CN1803605A - 热解法制造的二氧化硅粉末 - Google Patents
热解法制造的二氧化硅粉末 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1803605A CN1803605A CNA2005100676212A CN200510067621A CN1803605A CN 1803605 A CN1803605 A CN 1803605A CN A2005100676212 A CNA2005100676212 A CN A2005100676212A CN 200510067621 A CN200510067621 A CN 200510067621A CN 1803605 A CN1803605 A CN 1803605A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- sio
- sicl
- aggregate
- average
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 40
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 11
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 claims description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 abstract description 5
- OCBFFGCSTGGPSQ-UHFFFAOYSA-N [CH2]CC Chemical compound [CH2]CC OCBFFGCSTGGPSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 abstract 1
- PPDADIYYMSXQJK-UHFFFAOYSA-N trichlorosilicon Chemical compound Cl[Si](Cl)Cl PPDADIYYMSXQJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 3
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006757 chemical reactions by type Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- -1 silicon halide Chemical class 0.000 description 2
- DOEHJNBEOVLHGL-UHFFFAOYSA-N trichloro(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](Cl)(Cl)Cl DOEHJNBEOVLHGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 241000024287 Areas Species 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- NJKDOKBDBHYMAH-UHFFFAOYSA-N dibutyl(dichloro)silane Chemical compound CCCC[Si](Cl)(Cl)CCCC NJKDOKBDBHYMAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXOCTISBMXDWGP-UHFFFAOYSA-N dichloro(silyl)silane Chemical compound [SiH3][SiH](Cl)Cl FXOCTISBMXDWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- ZOYFEXPFPVDYIS-UHFFFAOYSA-N trichloro(ethyl)silane Chemical compound CC[Si](Cl)(Cl)Cl ZOYFEXPFPVDYIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
- C01B33/181—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by a dry process
- C01B33/183—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by a dry process by oxidation or hydrolysis in the vapour phase of silicon compounds such as halides, trichlorosilane, monosilane
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/10—Services
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
- G06Q20/08—Payment architectures
