CN104114491B - 制备沉淀二氧化硅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新颖的沉淀二氧化硅生产方法，该方法包括硅酸盐与酸的沉淀反应，其中在至少一个步骤中所使用的酸是浓酸，优选地选自包含以下各项的组：具有至少80wt.‑％、特别是至少90wt.‑％的浓度的硫酸，具有至少90wt.‑％的浓度的乙酸或甲酸，具有至少60wt.‑％的浓度的硝酸，具有至少75wt.‑％的浓度的磷酸，具有至少30wt.‑％的浓度的盐酸。

Description

制备沉淀二氧化硅的方法
本发明涉及一种用于制备沉淀二氧化硅的新颖方法。
已知的惯例是使用沉淀二氧化硅作为催化剂载体，作为活性材料的吸收剂(特别是液体的载体，例如在食品中所使用的，诸如维生素(尤其是维生素E)、氯化胆碱)，作为粘度增强剂、质地成构剂(texturizer)或抗结剂，作为电池隔膜元件，以及作为牙膏或纸的添加剂。
沉淀二氧化硅也可用作硅酮基质(例如用于涂覆电缆)或基于一种或多种天然或合成聚合物(特别是一种或多种弹性体，其尤其是基于二烯烃的)的组合物的增强填充剂，例如用于鞋底、地板覆盖物、气体屏障、阻燃材料以及还有技术部件，如缆车辊、家用电器的密封件、液体或气体管道的密封件、制动系统密封件、护套、缆线以及传动带。
因此，已知的惯例是通过某些方法，利用硅酸盐与稀酸之间的一种沉淀反应来制备具有分散(可分散性)在聚合物(弹性体)组合物中的良好能力和良好的增强特性的沉淀二氧化硅，从而使之有可能赋予其中结合了这些沉淀的二氧化硅的所述组合物非常令人满意的特性折中。
本发明的主要目的是提出一种用于制备沉淀二氧化硅的新颖的方法，该沉淀二氧化硅可以用作聚合物(弹性体)组合物中的增强填充剂，这构成了用于制备沉淀二氧化硅的这些已知方法的一种替代方案。
更优选地，本发明的目的之一在于提供一种方法，相比通过这些现有技术的制备方法获得的沉淀二氧化硅的那些，该方法使之有可能获得具有类似的物理化学特征，优选相对高的比表面积和可比较的特性，尤其是关于它们的孔分布、它们在聚合物(弹性体)组合物中解聚和分散(可分散性)的能力和/或它们的增强特性的沉淀二氧化硅，同时具有提高的生产率，特别是在沉淀反应的水平，尤其是相对于这些使用稀酸作为酸的现有技术的制备方法。本发明的另一个目的优选地包括同时减少在沉淀二氧化硅的制备过程中所消耗的能量的量和/或所使用的水的量，尤其是相对于这些现有技术的方法。
本着这些目的，本发明的主题是一种用于制备沉淀二氧化硅的新颖的方法，该沉淀二氧化硅优选地具有分散(可分散性)在聚合物(弹性体)组合物中的良好能力和良好的增强特性，该方法包括使硅酸盐与至少一种酸反应，由此获得沉淀二氧化硅的悬浮液，随后将这种悬浮液的分离并且干燥，其中：
-该沉淀是以下列方式进行：
(i)形成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，硅酸盐在所述初始容器底料中的浓度(以SiO2表示)为在50与70g/l之间，
(ii)将酸加入到所述容器底料(pied de cuve)中直至获得在7与8.5之间的该反应介质的pH值，
(iii)将酸加入到该反应介质中，必要时，与剩余量的硅酸盐一起同时加入，
(iv)将酸加入到该反应介质中，优选直至获得在4与6之间并且特别地在4与5.5之间的该反应介质的pH值，
-该分离包括使用配备有压缩装置的过滤器的过滤并且洗涤，
-通过雾化干燥悬浮液，优选具有按重量计最多22％的干物质含量，
在该方法中，在至少步骤(iii)中，所使用的酸是浓酸，其优选地选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80％，特别是按重量计至少90％的浓度的硫酸、具有按重量计至少90％的浓度的乙酸或甲酸、具有按重量计至少60％的浓度的硝酸、具有按重量计至少75％的浓度的磷酸，具有按重量计至少30％的浓度的盐酸。
有利地，所述浓酸是浓硫酸，即具有按重量计至少80％、优选按重量计至少90％的浓度的硫酸。
具有至少1400g/l，特别是至少1650g/l的浓度的硫酸因此可以用作浓酸。
