DE1016436B - Use of a finely divided silica as an active filler for rubber - Google Patents

Use of a finely divided silica as an active filler for rubber

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DE1016436B
DE1016436B DED22860D DED0022860D DE1016436B DE 1016436 B DE1016436 B DE 1016436B DE D22860 D DED22860 D DE D22860D DE D0022860 D DED0022860 D DE D0022860D DE 1016436 B DE1016436 B DE 1016436B
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DE
Germany
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silica
rubber
finely divided
active filler
water
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Pending
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DED22860D
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German (de)
Inventor
Dr Robert Siegler
Dr Adolf Voigt
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Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Degussa GmbH
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C01B33/187Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica

Description

Verwendung einer feinteiligen Kieselsäure als aktiver Füllstoff für Kautschuk Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer in bestimmter Weise hergestellten Kieselsäure als verstärkend wirkender Füllstoff in der Kautschukindustrie. Use of a finely divided silica as an active filler for Rubber The present invention relates to the use of an in particular Wisely produced silica as a reinforcing filler in the rubber industry.

Es ist bekannt, mehr oder weniger feinteilige Kieselsäure oder auch Kieselsäuregele und Gallerten zum Beschweren oder Füllen der verschiedensten technischen Produkte zu benutzen. In vielen Fällen sind jedoch glasartige, grobe, spröde Gallerte oder Gele nicht geeignet, sondern man ist darauf angewiesen, die Kieselsäure in möglichst feinteiliger Form zur Anwendung zu bringen. Je nach dem Verwendungszweck können natürlich auch bei der Herstellung in gröberem Zustand anfallende Kieselsäureprodukte durch mechanische Zerkleinerung auf eine höhere Feinheit gebracht werden. Sofern es aber darauf ankommt, die Kieselsäure nicht nur als eigentliches Füllmittel einzusetzen, sondern sie auch zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des gefüllten Produktes zu benutzen, wie es vor allem bei der Verstärkung von Kautschuk natürlicher oder synthetischer Herkunft der Fall ist, sind nur solche Kieselsäuren geeignet, die von vornherein mit möglichst großer innerer oder äußerer Oberfläche entstanden sind, wobei die Feinteiligkeit nicht das alleinige Kriterium der Aktivität oder der verstärkenden Eigenschaften ist. So ist z. B. bekannt, als Papierfüllstoff eine Kieselsäure zu verwenden, die durch Ausfällung eines gelatinösen Niederschlages aus Wasserglaslösung und nachträgliche Neutralisierung der Mischung mit Säure gewonnen wird, wobei eine Verringerung der Teilchengröße durch eine anschließende Mahlung erreicht werden kann. Eine solche Kieselsäure wäre z. B. für die Verstärkung von Kautschuk nicht verwendbar, da, wie erwähnt, die Aktivität nicht allein von der Feinteiligkeit, sondern auch von den Einzelheiten des Herstellungsprozesses abhängig ist. It is known, more or less finely divided silica or also Silica gels and jellies for weighting down or filling a wide variety of technical issues Products to use. In many cases, however, are vitreous, coarse, brittle jelly or gels are not suitable, but one has to rely on the silica in to bring the finest possible form to use. Depending on the intended use Silica products that occur in a coarser state during manufacture can of course also be used be brought to a higher fineness by mechanical crushing. Provided But it is important not only to use the silica as the actual filler, but they also improve the mechanical properties of the filled product to use as it is mainly in the reinforcement of natural or rubber of synthetic origin is the case, only those silicas are suitable that were created from the outset with as large an inner or outer surface as possible, whereby the fineness is not the sole criterion of the activity or the reinforcing Properties is. So is z. B. known to use a silica as a paper filler use by precipitating a gelatinous precipitate from water glass solution and subsequent neutralization of the mixture with acid is obtained, wherein a Reduction in particle size can be achieved by subsequent grinding can. Such a silica would be e.g. B. not for the reinforcement of rubber usable because, as mentioned, the activity is not only dependent on the fine division, but also depends on the details of the manufacturing process.