- G06Q20/18—Payment architectures involving self-service terminals [SST], vending machines, kiosks or multimedia terminals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Accounting & Taxation (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Finance (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Economics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
热解法制造的、初级微粒的聚集体形式的二氧化硅粉末，其BET表面积为300±25m2/g，其中所述聚集体的平均面积为4800－6000nm2，平均当量圆直径(ECD)为60－80nm，平均周长为580－750nm。其通过热解法制造，其中四氯化硅和包含H3SiCl、H2SiCl2、HSiCl3、CH3SiCl3、(CH3) 2SiCl2、(CH3) 3SiCl和/或(n－C3H7)SiCl3的最高40重量％的第二硅成分与初级空气和燃烧气体混合，并引入反应室燃烧，其中所述反应室中还引入二级空气，所选择的配料需使绝热火焰温度为1390至1450℃。其可作为填料使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种热解法制造的二氧化硅粉末、其制造方法和用途。
背景技术
制造二氧化硅的火焰水解法是早已公知的大规模技术上实施的方法。在该方法中，将汽化的或气态的可水解卤化硅引入火焰中，该火焰是通过一种形成水且含有氢的燃料和一种含氧气体的燃烧而形成的。燃烧火焰提供用于卤化硅水解的水和用于水解反应的足够热量。通常对剩余反应气体中承载的二氧化硅粉末实施冷却和固体物质分离。通常使用四氯化硅。但使用二氯硅烷、三氯硅烷也是已知的。在使用含碳配料时，例如甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基二氯硅烷、二丁基二氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷，额外地发生氧化过程，从而使碳转化为二氧化碳。
然后在实施火焰水解和氧化两种反应类型的方法中形成的二氧化硅粉末被称为热解法制造的二氧化硅。
在反应中，首先形成高度分散的非多孔初级微粒，该微粒在随后的反应过程中形成聚集体，并可进一步形成大块凝聚体。该初级微粒的BET表面积通常介于5和600m2/g之间。该粉末的表面上不具有羟基。
如此制得的二氧化硅粉末可用于许多应用领域。在许多应用中，将其混入液体介质所必需的时间本质上是成本因素。这表明对于现有技术的二氧化硅粉末，虽然其以相同的反应类型制造，并具有相同或相似的通常用于表征而设定的诸如BET表面积的参数，其混入液体介质的时间却很长。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种二氧化硅粉末，其可迅速地混入液体介质中。
本发明的另一个目的是提供一种制造所述粉末的方法。
本发明涉及一种初级微粒的聚集体形式的热解法制造的二氧化硅粉末，其中所述初级微粒具有300±25m2/g的BET表面积，其中所述聚集体具有：
-4800-6000nm2的平均面积，
-60-80nm的平均当量圆直径(ECD)，以及
-580-750nm的平均周长。
其中，BET表面积是根据DIN 66131测定。
聚集体尺寸是通过图像分析利用日立公司的H 7500型TEM设备和SIS公司的MegaView II型CCD相机测定。所用的图像放大率为30000∶1，象素密度为3.2nm。所用微粒的总数大于1000。根据ASTM 3849-89进行制备。检测的下临界值为50象素。
BET表面积优选为300±15m2/g，更优选为300±10m2/g。
此外，本发明热解法制造的二氧化硅粉末优选为其中聚集体具有：
-5000-5700nm2的平均面积，
-65-75nm的平均当量圆直径，以及
-600-720nm的平均周长。
此外，本发明热解法制造的二氧化硅粉末优选为其中聚集体的最大直径介于100和140nm之间，聚集体的最小直径介于60和90nm之间。
此外，本发明热解法制造的二氧化硅粉末优选为其中氯含量小于250ppm。氯含量特别优选为小于150ppm。
此外，本发明热解法制造的二氧化硅粉末优选为其中碳含量小于500ppm。碳含量特别优选为小于300ppm。
本发明还涉及一种用于制造本发明二氧化硅粉末的方法，其中：
-将硅化合物的混合物分别或一同汽化，利用载气将该蒸汽与以下两种成分引入混合室中：
-作为第一成分的SiCl4，其含量为该混合物的60至100重量％，以及
-选自H3SiCl、H2SiCl2、HSiCl3、CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2、(CH3)3SiCl、(n-C3H7)SiCl3的第二成分，其含量为该混合物的0至40重量％，优选为5至30重量％；
-将燃烧气体、初级空气分别引入混合室中，所述初级空气可在需要时增加氧含量和/或进行预加热；
-硅化合物蒸汽、燃烧气体和初级空气的混合物在燃烧器中点燃，并将火焰引入反应室中燃烧；
-将火焰周围的二级空气引入反应室中，其中二级空气/初级空气之比在0.05至4的范围内，优选为0.15至3；
-然后将固体物质从气态物质中分离，接着用水蒸汽处理固体物质；
其中
-氧的总量至少足以使燃烧气体和硅化合物完全燃烧，以及
-含有硅化合物、燃烧气体、初级空气和二级空气的配料的量应使得绝热火焰温度Tad为1390至1450℃，其中
Tad＝配料温度+部分反应的反应焓之和/离开反应室的物质的热容，所述物质包括二氧化硅、水、氯化氢、二氧化碳、氧、氮以及当载气不是空气或氮时而需要的载气；