因此，根据本发明的本质特征之一，采取了结合一系列具有特定条件的步骤，特别是在初始容器底料中一定浓度的硅酸盐和电解质连同优选地适当的干物质含量的待干燥的悬浮液，在整个步骤(iii)中所使用的酸是浓酸，优选地选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80％，特别是按重量计至少90％的浓度的硫酸、具有按重量计至少90％的浓度的乙酸或甲酸、具有按重量计至少60％的浓度的硝酸、具有按重量计至少75％的浓度的磷酸，具有按重量计至少30％的浓度的盐酸。
有利地，所述浓酸是浓硫酸，即具有按重量计至少80％(并且总体上不超过按重量计至少98％)、优选按重量计至少90％的浓度的硫酸；特别地，其浓度是按重量计在90％与98％之间，例如按重量计在91％与97％之间。
根据该方法的一个实施例，但不是本发明的优选实施例，仅在步骤(iii)中使用如上所定义的浓酸。
在步骤(ii)和(iv)中所使用的酸然后可以是，例如，一种稀酸，有利地是稀硫酸，即具有按重量计非常小于80％的浓度，在这种情况下按重量计小于20％(并且总体上按重量计至少4％)，特别是按重量计小于14％，尤其是按重量计最多10％的浓度，例如按重量计在5％与10％之间。
然而，根据本发明的一个非常优选的变体，在步骤(iv)中所使用的酸还可以是如上所提及的浓酸。
在本发明的此非常优选的变体的背景下，当在整个步骤(ii)中所使用的酸然后可以是，例如如上所述的稀酸时，有利的是在本发明的此变体中，在步骤(ii)的一个部分中，总体上在此步骤(ii)的第二和最后部分中，所使用的酸还可以是如上所提及的浓酸(在步骤(ii)的其他部分中所使用的酸是例如，如上所述的稀酸)。
因此，在此步骤(ii)中，在该反应介质中达到胶凝点(胶凝点对应于物体尺寸增加的反应介质特征的混浊度的突然增加)之前所使用的酸可以是如上所提及的稀酸，有利地是稀硫酸(也就是说具有按重量计远小于80％的浓度，在这种情况下按重量计小于20％，总体上按重量计小于14％，特别是按重量计最多10％的浓度，例如按重量计在5％与10％之间)，以及在达到反应介质胶凝点之后所使用的酸可以是如上所提及的浓酸，有利地是浓硫酸，也就是说具有按重量计至少80％、优选按重量计至少90％、特别是按重量计在90％与98％之间的浓度的硫酸。
类似地，在此步骤(ii)中，在步骤(ii)的最初x分钟内(其中x是在15与25之间，例如等于20)所使用的酸可以是如上所提及的稀酸，并且在步骤(ii)的最初x分钟之后(其中x是在15与25之间，例如等于20)所使用的酸可以是如上所提及的浓酸。
在本发明的此非常优选的变体的背景下，在整个步骤(ii)中所使用的酸还可以是如上所提及的浓酸，有利地是浓硫酸，即具有按重量计至少80％、优选按重量计至少90％、特别是按重量计在90％与98％之间的浓度。优选地，在此使用的情况下，将水添加到初始容器底料中，特别是在步骤(ii)之前或在步骤(ii)过程中。
应当指出，总体上，此沉淀方法是一种用于合成沉淀二氧化硅的方法，即使一种酸在特定条件下与硅酸盐发生反应。
在根据本发明的方法中，总体上使用一种有机酸(如乙酸、甲酸或碳酸)或优选地无机酸(如硫酸、硝酸、磷酸或盐酸)作为一种或多种酸(浓酸或稀酸)。
如果使用浓乙酸或浓甲酸作为浓酸，那么它们的浓度是按重量计至少90％。
如果使用浓硝酸作为浓酸，那么它的浓度是按重量计至少60％。
如果使用浓磷酸作为浓酸，那么它的浓度是按重量计至少75％。
如果使用浓盐酸作为浓酸，那么它的浓度是按重量计至少30％。
然而，非常有利地，使用一种或多种硫酸作为一种或多种酸，那么所使用的浓硫酸具有如在以上描述中已经提及的浓度。
总体上，当在若干步骤中使用浓酸时，那么使用相同的浓酸。
此外，可以使用任何常见形式的硅酸盐(如偏硅酸盐、二硅酸盐以及有利地碱金属硅酸盐，特别是硅酸钠或硅酸钾)作为硅酸盐。
硅酸盐可以具有以二氧化硅表示的在40与330g/l之间的浓度，例如在60与300g/l之间，特别是在60与250g/l之间。
总体上，使用硅酸钠作为硅酸盐。
在其中使用硅酸钠的情况下，后者总体上具有在2与4之间的SiO2/Na2O重量比，例如在3.0与3.7之间。
更具体地关于本发明的制备方法，该沉淀是根据以下步骤以一种特定的方式发生。
首先形成一种包括硅酸盐和电解质的容器底料(步骤(i))。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。