Es wurde nun gefunden, daß als Füllmittel in der Kautschukindustrie sich eine Kieselsäure als verwendbar erwiesen hat, die erhalten wurde, wenn gefällte wasserhaltige Silikate von Elementen der II. bis VI., vorzugsweise der II. bis IV. Gruppe des Periodischen Systems in an sich bekannter Weise in einer zweiten Stufe mit Säuren behandelt wurden, die mit der Base des betreffenden Silikates lösliche Verbindungen ergeben. Wesentlich für die Eignung der Kieselsäure und für ihre Aktivität, die besonders bei der Verwendung als Füllstoff in synthetischem oder natürlichem Kautschuk zu hervorragenden Erfolgen führt, ist jedoch, daß das Molverhältnis von Metallen zu Kieselsäure in den mit Säure zu zersetzenden Silikaten kleiner als 1 war. It has now been found that as a filler in the rubber industry a silica that was obtained when precipitated has been found useful water-containing silicates of elements of II. to VI., preferably II. to IV. Group of the periodic table in a manner known per se in a second stage have been treated with acids which are soluble with the base of the silicate in question Connections result. Essential for the suitability of the silica and its activity, especially when used as a filler in synthetic or natural Rubber leads to excellent results, however, is that the molar ratio of Metals to silica in the silicates to be decomposed with acid are smaller than 1 was.

Die hier nicht geschützte Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Silikate erfolgt im all- gemeinen so, daß Alkalisilikatlösungen, z. B. Wasserglaslösung, mit Salzlösungen von Elementen der II. bis VI. Gruppe des Periodischen Systems, z. B. mit einer Lösung von Calciumchlorid zu synthetischen wasserhaltigen Silikaten umgesetzt und diese dann mit Säuren derart behandelt werden, daß die basischen Bestandteile aus den Silikaten weitgehend herausgelöst und dadurch die Eigenschaften der verbleibenden Kieselsäure weiterhin gesteigert werden. Die so erhaltenen Produkte zeichnen sich neben hoher Reinheit und Widerstandsfähigkeit gegen chemische und mechanische Einwirkungen durch eine größere innere und äußere Oberfläche aus, die sie für die mehrfach genannten Zwecke hervorragend verwendbar macht. The production of those to be used according to the invention, which is not protected here, is used Silicates occurs in general common so that alkali silicate solutions, e.g. B. water glass solution, with salt solutions of elements from II. to VI. Group of the periodic table, z. B. with a solution of calcium chloride to synthetic water-containing silicates implemented and these are then treated with acids in such a way that the basic constituents largely dissolved out of the silicates and thereby the properties of the remaining Silicic acid continues to be increased. The products thus obtained stand out in addition to high purity and resistance to chemical and mechanical influences characterized by a larger inner and outer surface, which they are named for several times Makes it extremely useful for purposes.

Von den aus Wasserglaslösungen durch Säurebehandlung in üblicher Weise erhaltenen Kieselsäuregelen unterscheidet sich die gemäß vorliegender Erfindung zu verwendende Kieselsäure dadurch, daß sie schon im Entstehungszustand feinteilig anfällt und die Teilchengröße daher nicht durch mechanische Zerkleinerung herabgesetzt werden muß. Außerdem ist das Produkt leicht fiiltrierbar und auswaschbar, was für die Reinheit von Bedeutung sein kann. Schließlich verliert die Kieselsäure ihre wertvollen Eigenschaften auch beim Erhitzen auf höhere Temperaturen nicht, so daß sie gerade bei dem Einarbeiten in Kautschuk in ihrer Aktivität nicht geschädigt wird.From waterglass solutions by acid treatment in the usual way obtained silica gels differs from that of the present invention Silica to be used in that it is finely divided as it is formed and the particle size is therefore not reduced by mechanical comminution must become. In addition, the product is easy to filter and wash out, what for purity can matter. Eventually the silica loses its valuable properties even when heated to higher temperatures, so that their activity is not damaged when they are worked into rubber will.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann man auch solche Kieselsäure als Füllmittel benutzen, bei der die Zersetzung der wasserhaltigen Silikate mit Säuren in Gegenwart von Ammonsalzen vorgenommen ist. Selbstverständlich kann auch die Fällung des Silikates der ersten Stufe in Gegenwart von Ammonsalzen vorgenommen sein. Es kann auch für manche Fälle günstig sein, eine Kieselsäure zu verwenden, die wie oben beschrieben hergestellt und vor der Einarbeitung einem Glühprozeß unterworfen ist. According to another embodiment of the invention, one can also use such Use silica as a filler, in which the decomposition of the water-containing silicates with acids in the presence of ammonium salts is made. Of course the precipitation of the silicate of the first stage can also be carried out in the presence of ammonium salts be made. In some cases it can also be beneficial to use a silica use those prepared as described above and an annealing process prior to incorporation is subject.