其中基于1000℃的这些物质的比热容。
硅化合物在氧存在的情况下和燃烧气体反应生成二氧化硅、水、盐酸以及出自含碳的硅化合物和/或含碳的燃烧气体的二氧化碳。该反应的反应焓可根据技术人员熟知的标准计算。
表1中给出在氢和氧存在的情况下硅化合物反应的反应焓选出的数值。
特别优选使用甲基三氯硅烷(MTCS，CH3SiCl3)、三氯硅烷(TCS，SiHCl3)和/或二氯硅烷(DCS，SiH2Cl2)。
表1反应焓
| KJ/mol | |
| H2SiCl4SiHCl3SiH2Cl2C3H7SiCl3CH3SiCl3(CH3)3SiCl | -241.8-620.1-659.4-712.3-2700.2-928.3-2733.8 |
氢、甲烷、乙烷、丙烷和/或天然气适合作为燃烧气体，其中优选为氢。
只要高于沸腾硅化合物的最高沸腾温度，配料的温度则不受限制。配料的温度为90℃±40℃被证明是有利的。
将反应混合物从混合室引至反应室的流出速度为10至80m/s也是有利的。
本发明还涉及本发明热解法制造的二氧化硅粉末在橡胶、硅橡胶和塑料中作为填料、调节染料和油漆中的流变性、作为聚酯、作为催化剂的载体以及制备分散体的用途。
具体实施方式
所述BET表面积根据DIN 66131测得。
水中混入时间的测定
将10g二氧化硅粉末装入一个直径为80mm的500ml容器中。将50g含水硝酸(pH值为3.90)添加至具有转速为500转/分钟的带有70mm圆盘溶解器的搅拌器下，并测定使该粉末浸润所必需的时间。Degussa公司的Aerosil300的混入时间用于比较，并被定为100。
聚乙烯醇中粘度的测定
将60g 5％的聚乙烯醇水溶液与80g去离子水装入一个直径为80mm的500ml容器中。将10g二氧化硅粉末加入该溶液，然后用带有50mm圆盘的溶解器以2500转/分钟的转速使该混合物分散5分钟。然后用Haake型流变仪以2.7s-1且23℃下测定该混合物的粘度。Degussa公司的Aerosil300的粘度用于比较，并被定为100。
实施例1：二氧化硅粉末的制造
将180kg/h的四氯化硅汽化，并用氮将其通入燃烧器的混合室中。同时将58Nm3/h的氢和190Nm3/h的初级空气引入混合室。该混合物的温度为90℃。将其点燃，并使其进入反应室的火焰中燃烧。出自燃烧器的流出速度为30.3m/s。额外地将60Nm3/h的火焰周围的二级空气引入反应室中。二级空气与初级空气之比为0.32。
将反应气体和产生的二氧化硅实施减压，并冷却至介于100和160℃之间，由此经冷却系统吸出。在过滤器或旋风分离器中，将固体物质从废气流中分离，然后在560℃的温度下用水蒸汽处理。
实施例2至9类似地实施。
表2再次给出实施例1至9的配料和添加量。
表3再次给出实施例1至9的反应焓、热容和绝热火焰温度。
实施例1至5产生本发明的粉末。实施例6至9为比较例。
实施例2和4中使用了两种硅成分，实施例3中使用了三种硅成分。
在实施例1和3中所用的第一硅成分四氯化硅的含量高或低。
在实施例5中，二级空气/初级空气的高比例被设置在要求的范围内。
在实施例6和7中进行有选择的设置，使绝热火焰温度在要求的范围之外。
在实施例8中不引入二级空气。
在实施例9中，二级空气/初级空气之比在要求的范围之外。
表4所示为制造的二氧化硅粉末以及一种商购的热解法制造的二氧化硅粉末(实施例10)的分析数据。
实施例1至5还表明，如绝热火焰温度的确切的狭小范围可通过配料的量改变。
比较例6和7还表明，与如实施例1中的硅化合物相同的成分，并未得到本发明的二氧化硅粉末。所得粉末的BET表面积超出要求的范围，实施例6：266m2/g，而实施例7：394m2/g。在比较例6和7中，绝热火焰温度在要求的范围之外。
在比较例8和9中，虽然绝热火焰温度在要求的范围内，但是并未获得本发明的二氧化硅粉末：
在实施例8中，不引入二级空气。所得粉末的混入时间长(151％)。
实施例9中，二级空气/初级空气之比为4.2，超出了要求的范围。所得二氧化硅粉末具有165％的非常高的相对粘度。
实施例1的粉末是一种Degussa公司的商购的Aerosil300型粉末，其在要求的范围内，但与本发明粉末相比，其具有明显较高的粘度和明显较长的混入时间。为比较相对粘度和混入时间的数值，将粉末10定为100％。其聚集体平均面积、平均当量圆直径和聚集体平均周长在要求的范围之外。
表2 配料和添加量
| 根据本发明 | 比较 | |||||||||
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 四氯化硅 | kg/h | 180 | 160 | 150 | 115 | 6.5 | 180 | 6.5 | 150 | 6.5 |
| 第二硅成分($)第三硅成分($) | kg/hkg/h | 00 | MTCS200 | MTCS20PTS10 | MTCS650 | 00 | 00 | 00 | MTCS20PTS10 | 00 |
| 氢 | Nm3/h | 58 | 53 | 47 | 40 | 2.3 | 58 | 2.3 | 47 | 2.3 |
| 初级空气 | Nm3/h | 190 | 215 | 250 | 260 | 4.0 | 160 | 8 | 315 | 5.0 |
| 二级空气 | Nm3/h | 60 | 60 | 65 | 65 | 6 | 60 | 6 | 0 | 21.0 |
| 初始温度(*) | ℃ | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 |
| 二级空气/初级空气 | 0.32 | 0.28 | 0.26 | 0.25 | 1.5 | 0.32 | 0.75 | 0 | 4.2 | |
