SO4)3, K2Al2O4 (алюмината калия), Al(OH)3, AlOOH и их гидратов.
13. Способ по любому одному из пп. 6-10, где источник цинка выбирается из группы, включающей элементарный цинк Zn0, ZnSO4, Zn(NO3)2, ZnCl2, Zn(C2H3O2)2 (ацетат цинка), ZnCO3, Zn(CHO2)2 (формиат цинка), ZnBr2, оксид цинка, Zn0, ZnI2 и их гидраты.
14. Способ по любому одному из пп. 6-10, где необязательный источник фторида выбирается из группы, включающей HF, NH4F, NaF, K2SiF6, KF и MgF2, и необязательный источник гидроксида выбирается из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроксида натрия, гидроксида лития, аммония гидроксида, трипропиламмония гидроксида и тетраметиламмония гидроксида.
15. Способ по любому одному из пп. 6-10, где источник кремния выбирается из группы, состоящей из гидратов SiO2, коллоидного SiO2, метасиликата натрия, силиката натрия, метасиликата калия, силиката калия, метасиликата лития, силиката лития, каолина, коллоидального диоксида кремния, талька, H2SiO3 и тетраэтилортосиликата, предпочтительно коллоидного SiO2.
16. Применение модификатора формы для увеличения аспектного отношения пластины синтетического цинкового флогопита в ходе гидротермического синтеза, где модификатор формы представляет собой слабую органическую кислоту, слабую неорганическую кислоту, их соли или гидраты, или сахар.
17. Применение по п. 16, где модификатор формы представляет собой слабую органическую кислоту, ее соль или гидрат, и определяется формулой (I)
где если m+p равно 1:
А представляет собой разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный C110 алкил, разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный С210 алкенил, замещенный или незамещенный С79 фенилалкил или замещенный или незамещенный С610 арил,
где линейный или разветвленный незамещенный C110 алкил, линейный или разветвленный С210 алкенил может быть замещен С(O)ОН, С(O)O-Х+, NH2, галогеном, ОН, -С(O)Н или прерываться -О-, -NR2- или -С(О)-,
С79 фенилалкил или С610 арил включает замещение одним или более С(O)ОН, С(O)O-X(+)n, NH2, галогеном, ОН или -С(O)Н,
R представляет собой водород, или RO представляет собой О-Х(+)n,
R2 представляет собой водород или линейный или разветвленный C110- алкил, замещенный одним или более С(O)ОН, С(O)O-Х(+)n, галогеном, NH2, -С(О)- или ОН; n равно 1-3,
и
Х(+)n представляет собой органический или неорганический катион, например, аммоний, замещенный аммоний, такой как, например, метиламмоний, диметиламмоний, триметиламмоний, этаноламмоний, катионы металлов, например, катион щелочного металла, катион щелочноземельного металла или другие катионы металлов, например, Na+, Li+, K+, Cs+, Rb+, Fr+, Mg++, Sr++, Ba++, Be++, Ca++, P+++, В+++ или Al+++,
если m+p равно двум или более,
А представляет собой разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный C110 алкилен, разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный С210 алкилиден, замещенный или незамещенный С79 алкилфенилен или С610 арилен,
где разветвленный или неразветвленный C110 алкилен или разветвленный или неразветвленный С210 алкилиден может быть замещен одним или более С(O)ОН, С(O)O-Х+, NH2, галогеном, ОН, -С(O)Н и/или прерываться -О-, -NR2- или -С(О)-, и
С79 алкилфенилен или С612 арилен может быть замещен одним или более NHR2, ОН, СООН, галогеном, СОО-Х(+)n или -С(O)Н,
где R, RO, R2 и Х(+)n имеют значения, как определено выше,
или
модификатор формы представляет собой слабую неорганическую кислоту и выбирается из группы, состоящей из борной кислоты, фосфорной кислоты (Н3РО4), пирофосфата, их солей или гидратов.
18. Применение по п. 16, где модификатор формы представляет собой сахар, выбранный из группы, включающей глюкозу, фруктозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, сорбит, лактозу, маннит, инозитол, ксилитол, треит, эритрит, адонит (рибитол), арабит (лукситол), дульцит (галактитол), мальтит, изомальт, рибозу, ксилозу и маннозу.
