<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von gefälltem Kalziumkarbonat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gefälltem Kalziumkarbonat von ausserordentlich feinem Korn, das sich besonders gut als weisses Füllmittel, namentlich für natürlichen oder synthetischen Kautschuk, sowie als Pigment für Deckschichten (Malgrund) auf Papier eignet.
Bekanntlich besteht die kristalline Form des gefällten Kalziumkarbonats, das vor allem als Füllmittel für Kautschuk dient, aus Kalzitrhomboedern, deren Abmessungen unter 0, 1 Mikron liegen.
Es ist aber auch bekannt, wie schwierig es ist, ein diesen Bedingungen entsprechendes Kalziumkarbonat zu erhalten, wenn man die Fällung durch Karbonatisierung von Kalkmilch bewirkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gefälltem Kalziumkarbonat, das sich zur Verwendung als weisses Füllmittel eignet, wobei es in der gewünschten Kristallform vorliegt und die Abmessungen seiner Teilchen merklich kleiner sind als diejenigen von als Füllmittel handelsüblichem gefälltem Kalziumkarbonat.
Es wurde nun gefunden, dass es ausserordentlich vorteilhaft ist, gefälltes Kalziumkarbonat durch Karbonatisierung von Kalkmilch in Gegenwart von Ionen wie solchen des Aluminiums, des Magnesiums, Vanadiums, Chroms oder des zweiwertigen Eisens zu gewinnen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von gefälltem Kalziumkarbonat durch Karbonatisierung von Kalkmilch ist dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung in Gegenwart von Ionen durchgeführt wird, die unter den Ionen des Aluminiums, Magnesiums, Vanadiums, Chroms oder des zweiwertigen Eisens ausgewählt werden, wobei die verwendete Ionenmenge zwischen 0, 2 und 3%, bezogen auf das Gewicht des gefällten Kalziumkarbonats, liegt und in einem beliebigen Zeitpunkt des Herstellungsvorganges zugesetzt werden kann. Man kann beispielsweise die gewünschte Ionenmenge der Kalkmilch vor der Karbonatisierung zusetzen oder auch diese Ionenmenge gegen Schluss der Karbonatisierungsolange noch etwas Kalziumhydrat vorhanden ist, der Suspension zufügen, d. i. etwa bei einem pH-Wert unter 10.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es zweckmässig, die oberwähnten Ionen in einer Menge von 0, 2 bis 3 Gew.-% bezogen auf das gefällte Kalziumkarbonat, zuzusetzen. In der folgenden Tabelle ist beispielsweise und ohne die Erfindung hierauf zu beschränken angegeben, welche Mengen der einzelnen Ionen mit Erfolg verwendet worden sind.
EMI1.1
<tb>
<tb>
Salze <SEP> g <SEP> Metallgehalt/kg <SEP> gefälltes <SEP> CaCO
<tb> Naz <SEP> A <SEP> 04 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP>
<tb> A <SEP> (SO4) <SEP> a. <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP>
<tb> MgSO <SEP> 6
<tb> VOSO". <SEP> 2Hz <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Ci <SEP> (NC <SEP> . <SEP> 9 <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP>
<tb> FeC. <SEP> () <SEP> 3, <SEP> 5
<tb>
<Desc/Clms Page number 2>
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren gefällte Kalziumkarbonat weist im allgemeinen eine mittlere Teilchengrösse zwischen 0, 02 und 0,03, auf, wogegen die nach klassischen Methoden erhaltenen Teilchen eine mittlere Grösse von 0,04 bis 0,08 haben, also wesentlich gröber sind.
Unter den obangeführten Ionen wird Aluminium oder Magnesium bevorzugt, weil die Salze dieser Metalle im allgemeinen weiss sind, was bei der Erzeugung weisser Füllmittel'besonders gunstig ist.
Zur Durchführung der Karbonatisierung verwendet man in der Regel ein zwischen 30 und 100% Kohlendioxyd enthaltendes Gas, das während des Fällungsvorganges mit einer von der Gesamtdauer der Karbonatisierung, der Art der verwendeten Apparatur, dem Grad der Kohlensäureabsorption und der herrschenden Temperatur abhängigen Geschwindigkeit eingeführt wird. Vorteilhaft arbeitet man bei 10-15 C und lässt die Temperatur nicht aber 400 C steigen.
Bei Zusatz von nach dem erfindungsgemässen Verfahren gefälltem Kalziumkarbonat zum Kautschuk erhält man Vulkanisate, deren mechanische Eigenschaften denen von Vulkanisaten mit handelsüblichem gefälltem Kalziumkarbonat als Füllmittel überlegen sind, wie sich aus den folgenden Beispielen ergibt.