| V燃烧器(+) | m/s | 30.3 | 33.6 | 35.9 | 36.3 | 25.3 | 26.9 | 37.3 | 43.6 | 28.9 |
(*)H2、初级空气SiCl4、第二及需要时的第三硅成分的混合物
($)MTCS为甲基三氯硅烷；TCS为三氯硅烷；DCS为二氯二硅烷；PTS为丙基三氯硅烷
(+)出自燃烧器的流出速度
表3 反应焓、热容和绝热火焰温度
| 根据本发明 | 比较 | |||||||||
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 部分反应的反应焓之和 | KW | -214.2 | -229.2 | -251.3 | -257.9 | -8.4 | -214.2 | -8.4 | -251.3 | -8.4 |
| 产品的热容 | KJ/s·K | 0.16 | 0.17 | 0.19 | 0.19 | 0.01 | 0.15 | 0.01 | 0.19 | 0.01 |
| 绝热火焰温度 | ℃ | 1424 | 1427 | 1425 | 1427 | 1402 | 1536 | 1132 | 1440 | 712 |
表4 二氧化硅粉末的分析数据
| 根据本发明 | 比较 | ||||||
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 10(*) | |
| BET表面积 | m2/g | 298 | 302 | 310 | 307 | 293 | 301 |
| 聚集体平均面积 | nm2 | 5082 | 5293 | 5661 | 5081 | 5876 | 8087 |
| 平均当量圆直径 | nm | 66 | 71 | 72 | 65 | 75 | 85 |
| 聚集体平均周长 | nm | 623 | 686 | 634 | 624 | 727 | 888 |
| 聚集体平均最大直径 | nm | 121 | 130 | 129 | 121 | 138 | 155 |
| 聚集体平均最小直径 | nm | 74 | 80 | 81 | 75 | 85 | 96 |
| 初级微粒平均直径 | nm | 10 | 9.6 | 11 | 10 | 10 | 11 |
| C含量 | ppm | ＜10 | ＜10 | 20 | 260 | ＜10 | 100 |
| Cl含量 | ppm | 100 | 20 | 40 | 90 | 150 | 30 |
| 2.7s-1时的相对粘度 | ％ | 72 | 69 | 73 | 70 | 89 | 100 |
| 相对可混入性 | ％ | 61 | 64 | 65 | 63 | 71 | 100 |
(*)：Aerosil300，Degussa公司
Claims (9)
1.初级微粒的聚集体形式的热解法制造的二氧化硅粉末，其特征在于所述初级微粒具有300±25m2/g的BET表面积，其中所述聚集体具有：
-4800-6000nm2的平均面积，
-60-80nm的平均当量圆直径(ECD)，以及
-580-750nm的平均周长。
2.如权利要求1的热解法制造的二氧化硅粉末，其特征在于所述聚集体具有：
-5000-5700nm2的平均面积，
-65-75nm的平均当量圆直径，以及
-600-720nm的平均周长。
3.如权利要求1或2的热解法制造的二氧化硅粉末，其特征在于聚集体的最大直径介于100和140nm之间，聚集体的最小直径介于60和90nm之间。
4.如权利要求1至3之一的热解法制造的二氧化硅粉末，其特征在于氯含量小于250ppm。
5.如权利要求1至4之一的热解法制造的二氧化硅粉末，其特征在于碳含量小于500ppm。
6.制造如权利要求1至5之一的二氧化硅粉末的方法，其特征在于，
-将硅化合物的混合物分别或一同汽化，利用载气将该蒸汽与以下两种成分引入混合室中：
-作为第一成分的SiCl4，其含量为该混合物的60至100重量％，以及
-选自H3SiCl、H2SiCl2、HSiCl3、CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2、(CH3)3SiCl、(n-C3H7)SiCl3的第二成分，其含量为该混合物的0至40重量％；
-将燃烧气体、初级空气分别引入混合室中，所述初级空气可在需要时增加氧含量和/或进行预加热；
-硅化合物蒸汽、燃烧气体和初级空气的混合物在燃烧器中点燃，并将火焰引入反应室中燃烧；
-将火焰周围的二级空气引入反应室中，其中二级空气/初级空气之比在0.05至4的范围内；
-然后将固体物质从气态物质中分离，接着用水蒸汽处理固体物质；
其中
-氧的总量至少足以使燃烧气体和硅化合物完全燃烧，以及
-含有硅化合物、燃烧气体、初级空气和二级空气的配料的量应使得绝热火焰温度Tad为1390至1450℃，其中
Tad＝配料温度+部分反应的反应焓之和/离开反应室的物质的热容，所述物质包括二氧化硅、水、氯化氢、二氧化碳、氧、氮以及当载气不是空气或氮时而需要的载气；
其中基于1000℃的这些物质的比热容。
7.如权利要求6的方法，其特征在于配料的温度为90℃±40℃。
8.如权利要求6或7的方法，其特征在于将反应混合物从混合室引至反应室的流出速度为10至80m/s。
9.如权利要求1至5之一的热解法制造的二氧化硅粉末在橡胶、硅橡胶和塑料中作为填料、调节染料和油漆中的流变性、作为聚酯、作为催化剂的载体、制造分散体的用途。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005001414A DE102005001414A1 (de) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Pyrogen hergestelltes Siliciumdioxidpulver |