Die-nicht den Gegenstand des Schutzbegehrens bildende Herstellung einer gemäß Erfindung zu verwendenden Kieselsäure kann gemäß folgendem Beispiel vorgenommen werden: 1360 kg Wasserglaslösung 370 Be und 10 cbm Wasser werden im Rührwerk mit einer Lösung von 120 1 Salzsäure, D. = 1,16, 900 1 Wasser, 100 kg CaCl2 und 50 kg N H4Cl in solcher Menge versetzt, daß die Flüssigkeit einen p-Wert = 9,5 aufweist. In die erhaltene Kalksilikatsuspension wird unter Rühren 50/oige Salzsäure bis zum p-Wert = 2 zugegeben. Production that is not the subject of the protection request a silica to be used according to the invention can according to the following example are made: 1360 kg water glass solution 370 Be and 10 cbm water are in the Agitator with a solution of 120 1 hydrochloric acid, D. = 1.16, 900 1 water, 100 kg CaCl2 and 50 kg of N H4Cl are added in such an amount that the liquid has a p-value = 9.5 having. 50% hydrochloric acid is added to the calcium silicate suspension obtained with stirring added up to p-value = 2.

Nach weiterem 2stündigem Rühren wird filtriert, gewaschen und getrocknet. Ausbeute 340 kg Kieselsäure mit 15°lo Glühverlust.After stirring for a further 2 hours, it is filtered, washed and dried. Yield 340 kg of silica with a loss on ignition of 15 °.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verwendung einer durch Zersetzung von in erster Stufe durch Fällung erhaltenen wasserhaltigen Silikaten von Elementen der II. bis VI., vorzugsweise der II. bis IV. Gruppe des Periodischen Systems mit einem Molverhältnis Metall zu Kieselsäure kleiner als 1 mit Säuren, die mit der Base des Silikates lösliche Verbindungen ergeben, gewonnenen Kieselsäure als aktiver Füllstoff für natürlichen und synthetischen Kautschuk. PATENT CLAIMS: 1. Use of a first by decomposition Stage obtained by precipitation water-containing silicates of elements of II. Bis VI., Preferably of the II. To IV. Group of the periodic table with a molar ratio Metal to silica less than 1 with acids that are soluble with the base of the silicate Compounds result in extracted silica as an active filler for natural and synthetic rubber. 2. Verwendung einer Kieselsäure nach Anspruch 1, die durch die Zersetzung der durch Fällung erhaltenen wasserhaltigen Silikate mit Säuren in Gegenwart von Ammonsalzen oder sich ähnlich verhaltenden Verbindungen erhalten worden ist. 2. Use of a silica according to claim 1, caused by the decomposition of the water-containing silicates obtained by precipitation with acids in the presence of Ammonium salts or similarly behaving compounds has been obtained. 3. Verbindung einer Kieselsäure nach Ansprüchen 1 und/oder2, die einem Glühprozeß unterworfen worden ist. 3. compound of a silica according to claims 1 and / or 2, the has been subjected to an annealing process. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 418 201. Documents considered: British Patent No. 418 201.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2724976A1 (en) * 1976-06-04 1977-12-08 Rhone Poulenc Ind SYNTHETIC SILICA

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB418201A (en) * 1933-01-12 1934-10-12 Alfred Louis Hock Improvements in or relating to the vulcanisation of rubber or like materials

Patent Citations (1)

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