19. Способ увеличения аспектного отношения пластины цинкового флогопита по любому одному из пп. 1-5 в ходе гидротермического получения пластины посредством добавления модификатора формы в ходе гидротермического получения, где модификатор формы представляет собой слабую органическую кислоту, слабую неорганическую кислоту, их соли или гидраты, или сахар.
20. Способ увеличения аспектного отношения пластины цинкового флогопита по п. 19, где модификатор формы представляет собой слабую органическую кислоту, ее соль или гидрат и определяется формулой (I)
где если m+p равно 1:
А представляет собой разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный С110 алкил, разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный С210 алкенил, замещенный или незамещенный С79 фенилалкил или замещенный или незамещенный С610 арил,
где линейный или разветвленный незамещенный C110 алкил, линейный или разветвленный С210 алкенил может быть замещен С(O)ОН, С(O)O-Х+, NH2, галогеном, ОН, -С(O)Н или прерываться -О-, -NR2- или -С(О)-,
С79 фенилалкил или С610 арил включает замещение одним или более С(O)ОН, С(O)O-X(+)n, NH2, галогеном, ОН или -С(O)Н,
R представляет собой водород, или RO представляет собой О-Х(+)n,
R2 представляет собой водород или линейный или разветвленный C110- алкил, замещенный одним или более С(O)ОН, С(O)O-Х(+)n, галогеном, NH2, -С(О)- или ОН; n равно 1-3, и
Х(+)n представляет собой органический или неорганический катион, например, аммоний, замещенный аммоний, такой как, например, метиламмоний, диметиламмоний, триметиламмоний, этаноламмоний, катионы металлов, например, катион щелочного металла, катион щелочноземельного металла или другие катионы металлов, например, Na+, Li+, K+, Cs+, Rb+, Fr+, Mg++, St++, Ba++, Be++, Ca++, P+++, В+++ или Al+++,
если m+p равно двум или более,
А представляет собой разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный C110 алкилен, разветвленный или неразветвленный, замещенный или незамещенный С210 алкилиден, замещенный или незамещенный С79 алкилфенилен или С610 арилен,
где разветвленный или неразветвленный С110 алкилен или разветвленный или неразветвленный С210 алкилиден может быть замещен одним или более С(O)ОН, С(O)O-Х+, NH2, галогеном, ОН, -С(O)Н и/или прерываться -О-, -NR2- или -С(О)-, и
С79 алкилфенилен или С612 арилен может быть замещен одним или более NHR2, ОН, СООН, галогеном, СОО-Х(+)n или -С(O)Н,
где R, RO, R2 и Х(+)n имеют значения, как определено выше, или
модификатор формы представляет собой слабую неорганическую кислоту и выбирается из группы, состоящей из борной кислоты, фосфорной кислоты (Н3РО4), пирофосфата и их солей или гидратов.
21. Пигмент, содержащий пластину цинкового флогопита по любому одному из пп. 1-5.
22. Пигмент, содержащий пластину флогопита по любому одному из пп. 1-5,
(a) слой диэлектрического вещества, в частности оксида металла, имеющего высокий показатель преломления; и/или
(b) слой металла, в частности тонкий полупрозрачный слой металла.
23. Пигмент по п. 22, где пигмент дополнительно содержит в дополнение к слою (а), имеющему высокий показатель преломления, и/или слою металла (b), оксидный слой (с) с низким показателем преломления и слой (d) с высоким показателем преломления, где различие между высоким и низким показателями преломления составляет по меньшей мере 0.1.
24. Пигмент по п. 22 или 23, где оксид металла слоя (а) с высоким показателем преломления представляет собой TiO2, ZrO2, Fe2O3, Fe3O4, Cr2O3, ZnO, смесь этих оксидов, титанат железа, гидрат оксида железа, субоксид титана или смесь и/или смешанную фазу этих соединений.
25. Краска, чернила для струйной печати, покрытия, печатная краска, пластмасса, косметическое средство, глазурь для керамики и стекла, содержащие пигменты по любому одному из пп. 21-24.
Наверх