| DE102005001414.3 | 2005-01-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1803605A true CN1803605A (zh) | 2006-07-19 |
| CN1803605B CN1803605B (zh) | 2011-12-28 |
Family
ID=34934382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2005100676212A Active CN1803605B (zh) | 2005-01-12 | 2005-04-22 | 热解法制造的二氧化硅粉末 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7351388B2 (zh) |
| EP (1) | EP1686093B1 (zh) |
| JP (1) | JP4440157B2 (zh) |
| KR (1) | KR101148291B1 (zh) |
| CN (1) | CN1803605B (zh) |
| AT (1) | ATE501978T1 (zh) |
| DE (2) | DE102005001414A1 (zh) |
| ES (1) | ES2361672T3 (zh) |
| PL (1) | PL1686093T3 (zh) |
| UA (1) | UA84428C2 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101755016A (zh) * | 2007-07-30 | 2010-06-23 | 赢创德固赛有限责任公司 | 表面-改性的、热解制备的二氧化硅 |
| CN102686207A (zh) * | 2009-12-26 | 2012-09-19 | 赢创德固赛有限公司 | 含水的粉状组合物 |
| CN109715557A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-05-03 | 瓦克化学股份公司 | 用于生产高分散二氧化硅的方法 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007025685A1 (de) * | 2007-06-01 | 2008-12-04 | Evonik Degussa Gmbh | RTV-Zweikomponenten-Silikonkautschuk |
| DE102007030604A1 (de) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Weppner, Werner, Prof. Dr. | Ionenleiter mit Granatstruktur |
| US8038971B2 (en) * | 2008-09-05 | 2011-10-18 | Cabot Corporation | Fumed silica of controlled aggregate size and processes for manufacturing the same |
| US8729158B2 (en) * | 2008-09-05 | 2014-05-20 | Cabot Corporation | Fumed silica of controlled aggregate size and processes for manufacturing the same |
| CN102039069B (zh) * | 2009-10-20 | 2013-02-27 | 中国石油化工集团公司 | 气液分离旋流板及其制造方法 |
| JP5038449B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2012-10-03 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| TWI788111B (zh) | 2015-01-02 | 2022-12-21 | 美商梅拉洛伊卡公司 | 多元補充品組成物 |
| US10137164B2 (en) | 2015-01-02 | 2018-11-27 | Melaleuca, Inc. | Dietary supplement compositions |
| TWI829098B (zh) | 2015-01-02 | 2024-01-11 | 美商梅拉洛伊卡公司 | 細菌組成物 |
| DE102017203998A1 (de) * | 2017-03-10 | 2017-06-01 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von pyrogener Kieselsäure |
| EP3428135A1 (de) | 2017-07-14 | 2019-01-16 | Evonik Degussa GmbH | Wärmedämm-materialien auf basis hochverdickender kieselsäuren |
