用于制备沉淀二氧化硅的新颖方法,新颖的沉淀二氧化硅及其用途,尤其用于增强聚合物的制作方法_2

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个喷嘴雾化器并且,当使用一个真空滤器进行该过滤时,使用一个旋转式雾化 器。
[0047] 当使用一个喷嘴雾化器进行该干燥操作时,然后能够获得的沉淀二氧化硅通常以 基本上球形珠粒的形式存在。
[0048] 这个干燥操作结束后,任选地可能进行一个研磨回收的产品的阶段;然后能够获 得的沉淀二氧化硅总体上以粉末的形式存在。
[0049]当使用一个旋转式雾化器进行该干燥操作时,然后能够获得的二氧化硅可以以粉 末的形式存在。
[0050] 最后,可以任选地使如上所指出的干燥(具体地通过旋转雾化器)或研磨过的产 物经受一个附聚阶段,该附聚阶段包含例如一个直接压缩、湿造粒(也就是说,借助于粘合 剂,如水,二氧化硅悬浮液以及类似物)、挤出或,优选地,干燥压实。当采用后者的技术时, 可以证明在进行压实之前使粉状产物脱气(操作也称为预致密化或除气)以便除去包含在 产物中的空气并且提供更均匀的压实是适宜的。
[0051] 然后能够通过此附聚阶段获得的沉淀二氧化硅总体上以颗粒的形式存在。
[0052] 本发明的另一个主题是一种用于制备沉淀二氧化硅的具体方法,该类型方法包括 在硅酸盐与酸化剂之间的沉淀反应,由此获得沉淀二氧化硅的悬浮液,接着是这种悬浮液 的分离和干燥,其特征在于该方法包括以下连续阶段:
[0053]-该沉淀反应是按以下方式进行:
[0054] (i)形成一种包含参与该反应的硅酸盐的总量的至少一部分和电解质的初始容器 底料,在所述初始容器底料中的硅酸盐的浓度(以Si02表示)是低于100g/l并且,优选地, 在所述初始容器底料中的电解质的浓度是低于19g/l,
[0055] (ii)将该酸化剂加入所述容器底料中直到获得至少约7. 0、特别地在7与8. 5之 间的该反应介质的pH值,
[0056] (iii)将酸化剂和,如果适当的话,剩余量的硅酸盐同时添加到该反应介质中,
[0057] _将所获得的二氧化硅悬浮液过滤,
[0058]-使在该过滤结束后获得的滤饼经受一种包括添加铝化合物的崩解操作,
[0059] -干燥由此获得的、优选具有按重量计至多25%的固体含量的滤饼,
[0060] 所述方法的特征在于或者在该崩解操作期间,或者在该崩解操作之后并且在该干 燥阶段之前,将多元羧酸的混合物添加到该滤饼中。
[0061] 在以上关于该方法的崩解操作、羧酸的混合物的添加和三种替代形式的主题的说 明中指出的适用于根据本发明的本方法。
[0062] 该酸化剂和该硅酸盐是以一种本身熟知的方式选择的。
[0063] 通常使用一种强无机酸诸如硫酸、硝酸或盐酸、或者同样一种有机酸诸如乙酸、甲 酸或碳酸作为酸化剂。
[0064] 可以将该酸化剂稀释或浓缩;它的当量浓度可以在0. 4与36N之间,例如在0. 6与 1. 5N之间。
[0065] 具体地,在其中该酸化剂是硫酸的情况下,其浓度可以在40与180g/l之间,例如 在60与130g/l之间。
[0066] 作为硅酸盐,可以使用任何常见形式的硅酸盐,如偏硅酸盐,二硅酸盐并且有利地 一种碱金属硅酸盐,具体地硅酸钠或硅酸钾。
[0067] 该硅酸盐可以具有在40与330g/l之间、例如在60与300g/l之间的浓度(以Si02 表不)。
[0068] 优选地,使用娃酸钠作为娃酸盐。
[0069] 在其中使用硅酸钠的情况下,后者总体上具有在2与4之间、具体在2. 4与3. 9之 间、例如在3. 1与3. 8之间的Si02/Na20重量比。
[0070] 在阶段(i)期间,形成了一种包括硅酸盐和电解质的容器底料。初始容器底料中 存在的硅酸盐的量有利地仅表示参与反应的硅酸盐的总量的一部分。
[0071] 关于在该初始容器底料中存在的电解质(阶段(i)),这个术语在此应理解为通常 所认可的,也就是说,电解质是指任何离子或分子物质,当该物质是在溶液中时,它分解或 离解以形成离子或带电颗粒;可以提及的是碱金属和碱土金属的组的一种盐作为电解质, 特别是起始硅酸盐金属以及酸化剂的盐,例如在硅酸钠与盐酸的反应的情况下是氯化钠, 或优选地在硅酸钠与硫酸的反应的情况下是硫酸钠。
