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 °.