| CN107777693B (zh) * | 2017-11-14 | 2021-01-22 | 湖北汇富纳米材料股份有限公司 | 一种纳米气相二氧化硅的生产工艺及装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4067954A (en) * | 1971-05-11 | 1978-01-10 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler | Process for the production of finely divided silicon dioxide having a large specific surface |
| US5340560A (en) * | 1993-04-30 | 1994-08-23 | General Electric Company | Method for making fumed silica having a reduced aggregate size and product |
| US5855860A (en) * | 1994-10-27 | 1999-01-05 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for porifying fine particulate silica |
| ES2154748T3 (es) * | 1995-02-04 | 2001-04-16 | Degussa | Granulados a base de dioxido de silicio preparado por via pirogena, procedimiento para su preparacion y su empleo. |
| DE19650500A1 (de) * | 1996-12-05 | 1998-06-10 | Degussa | Dotierte, pyrogen hergestellte Oxide |
| DE19922915A1 (de) * | 1999-05-19 | 2000-11-23 | Wacker Chemie Gmbh | Siliconentschäumer enthaltende wäßrige Polymerisatdispersion |
| JP3767672B2 (ja) * | 2000-04-21 | 2006-04-19 | 信越化学工業株式会社 | 疎水性二酸化珪素微粉末の製造方法 |
| JP3796565B2 (ja) * | 2000-08-15 | 2006-07-12 | 信越化学工業株式会社 | 球状シリカ微粒子の製造方法 |
| JP3750728B2 (ja) * | 2000-12-05 | 2006-03-01 | 信越化学工業株式会社 | 微細シリカの製造方法 |
| DE10145162A1 (de) * | 2001-09-13 | 2003-04-10 | Wacker Chemie Gmbh | Kieselsäure mit geringem Gehalt an Kieselsäure-Silanolgruppen |
| DE10211958A1 (de) * | 2002-03-18 | 2003-10-16 | Wacker Chemie Gmbh | Hochreines Silica-Pulver, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung |
| WO2004055120A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Degussa Ag | Structurally modified silica |
| DE10326049A1 (de) | 2003-06-10 | 2004-12-30 | Degussa Ag | Flammenhydrolytisch hergestelltes Siliciumdioxid, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung |
-
2005
- 2005-01-12 DE DE102005001414A patent/DE102005001414A1/de not_active Withdrawn
- 2005-03-19 AT AT05006062T patent/ATE501978T1/de active
- 2005-03-19 PL PL05006062T patent/PL1686093T3/pl unknown
- 2005-03-19 ES ES05006062T patent/ES2361672T3/es active Active
- 2005-03-19 DE DE502005011122T patent/DE502005011122D1/de active Active
- 2005-03-19 EP EP05006062A patent/EP1686093B1/de active Active
- 2005-03-22 US US11/085,151 patent/US7351388B2/en active Active
- 2005-04-01 JP JP2005106635A patent/JP4440157B2/ja active Active
- 2005-04-04 KR KR1020050028063A patent/KR101148291B1/ko active IP Right Grant
- 2005-04-22 CN CN2005100676212A patent/CN1803605B/zh active Active
-
2006