根据本发明的制备方法的一个特征，初始容器底料中硅酸盐的浓度(以SiO2当量表示)是在50与70g/l之间(例如在55与65g/l之间)。优选地，此浓度是在50与65g/l之间，特别是在50与60g/l之间。
初始容器底料包括一种电解质。术语“电解质”在此以其通常接受的含义理解，即它是指任何离子或分子物质，当在溶液中时，该物质分解或离解以形成离子或带电颗粒。可以提及的是选自碱金属和碱土金属的盐类的组中的盐作为电解质，特别是起始金属硅酸盐以及酸化剂的盐，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。
如果使用硫酸钠作为电解质，在初始容器底料中其浓度优选地是在12与20g/l之间，特别是在13与18g/l之间。
第二步骤包括将酸添加到以上所述的组合物容器底料中(步骤(ii))。
进行此添加(导致反应介质的pH的相关的下降)直到达到在7与8.5之间，尤其是在7与8之间，例如在7.5与8之间的pH值。
一旦达到所希望的pH值，然后在步骤(iii)中执行酸和硅酸盐的同时添加。
此同时添加是优选地进行的，这样使得pH值总是等于(在±0.2之内)在步骤(ii)结束时达到的pH值。
获得的反应介质(水性悬浮液)的熟化可以在步骤(iv)之后进行，此熟化可能持续例如从1至30分钟并且尤其是从2至15分钟。
反应介质的温度总体上是在68℃与98℃之间。
根据本发明的一个变体，该反应是在恒温下进行，优选地在75℃与95℃之间。
根据本发明的另一个(优选的)变体，无论步骤(ii)是用浓酸(完全地或部分地)进行或不用浓酸进行，在反应结束时的温度是高于在反应开始时的温度：因此，在反应开始时的温度(例如在步骤(i)和步骤(ii)的部分的过程中)优选地保持在68℃与85℃之间，并且然后将该温度优选地增加至在85℃与98℃之间的值，保持在该值下(例如在步骤(ii)的部分的过程中和在步骤(ii)与(iii)过程中)直到反应的结束。
根据本发明的另一个实施例，例如(但不仅仅)当步骤(ii)的部分是不使用浓酸进行时，所有步骤(i)至(iv)可以在恒温下进行。
在根据本发明的方中，在步骤(iv)结束时，任选地紧接着一个熟化步骤，获得了一种二氧化硅浆料，然后将其分离(固-液分离)。
根据本发明的制备方法的另一个本质特征，所述分离包括使用配备有压缩装置的过滤器的过滤和洗涤，压缩压力优选地是相对低的。
此过滤器可以是配备有用于压缩的辊的带式过滤器。
然而，优选地，该分离包括过滤、洗涤以及然后使用压滤机压缩；总体上，在过滤结束时的压力是在3.5与6.0巴之间，压缩时间为，例如，至少20秒，尤其是至少80秒。
由此回收的沉淀二氧化硅(滤饼)的悬浮液然后通过雾化干燥。
在本发明的制备方法中，在立即通过雾化干燥之前，此悬浮液可以具有按重量计最多22％的干物质含量。此干物质含量优选地是按重量计最多20％。它可以是按重量计小于17％。
应当指出，在过滤后，在该方法的随后步骤中，可将干燥材料添加到滤饼中，例如根据本发明处于粉状形式的二氧化硅。
干燥可以使用任何适合类型的雾化器来进行，特别是旋转式、喷嘴、液压或双流体雾化器。
应当指出，滤饼并不总是在使能够雾化的条件下，尤其是考虑到它的高粘度。以本身已知的方式，然后将该滤饼进行分解。此操作可以通过在胶体的或球型的研磨机中处理滤饼来进行。分解总体上是在铝化合物(特别是铝酸钠)的存在下，并且优选在酸的存在下(如以上描述的)进行(在后者的情况下，铝化合物和酸是有利地同时添加的)。该分解尤其使之有可能降低随后干燥的悬浮液的粘度。
根据本发明的一个优选实施例，该干燥是使用喷嘴雾化器进行实施的。然后可以获得的沉淀二氧化硅有利地是处于珠的形式。
干燥后，研磨步骤可以在回收的产品上进行。然后可以获得的沉淀二氧化硅总体上是处于粉末的形式。
类似地，根据本发明的另一个实施例，该干燥是使用旋转式雾化器进行。然后可以获得的沉淀二氧化硅可以是处于一种粉末的形式。
最后，根据本发明的另一个实施例，如上述指示的干燥的(尤其是通过旋转式雾化器)或研磨的产品可以进行一个附聚步骤。
术语“附聚”在此是指任何用于将细碎的物体粘合在一起以使它们处于更大尺寸的且机械上更强的物体的形式的方法。
