DE1066552B - Verfahren zur Herstellung von Verdickungs- oder Verfestigungsmitteln für Flüssigkeiten, Pasten u. dgl - Google Patents

Description

PATENTAMT

kl. 12 g 5/01

INTERNAT. KL. B 01 j

D 28894 IVa/ 12g

ANMELDETAG: 4. SEPTEMBER 1958

BEKANNTMACHUNG DERANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGBSCHRIFT:

8. 0 KTO B E R 1959

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

Das Verdicken bzw. 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 so 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 Verdickungseffektes, z. B. bei der Herstellung von wäßrigen Oxyddispersionen, durch Vermischung zweier verschiedener Oxyde erhöht werden kann, beispielsweise wenn man eine feinvertcilte Kieselsäure mit einigen Prozenten Aluminiumoxyd verschneidet.

Immerhin bedarf es zur durchgreifenden Erhöhung der Viskosität von Flüssigkeiten in vielen Fällen noch beträchtlicher Zusätze dieser feinstteiliger 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 Zersetzung von entsprechenden flüchtigen Verbindungen in Gegenwart von oxydierenden oder hydrolysierenden Mitteln in der Gasphase im Zustand eines Aerosols erzeugt und mindestens zwei verschiedene auf diese Weise gewonnene Oxyde enthaltende Gasströme miteinander vermischt, bevor 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 so Gemisches aus den unterschiedlichen Oxyden gewissermaßen mosaikartig aufgebaut sind. Wenn man beispielsweise durch Umsetzung von Siliciumtetrachlorid in einer aus Luft oder Sauerstoff und Wasserstoff gebildeten Verfahren zur Herstellung von Verdickungs- oder Verfestigungsfür Flüssigkeiten, Pasten iu. dgl.

Anmelder:

Deutsdie Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler, Frankfurt/M., Weißfrauenstri 9

Dr. Ernst Wagner und Dr. Helmut Brünner, Rheinfelden, sind als Erfinder genannt worden

Flamme Siliciumdioxyd erzeugt, so bleibt dieses zunächst / in dem gasförmigen Reaktionsprodukt in feinster Form 1 als Sol suspendiert. Ein in entsprechender ,Weise aus i Aluminiumchlorid hergestelltes Aluminiumoxyji, ebenfalls'. suspendiert in den gasförmigen Reaktionsprodukten, wird mit dem vorgenannten Aerosol vermischt unddie Mischung dann gemeinsam koaguliert, wobei die Oxydaerosole in die Gelform übergehen und sich als solche in üblicher Weise, z. B. in Zyklonen, Elektrofiltem u. dgl., abscheiden lassen, j

Die Art der Erzeugung der Oxyde ist nicht Gegenstand ^! der vorhegenden Erfindung, ebensowenig wie die Art der Koagulierung, die zweckmäßigerweise mit Hilfe langer, haarnadclförmig gekrümmter Rohrleitungen vorgenommen wird, durch die die gemischten Reaktionsprodukte in möglichst turbulenter Strömung hindurchgeführt werden.

Die Verdickungsmittel nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können stofflich aus solchen verschiedenartigen Oxyden bestehen, die sich nach dem bekannten Verfahren der pyrogenen Umsetzung in der Gasphase in Gegenwart von Sauerstoff und oxydierenden und/oder wasserbildenden Gasen gewinnen lassen. Besonders bewährt haben sich Gemische aus Siliciumdioxyd mit einigen Prozenten Aluminiumoxyd. Es ist jedoch auch möglich, gemeinsam koagulierte Gemische aus Siliciumdioxyd und Titandioxyd oder aus Titandioxyd und Aluminiumoxyd u. a. zu verwenden. Durch entsprechende Bemessung 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

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der oben beschriebenen Weise umgesetzt wurden. Die Produkte enthalten bereits in den Primärteilchen die Gemischkomponenten in Oxydform, also in einer ideal innigen Verteilung. Die Verdickungswirkung solcher Mischoxyde ist jedoch in keinem Falle größer — in vielen Fällen sogar geringer — als die Verdickungswirkung gegenüber Flüssigkeiten und Pasten von z. B. SiO₂ allein. 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 an Hand 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 Kieselsäure mit einer Primärteilchengröße zwischen 4 und 25 · 10-« mm,

2. ein ebenfalls pyrogen gewonnenes Mischoxyd aus ίο 99% SiO₂ und 1% Al₂O₃,

3. ein nachträglich hergestelltes Gemisch aus 96,1 °/o pyrogen gewonnener Kieselsäure mit 3,9 °/₀ pyrogen gewonnenem Aluminiumoxyd,

4. ein gemeinsam koaguliertes.Gemisch aus 97,6°/₀ SiO₂ ,5 und 2,4 V₀Al₂O₃,

5. ein gemeinsam koaguliertes Gemisch aus 96,4°/₀ SiO₂ und 3,6% Al₃O₈.

Die Ergebnisse der Viskositätsbestimmungen sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.

Verdickungsmittel

. Viskosität in ° Engler bei einem Verdickungsmittelgehalt. von g/100 ml Wasser
I 3 I ' 5 I 10 I 15

1. SiO₂

2. Mischoxyd, 99% SiO₂, 1 % Al₂O₃...

3. Oxydgemisch, 96,1% SiO₈,
3,9»/₀Al₂0₃

4. Gemeinsam koaguliertes Oxydgemisch, 97,6V₀SiO₂, 2,4% Al₂O₃

5. Gemeinsam koaguliertes Oxydgemisch, 96,4V₀SiO₂, 3.6VoAl₂O₃

1,005 1,000

1,01 1,11 1,20

Die Tabelle zeigt, daß die Verdickungswirkung der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Mittel gegenüber reinen Oxyden oder andersartigen Oxydmischungen oder Mischoxyden ganz erheblich gesteigert ist. Man kann also bei Verwendung 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 (3)

45 Patentansprüche=

1. Verfahren zur Herstellung von Verdickungs- oder Verfestigungsmitteln für Flüssigkeiten, Pasten od. dgl., bestehend aus einem Gemisch von mindestens 1,01
1,01

1,01
1,23
1,44

1,03
1,02

1,04

1,35

nicht meßbar

1,08
1,06

1,18
nicht meßbar

1,17

1,11

1,67

zwei feinteiligen Oxyden, die durch Einwirkung von oxydierenden und/oder hydrolysierenden Mitteln auf flüchtige Metall- oder Metalloidverbindungen bei erhöhter Temperatur in der Gasphase erhalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß man flüchtige Metall- und/oder Metalloidverbindungen getrennt in die Oxyde überführt und die entstandenen Oxydaerosole gemeinsam koaguliert und abscheidet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gemische von Oxyden von Elementen der III. und IV. Gruppe des Periodischen Systems gemeinsam koaguliert werden.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Aerosole von Oxyden des SiIiciums und Aluminiums gemeinsam koaguliert werden.

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