[0072]根据这种制备方法的一个特征,在该初始容器底料中的电解质的浓度小于19g/l、 特别地小于18g/l、尤其小于17g/l、例如小于15g/l(同时通常是大于6g/l)。
[0073] 根据这种方法的另一个特征,在该初始容器底料中的硅酸盐的浓度(以3102表 示)小于l〇〇g/l。优选地,这个浓度小于80g/l、特别地小于70g/l。具体地,当用于中和所 使用的酸具有高浓度、具体地大于70%时,然后可取的是用一种硅酸盐的初始容器底料工 作,该硅酸盐的Si02&度小于80g/l。
[0074] 在阶段(ii)中添加酸化剂导致该反应介质的pH的关联下降并且进行该添加直到 该反应介质的pH值达到至少7、特别地在7与8. 5之间、例如在7. 5与8. 5之间。
[0075] -旦已经达到所希望的pH值,并且在一种包括所涉及的硅酸盐的总量的仅一部 分的起始容器底料的情况下,然后在阶段(iii)中有利地进行酸化剂和剩余量的硅酸盐的 同时添加。
[0076] 这种同时添加总体上以这样一种方式进行,S卩,使得该反应介质的pH值总是等于 (在±0. 1以内)在阶段(ii)结束后所达到的pH值。
[0077]在阶段(iii)结束后并且具体地在上述同时添加之后,可以在阶段(iii)结束后 获得的pH下一般而言在搅拌下进行所获得的反应介质(水性悬浮液)的老化,例如持续2 至45分钟、特别地持续3至30分钟。
[0078]最后,在一种包括所涉及的硅酸盐的总量的仅一部分的起始容器底料的情况下以 及在一种包括所涉及的硅酸盐的总量的起始容器底料的情况下两者,在沉淀之后,在一个 任选的随后阶段中,可能的是将一种附加量的酸化剂添加到该反应介质中。通常进行这种 添加直到获得在3与6. 5之间、优选在4与6. 5之间的pH值。
[0079]该反应介质的温度通常是在75°C与97°C之间,优选在80°C与96°C之间。
[0080] 根据这种制备方法的一种替代形式,该反应是在75°C与97°C之间的恒温下进行 的。根据这种方法的另一种替代形式,在该反应结束时的温度高于在该反应开始时的温度: 因此,在该反应开始时的温度优选地保持在75°C与90°C之间;然后,在几分钟内增加该温 度,优选地高达在90°C与97°C之间的值,将其保持在此温度下直到该反应结束。
[0081] 在刚才所描述的阶段结束后,获得了一种二氧化硅浆料,该浆料随后进行分离 (固/液分离)。这种分离通常包括过滤、如必要时之后是洗涤操作,通过任何适当方法进 行,例如通过带滤机、真空过滤机或优选压滤机。
[0082]然后,使该滤饼经受一种包括添加铝化合物的崩解操作。根据以上说明,在该崩解 操作期间或之后添加多元羧酸的混合物。
[0083]随后干燥该已崩解的滤饼。
[0084]优选地,在这种制备方法中,在该崩解操作之后获得的沉淀二氧化硅的悬浮液,恰 在被干燥前,应该具有按重量计至多25%、特别地按重量计至多24%、尤其按重量计至多 23%、例如按重量计至多22%的固体含量。
[0085]可以根据任何本身已知的手段进行此干燥操作。优选地,这种干燥操作通过雾化 进行。为此目的,可以使用任何类型的适合的雾化器,特别是一个旋转式、喷嘴、液压或双流 体雾化器。一般而言,当使用一个压滤器进行该过滤时,使用一个喷嘴雾化器并且,当使用 一个真空滤器进行该过滤时,使用一个旋转雾化器。
[0086] 当使用一个喷嘴雾化器进行该干燥操作时,然后能够获得的沉淀二氧化硅通常以 基本上球形珠粒的形式存在。这个干燥操作结束后,任选地可能进行一个研磨回收的产品 的阶段;然后能够获得的沉淀二氧化硅总体上以粉末的形式存在。
[0087]当使用一个旋转式雾化器进行该干燥操作时,然后能够获得的沉淀二氧化硅可以 以粉末的形式存在。
[0088] 最后,可以任选地使如上所指出的干燥(具体地通过旋转雾化器)或研磨过的产 品经受一个附聚阶段,例如
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