这些方法尤其是直接压片、湿法制粒(即使用粘合剂如水、二氧化硅浆料等)、挤出以及优选地干压。
当使用后者的技术时，在进行压缩之前，使粉状的产品脱气(也被称为预致密化或脱气的操作)以除去包含在其中的空气并确保更均匀的压缩可以证明是有利的。
根据本发明的此实施例可以获得的沉淀二氧化硅有利地是处于颗粒的形式。
根据本发明的制备方法的实施，特别是当所使用的浓酸是浓硫酸时，尤其使之有可能在所述方法(在步骤(iv)之后)过程中获得一种悬浮液，该悬浮液与通过仅使用稀酸的相同的方法可获得的悬浮液相比沉淀二氧化硅更浓，并因此获得特别是在沉淀反应中(即在步骤(iv)结束时)沉淀二氧化硅的生产率的增长(其可以达到，例如，至少10％至40％)，同时出人意料地伴随着具有分散(可分散性)在聚合物(弹性体)组合物中的良好能力的沉淀二氧化硅的生产；更通常地，通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅优选地具有物理化学特征和特性，尤其是关于它们的孔分布，它们在聚合物(弹性体)组合物中解聚和分散(可分散性)的能力和/或它们的增强特性，与通过仅使用稀酸的相同方法获得的沉淀二氧化硅的那些是可比较的。
有利地，同时，尤其是当所使用的浓酸是浓硫酸时，相对于仅使用稀酸的相同的方法，由于涉及的水的量的减少和与浓酸的使用有关联的放热性，根据本发明的方法使能够节省(可达到例如至少15％至60％)能量消耗(例如以直接蒸汽的形式)，特别是在沉淀反应中(即在步骤(iv)之后)。此外，浓酸的使用使之有可能限制(例如至少15％)反应所要求的水的量，尤其是由于用于制备酸的水的量的减少。
通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅有利地具有高比表面积和对于分散(可分散性)的令人满意的能力与良好的增强特性这两者，特别是在其用作弹性体的增强填充剂过程中，使这些弹性体具有良好的流变和机械特性。
通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅总体上具有以下特征：
-在180与260m2/g之间的BET比表面积(SBET)，
-在175与250m2/g之间的CTAB比表面积(SCTAB)，
-孔分布使得由直径在175与之间的孔所组成的孔体积表示小于55％的由直径小于或等于的孔所组成的孔体积，
-由直径小于1μm的孔组成的孔体积(Vd1)是至少1.50cm3/g。
通过根据本发明的方法制备的沉淀二氧化硅优选地具有在185与250m2/g之间的BET比表面积。
非常优选地，其BET比表面积是在185与215m2/g之间，特别是在190与205m2/g之间。
类似地，优选地，通过根据本发明的方法制备的沉淀二氧化硅具有在180与240m2/g之间的CTAB比表面积。
非常优选地，其CTAB比表面积是在185与210m2/g之间，特别是在190与200m2/g之间。
CTAB比表面积是外表面积，可以根据NF T45007方法(1987年11月)来确定。BET比表面积可以根据在“The Journal of the American Chemical Society[美国化学学会杂志]”，第60卷，第309页(1938年)所描述的布鲁诺尔-埃米特-特勒法方法并对应于标准NFT45007(1987年11月)进行测量。
通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅的特征之一在于其孔体积的分布并且特别是由直径小于或等于的孔产生的孔体积的分布。后者的体积对应于在弹性体的增强中所用的填充剂的有用的孔体积。
因此，通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅具有这样的孔分布使得由直径在175与(V2)之间的孔所产生的孔体积表示小于55％，特别是小于50％，例如在25％与45％之间的由直径小于或等于 (V1)的孔所产生的孔体积。
孔体积和孔径是使用Micromeritics Autopore9520孔率计通过汞(Hg)孔隙率测定法测量的并用等于130°的接触角θ和等于484达因/cm的γ表面张力通过沃什伯恩关系(Washburn relationship)(标准DIN66133)来计算。