Jedes Vulkanisat wird zweimal hergestellt : Bei dem einen Vorgang benützt man gefälltes Kalziumkarbonat, das nach der gebräuchlichen Arbeitsweise durch Karbonatisierung von Kalkmilch erhalten worden ist und das als CaCOs (I) bezeichnet wird, während bei der zweiten Verfahrensweise Kalziumkarbonat benützt wird, das unter genau den gleichen Bedingungen wie CaCO3 (I), jedoch in Gegenwart einer Menge von 5, 2g Aluminiumionen/kg gefälltes Kalziumkarbonat erzeugt worden ist. Es wird als CaCOs (II) bezeichnet.
Beispiel l : Es wird ein Vulkanisat folgender Zusammensetzung zweimal hergestellt :
EMI2.1
<tb>
<tb> Kautschuk <SEP> "gelber <SEP> Kreis" <SEP> (von <SEP> mittlerer <SEP>
<tb> Vulkanisationsgeschwindigkeit) <SEP> 100 <SEP> g
<tb> ZnO <SEP> 5g
<tb> Stearinsäure <SEP> 2 <SEP> g <SEP>
<tb> Schwefel <SEP> 3 <SEP> g <SEP>
<tb> Phenyl-ss-naphthylamin <SEP> 0,5g
<tb> Aldol-cc-naphthylamin <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> g <SEP>
<tb> Dibenzothiazyldisulfid <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> g
<tb> Diphenylguanidin <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> g
<tb> Akticit <SEP> A <SEP> 2, <SEP> 43 <SEP> g
<tb> CaCO3 <SEP> (I) <SEP> oder <SEP> CACAOS <SEP> (II) <SEP> 81 <SEP> g
<tb>
Die folgende Tabelle zeigt die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften jenes Vulkanisats, das gefälltes Kalziumkarbonat CaCO3 (II) gemäss der Erfindung enthält.
EMI2.2
<tb>
<tb> Eigenschaften <SEP> CaCO <SEP> (I) <SEP> CaCO <SEP> (II) <SEP>
<tb> Modul <SEP> für <SEP> 3000/0 <SEP> Dehnung <SEP> kg/cm2 <SEP> 64 <SEP> 67
<tb> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 279 <SEP> 290
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 585 <SEP> 610
<tb> Einreissfestigkeit <SEP> kg/cm <SEP> 64 <SEP> 102
<tb> Shorehärte <SEP> A2 <SEP> 57 <SEP> 54
<tb> Abriebfestigkeit <SEP> DIN <SEP> mm <SEP> ? <SEP> 184 <SEP> 159
<tb>
EMI2.3
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<tb>
<tb> 2 <SEP> :Kautschuk <SEP> "gelber <SEP> Kreis" <SEP> (von <SEP> mittlerer
<tb> Vulkanisationsgeschwindigkeit) <SEP> 100 <SEP> g
<tb> ZnO <SEP> 5g
<tb> Stearinsäure <SEP> 2g
<tb> Schwefel <SEP> 3 <SEP> g <SEP>
<tb> Phenyl-ss-naphthylamin <SEP> 0,5g
<tb> Aldol-α
-naphthylamin <SEP> 0,5 <SEP> g
<tb> Dibenzothiazyldisulfid <SEP> 0,8 <SEP> g
<tb> Diphenylguanidin <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> g
<tb> CaCO <SEP> (I) <SEP> oder <SEP> caC03 <SEP> (II) <SEP> 81 <SEP> g <SEP>
<tb>
Die folgende Tabelle zeigt die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Vulkanisats, das gemäss der Erfindung hergestelltes Kalziumkarbonat CaCO3 (II) enthält.
EMI3.2
<tb>
<tb> Eigenschaften <SEP> CaCO <SEP> (I) <SEP> CaCOs <SEP> (II)
<tb> Modul <SEP> für <SEP> 300go <SEP> Dehnung <SEP> kg/cm <SEP> ? <SEP> 36 <SEP> 60
<tb> Zugfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 228 <SEP> 280
<tb> Bruchdehnung <SEP> % <SEP> 665 <SEP> 645
<tb> Einreissfestigkeit <SEP> kg/cm <SEP> 79 <SEP> 106
<tb> Shorehärte <SEP> A2 <SEP> 42 <SEP> 53
<tb> Abriebfestigkeit <SEP> DIN <SEP> mm'180 <SEP> 164
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur Herstellung von gefälltem Kalziumkarbonat, durch Karbonatisierung von Kalkmilch, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung in Gegenwart von Ionen durchgeführt wird, die unter den Ionen des Aluminiums, Magnesiums, Vanadiums, Chroms oder zweiwertigen Eisens ausgewählt werden. wobei die lonenmenge 0. 2-30/0 des Gewichtes des gefällten Kalziumkarbonates beträgt und in einem beliebigen Zeitpunkt des Herstellungsvorganges zugesetzt wird.