- 2006-01-11 UA UAA200600279A patent/UA84428C2/uk unknown
-
2008
- 2008-01-22 US US12/017,861 patent/US20080145659A1/en not_active Abandoned
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101755016A (zh) * | 2007-07-30 | 2010-06-23 | 赢创德固赛有限责任公司 | 表面-改性的、热解制备的二氧化硅 |
| US8512595B2 (en) | 2007-07-30 | 2013-08-20 | Evonik Degussa Gmbh | Surface-modified, pyrogenically prepared silicas |
| CN101755016B (zh) * | 2007-07-30 | 2014-01-29 | 赢创德固赛有限责任公司 | 表面-改性的、热解制备的二氧化硅 |
| CN102686207A (zh) * | 2009-12-26 | 2012-09-19 | 赢创德固赛有限公司 | 含水的粉状组合物 |
| US8647653B2 (en) | 2009-12-26 | 2014-02-11 | Evonik Degussa Gmbh | Water containing powder composition |
| CN102686207B (zh) * | 2009-12-26 | 2014-05-28 | 赢创德固赛有限公司 | 含水的粉状组合物 |
| CN109715557A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-05-03 | 瓦克化学股份公司 | 用于生产高分散二氧化硅的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1686093A2 (de) | 2006-08-02 |
| CN1803605B (zh) | 2011-12-28 |
| ATE501978T1 (de) | 2011-04-15 |
| US7351388B2 (en) | 2008-04-01 |
| DE102005001414A1 (de) | 2006-07-20 |
| JP2006193403A (ja) | 2006-07-27 |
| PL1686093T3 (pl) | 2011-08-31 |
| JP4440157B2 (ja) | 2010-03-24 |
| US20060153764A1 (en) | 2006-07-13 |
| KR101148291B1 (ko) | 2012-05-25 |
| EP1686093B1 (de) | 2011-03-16 |
| ES2361672T3 (es) | 2011-06-21 |
| US20080145659A1 (en) | 2008-06-19 |
| DE502005011122D1 (de) | 2011-04-28 |
| EP1686093A3 (de) | 2006-08-09 |
| KR20060082383A (ko) | 2006-07-18 |
| UA84428C2 (uk) | 2008-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1803605A (zh) | 热解法制造的二氧化硅粉末 | |
| CN1803604B (zh) | 热解法制造的二氧化硅粉末 | |
| CN1803603A (zh) | 热解法制造的二氧化硅粉末以及含有该粉末的硅树脂密封组合物 | |
| CN1803606B (zh) | 热解制备的二氧化硅粉末及其分散体 | |
| JP3648266B2 (ja) | 小さな凝集体サイズのフュームドシリカの製造方法及び製品 | |
| EP2433905B1 (en) | Silica | |
| US7332144B2 (en) | Hydrophobic silica fine powder and making method | |
| CN1726170A (zh) | 热解二氧化硅及其分散体 | |
| CN101054185A (zh) | 硅－钛混合氧化物粉末、其分散体及由其制备的含钛沸石 | |
| CN103003201B (zh) | 具有特殊的表面性质的二氧化硅粉末及包含所述粉末的调色剂组合物 | |
| JP2003171117A (ja) | 疎水性シリカ微粉末及びその製造方法 | |
| WO2007127232A2 (en) | Process for the production of fumed silica | |
| CN109592690B (zh) | 一种利用气相二氧化硅制备疏水性二氧化硅的方法 | |
| JP6901853B2 (ja) | 親水性乾式シリカ粉末 | |
| JP6043992B2 (ja) | 疎水化乾式シリカ微粒子 | |
| JP6084510B2 (ja) | 乾式シリカ微粒子 | |
| JP4030668B2 (ja) | 溶融球状シリカの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Essen, Germany Patentee after: Evonik Operations Limited Address before: Essen, Germany Patentee before: EVONIK DEGUSSA GmbH |