此外，通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅的另一个特征在于它具有大于1.50cm3/g并且优选大于1.65cm3/g的由直径小于1μm的孔组成的孔体积(Vd1)的事实；此孔体积可以大于1.70cm3/g，例如在1.75与1.80cm3/g之间。
通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅的分散(以及解聚)能力可以通过以下测试来评估，通过在由超声破碎(物体裂解为从0.1至几十微米)预先解聚的二氧化硅的悬浮液中进行的粒度测量(通过激光衍射)。超声解聚是使用配备有直径为19mm的探针的Vibracell Bioblock超声发生器(750W)进行的。粒度测量是利用夫琅和费理论(Fraunhofer theory)在新帕泰克粒度计(Sympatec granulometer)上通过激光衍射进行的。
称量2克二氧化硅放入一个小盒(高度：6cm且直径：4cm)并通过添加去离子水使该混合物补足到50克：由此产生了一种4％的水性二氧化硅悬浮液，将该悬浮液通过磁力搅拌2分钟均质化。随后如下进行超声解聚：将探针浸入超过4cm的长度，以其标称功率(振幅)的80％启动持续5分钟又30秒。粒度测量然后通过向粒度计容器中引入所必需的体积V(以ml表示)的均质化的悬浮液以获得约20的光密度来进行。
根据此测试获得的中数直径的值成比例地越小，二氧化硅解聚的能力越高。
解聚因子FD是由下式给出：
FD＝10×V/由粒度计测量的悬浮液的光密度(此光密度是约20)。
此解聚因子FD是不能被粒度计检测到的尺寸小于0.1μm的颗粒的含量的指示。此因子随着二氧化硅解聚能力的增加按比例增大。
总体上，在超声解聚之后，通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅具有小于8.5μm，例如在4与8μm之间的中数直径
它通常具有大于5.5ml，特别是大于9ml，例如大于10ml的超声解聚因子FD。
优选地，在超声解聚之后，通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅具有至少50％，例如至少55％的细粉含量(τf)。
在超声解聚之后，细粉含量(τf)(即尺寸小于0.3μm的颗粒的比例(按重量计))的测量是根据下面所描述的试验进行的，并且还示出了在本发明中所使用的沉淀二氧化硅的可分散性。
在此试验中，二氧化硅的可分散性是通过在预先进行超声解聚的二氧化硅悬浮液中进行的粒度测量(通过沉淀)来测量的。超声解聚(或分散)使用配备有一个直径19mm的探针的Vibracell Bioblock超声发生器(600W)进行。粒度测量是使用Sedigraph粒度计(在重力场的沉淀+用X射线束扫描)执行的。
称量4g的二氧化硅放入一个小盒(体积等于75ml)并通过添加去离子水使该混合物补足到50克：由此产生了8％的水性二氧化硅悬浮液，通过磁力搅拌使其均质化2分钟。然后如下进行超声解聚(分散)：其中将探针浸入超过4cm的长度，调节输出功率以便获得电源指针指示的20％的偏转。解聚进行210秒。然后使用Sedigraph粒度计进行粒度测量。为了做到这一点，首先将用X射线束的池的竖直扫描速率调整为918，这对应于85μm的最大分析尺寸。使去离子水在所述池中循环，并且然后将纸记录仪设置为电零位和机械零位(此调整是用记录仪的“100％”电位计以最大灵敏度进行的)。将纸记录仪的铅笔放置在表示85μm的起始大小的点。然后将解聚的二氧化硅悬浮液(已经任选地预先冷却)在Sedigraph粒度计池中循环(在30℃下执行的粒度分析)并且然后开始分析。一旦达到0.3μm的尺寸(约45分钟)分析自动停止。然后计算细粉含量(τf)，即尺寸小于0.3μm的颗粒的比例(按重量计)。
此细粉含量(τf)，或尺寸小于0.3μm的颗粒的含量成比例地越高，二氧化硅的分散性越高。
通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅可以具有在70与之间并且尤其是在80与之间的细度值(F.V.)。
