CH381205A - Verfahren zur Herstellung eines Verdickungs- oder Verfestigungsmittels für Flüssigkeiten und Pasten - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung eines Verdickungs- oder   Verfestigungsmittels    für Flüssigkeiten und Pasten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verdickungs- oder   Verfestigungsmitteis    für Flüssigkeiten und Pasten aller Art, das aus einem Gemisch von feinteiligen Metall- und/oder Metalloidoxyden besteht. Die Oxyde, deren Gemische als Verdickungsmittel verwendet werden, werden durch Einwirkung von oxydierenden und/oder hydrolysierenden Mitteln auf flüchtige Metall- oder Metalloidverbindungen bei erhöhter Temperatur in der Gasphase erhalten.



   Das Verdicken oder Konsistentmachen von Flüssigkeiten oder Pasten ist eine Aufgabe, die in zahlreichen Zweigen der Technik auftritt. Eine grosse Anzahl feinteiliger Stoffe wird für diesen Zweck verwendet, wobei es im wesentlichen darauf ankommt, Substanzen auszuwählen, die mit dem jeweilig zu verdickenden Medium verträglich und ausserdem in möglichst kleinen Mengen wirksam sind, um den Charakter der Grundsubstanz nicht untunlich zu verändern.

   In neuerer Zeit hat man hochdisperse Oxyde als Verdickungsmittel mit Erfolg eingeführt, da diese Oxyde infolge ihrer Herstellung aus der Gasphase durch Oxydation oder Hydrolyse von flüchtigen   Metall- oder    Metalloidverbindungen nicht nur ausserordentlich feinteilig und   oberflächenaktiv    sind, sondern auch eine verhältnismässig gleichmässige Verteilung der Korngrösse aufweisen, so dass sie mit gut reproduzierbaren Ergebnissen zur Anwendung gebracht werden   können.    Es ist auch schon festgestellt worden, dass die Stabilität des   Veridickungseffektes,    z. B. bei der Herstellung von wässrigen Oxyddispersionen, durch Vermischung zweier verschiedener Oxyde erhöht werden kann, beispielsweise wenn man eine feinverteilte Kieselsäure mit einigen Prozenten Aluminiumoxyd verschneidet.



   Immerhin bedarf es zur durchgreifenden Er  höhun ; g    der Viskosität von Flüssigkeiten in vielen Fällen noch beträchtlicher Zusätze dieser feinteiligen Oxyde, die wertvolle und daher kostspielige Substanzen darstellen.



   Es wurde nun gefunden, dass man hochwirksame Verdickungsmittel aus Oxydgemischen dadurch herstellen kann, dass man feinteilige Oxyde durch Zer  setzung von n entsprechenden flüchtigen Verbindun-    gen in Gegenwart von   oxydierenden      und/od'er    hydrolysierenden Mitteln bei erhöhter Temperatur in der Gasphase im Zustand eines Aerosols erzeugt und mindestens zwei verschiedene auf diese Weise gewonnene Oxyde enthaltende Gasströme miteinander vermischt, Ibevor die Oxydaerosole durch Koagulieren in den   Aerogelzustand      übergegangen    sind.

   Die gemeinsame Koagulation von unterschiedlichen Oxyden führt zu einer besonders innigen Vermischung der Komponenten in der Weise,   dass    die den Abscheider verlassenden Sekundärflocken des Gemisches aus den   unterschiedlichen    Oxyden gewissermassen mosaik   artig aufgebaut sind. Wenn man ; beispielsweise durch    Umsetzung von Siliciumtetrachlorid in einer aus Luft oder Sauerstoff und Wasserstoff gebildeten Flamme   Siliciumdioxyd    erzeugt, so bleibt dieses zunächst in dem gasförmigen Reaktionsprodukt in feinster Form als Sol suspendiert.

   Ein in entsprechender Weise aus Aluminiumchlorid hergestelltes Aluminiumoxyd, ebenfalls suspendiert in den gasförmigen   Reaktion    produkten, wird mit dem vorgenannten Aerosol vermischt und die Mischung dann gemeinsam koaguliert, wobei die Oxydaerosole in die Gelform übergehen und sich als solche in üblicher Weise, z. B. in Zyklonen, Elektrofiltern und dergleichen, abscheiden lassen.  



   Die   Kongulierung    wird zweckmässigerweise mit Hilfe langer, haarnadelförmig   gekrümmter    Rohrleitungen vorgenommen, durch die die gemischten Reaktionsprodukte in möglichst turbulenter Strömung hindurchgeführt werden.