细度值(F.V.)表示团聚体内孔的中数半径，即对应于通过水银孔隙度法测量的孔表面积S0/2的孔径(S0是通过其直径大于或等于的所有的孔提供的表面面积)。
总体上，通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅可以具有大于0.26并且特别是0.28的压实填充密度(PFD)；例如，它是至少等于0.30。
压实填充密度(PFD)是根据标准NF T30-042测量的。
根据本发明所使用的沉淀二氧化硅的pH通常为在6.0与7.5之间。
pH是根据来源于标准ISO787/9的以下方法测量的(5％的悬浮液在水中的pH)：
设备：
-校准的pH计(读数精度到百分之一)
-组合的玻璃电极
-200ml烧杯
-100ml量筒
-精确到0.01克的天平。
程序：
称量5克的二氧化硅(不超过0.01克)放入200ml烧杯中。然后将95ml水(用带刻度的量筒测量的)添加到二氧化硅粉末中。将由此获得的悬浮液剧烈搅拌(磁力搅拌)10分钟。然后进行pH测量。
通过根据本发明的方法获得的沉淀二氧化硅能够以平均尺寸至少3μm、特别是至少为10μm并且优选至少15μm的粉末的形式提供。这个尺寸是例如在15与60μm之间。
它可以以尺寸为至少1mm的颗粒的形式(通常为基本上平行六面体形状)提供，例如在1与10mm之间，特别是沿其最大尺寸(长度)的轴线。
它可以优选地是处于平均尺寸为至少80μm、优选至少150μm，特别是在150与300μm之间，例如在150与270μm之间的基本上球形球粒的形式；此平均尺寸是根据标准NF X11507(1970年12月)通过干法筛分和对应于50％的累积超尺寸的直径的测定来确定的。
通过根据本发明的方法制备的二氧化硅可以在许多应用中使用。它可以被用来，例如，作为一种催化剂载体，作为活性材料的吸收剂(特别是液体的载体，尤其是在食品中所使用的那些，诸如维生素(维生素E)、氯化胆碱)，在聚合物(尤其是弹性体或硅酮)组合物中作为粘度增强剂、质地成构剂或抗结剂，作为电池隔膜元件，以及作为牙膏、混凝土或纸的添加剂。
然而，它在天然或合成聚合物的增强方面找到一个特别有利的应用。
聚合物组合物(在其中它尤其可以用作一种增强填充剂)总体上是基于一种或多种聚合物或共聚物，特别是基于一种或多种弹性体，优选地具有至少在-150℃与+300℃之间，例如在-150℃与+20℃之间的玻璃化转变温度。可以特别提及的是二烯聚合物(特别是二烯弹性体)作为可能的聚合物。作为基于所述聚合物组合物的成品的非限制性实例，可以提及的是鞋底、轮胎、地板覆盖物、气体屏障、阻燃材料、以及还有技术部件(如缆车辊)、家用电器的密封件、液体或气体管道的密封件、制动系统密封件、(柔性)管道、护套(尤其是电缆护套)、缆线、发动机支架、输送带以及传动带。
然而，以下实例说明本发明并不限制其范围。
实例1(对比)
将以下各项引入到一个配备有叶轮搅拌系统和在反应介质中直接蒸汽加热的不锈钢反应器中：
-869升的水，
-16.5kg的Na2SO4(电解质)，
-302升的水性硅酸钠，具有等于3.46的SiO2/Na2O重量比以及在20℃下等于1.236的密度。
硅酸盐(以SiO2表示)在容器底料中的浓度然后是64g/l。在持续搅拌下使该混合物达到82℃的温度。
然后将348升密度在20℃下等于1.053的稀硫酸(质量浓度等于8.1％的硫酸)引入其中。将稀酸以522l/h的流速引入持续40分钟直到反应介质的pH达到一个等于8.0的值(在它的温度下测量的)。
在反应的最初27分钟反应温度为82℃；然后在约13分钟内达到从82℃至90℃，然后在90℃下保持直到反应结束。
接下来，将上述类型的94升水性硅酸钠和同样上述类型的120升硫酸一起引入到反应介质中，进行此稀酸和硅酸盐的同时引入使得反应介质的pH在此引入期间总是等于8.0±0.1。
在引入所有的硅酸盐之后，继续以298l/h的流速添加稀酸持续8分钟。
此酸的额外引入然后使该反应介质的pH达到一个等于4.4的值。
该反应的总持续时间为88分钟。
由此获得了沉淀二氧化硅的浆料，将其用压滤机过滤并洗涤以便最终回收二氧化硅滤饼，它的水分含量是82％(因此干物质含量为按重量计18％)。将此滤饼然后通过机械和化学作用(添加对应于Al/SiO2重量比为0.32％的铝酸钠的量)流化。在此分解操作之后，获得了pH等于6.7的可泵送的滤饼，然后将其使用喷嘴雾化器雾化。
获得的二氧化硅(处于基本上球形珠粒的形式)的特征如下：
*：在超声解聚之后
实例2
将以下各项引入到一个配备有叶轮搅拌系统和在反应介质中直接蒸汽加热的不锈钢反应器中：
-1040升的水，
-19.7kg的Na2SO4(电解质)，
-365升的水性硅酸钠，具有等于3.46的SiO2/Na2O重量比和在20℃下等于1.236的密度。
硅酸盐(以SiO2表示)在容器底料中的浓度然后是64g/l。在持续搅拌下使该混合物达到82℃的温度。
然后将210升密度在20℃下等于1.053的稀硫酸(质量浓度等于8.1％的硫酸)在反应的最初20分钟内引入其中，并且然后将11升密度在20℃下等于1.83的浓硫酸(质量浓度等于94％的硫酸)引入其中直到反应介质的pH达到一个等于8.0的值(在它的温度下测量的)。
在反应的最初20分钟反应温度为82℃；然后在约13分钟内达到从82℃至90℃，然后在90℃下保持直到反应结束。
接下来，将上述类型的107升水性硅酸钠和上述类型的6.9升浓硫酸一起引入到反应介质中，进行此浓酸和硅酸盐的同时引入使得反应介质的pH在此引入期间总是等于8.0±0.1。
在引入所有的硅酸盐之后，继续以18.9l/h的流速添加浓酸持续8分钟。
此酸的额外引入然后使该介质的pH达到一个等于4.3的值。
该反应的总持续时间为88分钟。
相比实例1，观察到以下：
-20％的反应生产率(对于反应介质的以SiO2表示的最终浓度)的增加，
-17％的反应的耗水量的节省，
-16％的反应能耗(以直接蒸汽的形式)的节省。
由此获得了一种沉淀二氧化硅的浆料，将其用压滤机过滤并洗涤以便最终回收二氧化硅滤饼，它的水分含量是84％(因此干物质含量为按重量计16％)。将此滤饼然后通过机械和化学作用(添加对应于Al/SiO2重量比为0.33％的铝酸钠的量)流化。在此分解操作之后，获得了pH等于6.2的可泵送的滤饼，然后将其使用喷嘴雾化器雾化。
获得的二氧化硅(处于基本上球形珠粒的形式)的特征如下：
*：在超声解聚之后。

Claims (14)

1.一种用于制备沉淀二氧化硅的方法，包括使硅酸盐与至少一种酸反应，由此获得沉淀二氧化硅的悬浮液，随后分离并且干燥这种悬浮液，其中：
- 该沉淀是以下列方式进行：
(i) 形成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，硅酸盐在所述初始容器底料中以SiO2表示的浓度为在50与70 g/l之间，
(ii) 将酸加入到所述容器底料中直至获得在7与8.5之间的该反应介质的pH值，
(iii) 将该酸加入到反应介质中，并且必要时，与剩余量的硅酸盐一起同时加入，
(iv) 将酸加入到该反应介质中，直至获得在4与6之间的该反应介质的pH值，
- 该分离包括使用配备有压缩装置的过滤器的过滤以及洗涤，
- 通过雾化干燥悬浮液，
在该方法中，在至少步骤 (iii) 中，所用的酸是浓酸，该浓酸选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80%的浓度的硫酸、具有按重量计至少90%的浓度的乙酸或甲酸、具有按重量计至少60%的浓度的硝酸、具有按重量计至少75%的浓度的磷酸，和具有按重量计至少30%的浓度的盐酸；
在步骤 (ii) 的一部分中，在从所述步骤的起始计x分钟之后所使用的酸是浓酸，其中x是在15与25之间，该浓酸选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80%的浓度的硫酸，具有按重量计至少90%的浓度的乙酸或甲酸，具有按重量计至少60%的浓度的硝酸，具有按重量计至少75%的浓度的磷酸，和具有按重量计至少30%的浓度的盐酸。
2.如权利要求1所述的用于制备沉淀二氧化硅的方法，其包括使硅酸盐与至少一种酸反应，由此获得沉淀二氧化硅的悬浮液，随后分离并且干燥此悬浮液，其中：
- 以下列方式进行该沉淀：
(i) 形成包含至少硅酸盐和电解质的初始容器底料，硅酸盐在所述初始容器底料中以SiO2表示的浓度为在50与70 g/l之间，
(ii) 将酸加入到所述容器底料中直至获得在7与8.5之间的该反应介质的pH值，