   Das erfindungsgemäss hergestellte Verdickungsmittel kann stofflich aus verschiedenartigen Oxyden bestehen, die sich nach dem bekannten Verfahren der pyrogenen Umsetzung in der Gasphase in Gegenwart von oxydierenden   und/öder    hydrolysierenden Mitteln gewinnen lassen. Besonders bewährt haben sich Gemische aus Siliciumdioxyd mit einigen Prozenten Aluminiumoxyd. Es ist jedoch auch möglich, gemeinsam   kongulierte    Gemische aus   Siliciumdioxyd    und Titandioxyd oder aus Titandioxyd und Aluminiumoxyd zu verwenden. Durch entsprechende Be messung der Gasströme kann man auch verschiedene Mischungsverhältnisse erhalten, ebenso wie statt binärer auch ternäre Mischungen oder solche höherer Komponentenzahl leicht und einfach zu erzeugen sind.



   Man hat auf dem Wege der pyrogenen Zersetzung von flüchtigen Verbindungen bereits sogenannte Mischoxyde hergestellt, indem Gemische flüchtiger Verbindungen in der oben beschriebenen Weise umgesetzt wurden. Diese Produkte enthalten bereits in den Primärteilchen die Gemischkomponenten in Oxydform, also in einer ideal innigen Verteilung. Solche Mischoxyde weisen jedoch keine Verdickungswirkung gegenüber Flüssigkeiten und Pasten auf. Es war daher überraschend, dass Oxydgemische, die gemäss der vorliegenden Erfindung durch getrennte Oxydbildung, aber gemeinsame Koagulation der verschiedenen Oxyde gewonnen werden, hochwirksame Verdickungsmittel darstellen.



  Aus den Erfahrungen mit den Mischoxyden hätte man darauf schliessen können, dass eine so innige Vermischung eine Verschlechterung der Verdickungswirkung zur Folge haben müsste.



   Der Fortschritt, der hinsichtlich der Verdickungswirkung von Oxydgemischen durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann, wird nachstehend anhand von Vergleichsversuchen dargetan. Bei der Durchführung dieser Versuche wurde das Verdickungsmittel jeweils in Mengen von 2, 3, 5, 10 und 15 g in 100 ml Wasser unter lebhafter Rührung eingetragen und sodann die Viskosität der Dispersion bestimmt.

   Als Verdickungsmittel diente 1. auf pyrogenem Wege   gewonnene    reinste Kiesel säure mit einer   Primärteiichengrösse    zwischen 4 und 25   10-6    mm, 2. ein ebenfalls pyrogen gewonnenes Mischoxyd aus    990/0:      Silo,    und   10/o      Al2O3,    3. ein nachträglich hergestelltes Gemisch aus 96,1   O/o    pyrogen gewonnener Kieselsäure mit   3,9 6/0    pyrogen gewonnenem Aluminiumoxyd, 4. ein gemeinsam koaguliertes Gemisch aus 97,6   O/o   
SiO2 und   2,40/0      Al203,    5. ein gemeinsam koaguliertes Gemisch aus   96,46/6   
SiO2 und   3, 6 /o    Al203.



   Die Ergebnisse der Viskositätsbestimmungen sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.



   Viskosität in o Engler bei einem Verdickungsmittelgehalt
Verdickungsmittel von   g/lOO    ml Wasser
2 3 5 10 15 1. SiO2 1,005 1,01 1,03 1,08 1,17 2. Mischoxyd,    99 /o    SiO2 1,000 1,01 1,02 1,06 1,11    10/o Al203    3. Oxydgemisch    96,101o    SiO2 1,01 1,01 1,04 1,18 1,67    3, 9 /o    Al203 4.   gemeins.    koagul. Oxydgemisch    97,60/o    SiO2 1,11 1,23 1,35   nicht       2,4 O/a    Al203   messbar    5. gemeins. koagul.

   Oxydgemisch
96,4   O/e    SiO2 1,20   1,4ei.      nicht - -       3, 6 /o Al203 messbar   
Die Tabelle zeigt, dass die   Verdickungswirkung    der nach dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellten Mittel gegenüber reinen Oxyden oder andersartigen Oxydmischungen oder Mischoxyden   ganz z erheblich gesteigert ist. Man kann also bei Ver-    wendung dieser neuen Verdickungsmittel entweder bei gleicher Verdickungswirkung den Zusatz der Festsubstanz wesentlich herabsetzen oder mit gleichem Zusatz eine wesentlich stärkere Verdickung als bisher erzielen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines Verdickungsoder Verfestigungsmittels für Flüssigkeiten und Pasten, bestehend aus einem Gemisch von mindestens zwei feinteiligen Oxyden, die durch Einwirkung von oxydierenden und/odrer hydrolysierenden Mitteln auf flüchtige Metall-oder Metalloidverbindungen bei erhöhter Temperatur in der Gasphase erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass man die flüchtigen Metall- und/oder Metalloidverbindungen getrennt in die Oxyde überführt. und die entstandenen Oxydaerosole gemeinsam koaguliert und abscheidet.

   UNTERANSPRtJCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Gemische von Oxydaerosolen von Elementen der 3. und 4. Gruppe des Periodischen Systems gemeinsam koaguliert werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Oxydaerosole des Siliciums und Aluminiums gemeinsam koaguliert werden.