(iii) 将酸与硅酸盐同时加入到该反应介质中，
(iv) 将酸加入到该反应介质中，直至获得在4与6之间的该反应介质的pH值，
- 该分离包括使用配备有压缩装置的过滤器的过滤以及洗涤，
- 通过雾化干燥悬浮液，
在该方法中，在至少步骤 (iii) 中，所用的酸是浓酸，该浓酸选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80%的浓度的硫酸、具有按重量计至少90%的浓度的乙酸或甲酸、具有按重量计至少60%的浓度的硝酸、具有按重量计至少75%的浓度的磷酸，和具有按重量计至少30%的浓度的盐酸；
在步骤 (ii) 的一部分中，所使用的酸是浓酸，该浓酸选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80%的浓度的硫酸，具有按重量计至少90%的浓度的乙酸或甲酸，具有按重量计至少60%的浓度的硝酸，具有按重量计至少75%的浓度的磷酸，和具有按重量计至少30%的浓度的盐酸。
3.如权利要求1或2所述的用于制备沉淀二氧化硅的方法，该悬浮液具有按重量计最多22%的干物质含量。
4.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤 (iii) 和 (iv) 中所使用的酸是浓酸，该浓酸选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80%的浓度的硫酸、具有按重量计至少90%的浓度的乙酸或甲酸、具有按重量计至少60%的浓度的硝酸、具有按重量计至少75%的浓度的磷酸，和具有按重量计至少30%的浓度的盐酸。
5.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤 (ii) 中，在该反应介质中达到胶凝点之后所使用的酸是浓酸，该浓酸选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80%的浓度的硫酸、具有按重量计至少90%的浓度的乙酸或甲酸、具有按重量计至少60%的浓度的硝酸、具有按重量计至少75%的浓度的磷酸，和具有按重量计至少30%的浓度的盐酸。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤 (ii) 中所使用的酸是浓酸，该浓酸选自由以下各项组成的组：具有按重量计至少80%的浓度的硫酸、具有按重量计至少90%的浓度的乙酸或甲酸、具有按重量计至少60%的浓度的硝酸、具有按重量计至少75%的浓度的磷酸，和具有按重量计至少30%的浓度的盐酸。
7.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述浓酸是具有按重量计至少80%的浓度的硫酸。
8.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述浓酸是具有按重量计在90%与98%之间的浓度的硫酸。
9.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，在所述容器底料中所述硅酸盐的以SiO2表示的浓度是在50与65 g/l之间。
10.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述电解质是硫酸钠，在该初始容器底料中其浓度是在12与20 g/l之间。
11.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述干燥是使用喷嘴雾化器进行实施的。
12.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于该分离包括过滤、洗涤然后使用压滤机压缩。
13.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于然后将该干燥的产品研磨，然后任选地附聚。
14.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于然后将该干燥的产品附聚。
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