DE1081435B

DE1081435B - Process for the production of a finely powdered calcium silicate

Info

Publication number: DE1081435B
Application number: DEC7735A
Authority: DE
Inventors: William Platt
Original assignee: Columbia Southern Chemical Corp
Current assignee: Columbia Southern Chemical Corp
Priority date: 1953-06-16
Filing date: 1953-06-16
Publication date: 1960-05-12

Description

Verfahren zur Herstellung eines feinpulverigen Calciumsilicates Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines feinpulverigen Calciumsilicates, das als Füllstoff und insbesondere als Zusatz zu natürlichem oder synthetischem Kautschuk geeignet ist und diesem verbesserte Zug- und Zerreißfestigkeit verleiht. Process for the production of a finely powdered calcium silicate Die The present invention relates to the production of a finely powdered calcium silicate, that as a filler and especially as an additive to natural or synthetic Rubber is suitable and gives this improved tensile and tear strength.

Bei Calciumsilicat, das als Zusatz für Kautschuk dienen soll, schwankt das Verhältnis von CaO : SiO2 im allgemeinen von 1 :2 bis 1 :4, und außerdem ist darin etwas chemisch gebundenes Wasser zugegen. In the case of calcium silicate, which is to serve as an additive for rubber, fluctuates the ratio of CaO: SiO2 is generally from 1: 2 to 1: 4, and moreover some chemically bound water is present in it.

Diese Produkte erhält man durch Umsetzung eines Alkalisilicates mit einem löslichen CaIciumsalz in wäßriger Lösung. Ein solches Produkt mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von unter 10 CL ist auf diese Weise leicht erhältlich, ohne daß man die Verfahrensbedingungen besonders zu steuern braucht.These products are obtained by reacting with an alkali silicate a soluble calcium salt in aqueous solution. Such a product with an average Particle size below 10 CL is easily obtainable in this way without having to particularly needs to control the process conditions.

In der USA.-Patentschrift 2 204 113 wird ferner ein Verfahren beschrieben, nach dem man ein pulveriges Erzeugnis dieser Art mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,3 ffi durch Einhalten gewisser Verfahrensbedingungen erhält.US Pat. No. 2,204,113 also describes a method after which a powdery product of this type with an average particle size of about 0.3 ffi by observing certain process conditions.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, unmittelbar einen Calciumsilicatfüllstoff mit einer äußersten Teilchengröße von 0,03 F oder weniger herzustellen. Dieses Verfahren zur Herstellung eines sehr feinpulverigen Calciumsilicates, das besonders als Füllstoff für Kautschukmassen geeignet ist, durch Zusammengeben einer Calciumchlorid- und einer Alkalisilicatlösung ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen Strom einer wässerigen, vorzugsweise natriumchloridhaltigen Lösung von 50 bis L50 g Calciumchlorid im Liter und einen Strom einer wässerigen, 5- bis 1 Sgewichtsprozentigen Alkalisilicatlösung, vorzugsweise einer Lösung von Na2O (SiO2)x, in der x=2 bis 4 ist, mit solchen gleichgerichteten Fließgeschwindigkeiten vereint, daß das Calciumchlorid in stöchiometrischem Überfluß zufließt, und daß man die zusammengeführten Ströme einer kräftigen Durchwirbelung in einer Zentrifugalpumpe unterwirft, das Reaktionsgemisch aus der Zentrifugalpumpe abzieht und aus dem Reaktionsgemisch das feinpulverige Calciumsilicatprodukt gewinnt. It has now been found that it is possible to use a calcium silicate filler directly with an outermost particle size of 0.03 F or less. This method for the production of a very finely powdered calcium silicate, which is especially used as a filler is suitable for rubber compounds by adding a calcium chloride and an alkali silicate solution is characterized in that a stream of a aqueous, preferably sodium chloride containing solution of 50 to L50 g calcium chloride per liter and a stream of an aqueous, 5- to 1% by weight alkali metal silicate solution, preferably a solution of Na2O (SiO2) x, in which x = 2 to 4, with those in the same direction Flow rates combined that the calcium chloride in stoichiometric excess flows in, and that the merged currents are vigorously swirled subjects in a centrifugal pump, the reaction mixture from the centrifugal pump withdraws and the finely powdered calcium silicate product wins from the reaction mixture.

Die obengenannte Teilchengröße, die durch das Elektronenmikroskop gemessen wurde, liegt weit unter der bisher bekannten, die man durch Zugabe der Alkalimetallsilicatlösung als ein parallel zu einer sie umgebenden und fließenden Calciumsalzlösung fließender Strom unter Rühren der fließenden Lösung an der Stelle erhält, die sich nahe bei der Vereinigungsstelle befindet. The above particle size seen by the electron microscope was measured, is far below the previously known, which can be obtained by adding the Alkali metal silicate solution as a parallel to one surrounding and flowing Calcium salt solution flowing stream while stirring the flowing solution in place which is located close to the unification office.

Es ist zwar an sich bekannt, daß kristalline Ausfällungen um so feinkörniger sind, je schneller man die Reaktionsteilnehmer oder ihre Lösungen miteinander vermischt und je stärker das Gemisch gerührt wird. Diese Verhältnisse treffen nicht durchweg für amorphe Fällungen zu wie die bei dem vorliegenden Verfahren. Vor alIem aber hat es sich gezeigt, daß die Art der Fällung, wie sie vorstehend gekennzeichnet worden ist, von großem Einfluß auf die Güte des erhaltenen Silicates ist, wenn man dieses als Zusatz für Kautschukmassen benutzen will. It is known per se that crystalline precipitates are all the more fine-grained are, the faster you mix the reactants or their solutions with one another and the more the mixture is stirred. These relationships do not always apply for amorphous precipitates like those in the present process. But above all it has been shown that the type of precipitation as characterized above has been, is of great influence on the quality of the silicate obtained, if one wants to use this as an additive for rubber compounds.

Das Wesen der Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen und einem erIäuterten Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben werden. The essence of the invention will now be based on the drawings and a illustrated embodiment will be described in more detail.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines FIießschemas für das Vermischen zweier Lösungen durch Einspritzung unter Druck; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, in der nach dem neuen Verfahren Calciumsilicat mit der gewünschten Teilchengröße hergestellt wird; Fig. 3 bis 6 erläutern Fließschemata nach der Erfindung mit verschiedenen Abänderungen, wobei die mit »Einspritzmischer« bezeichnete Einheit die in Fig. 2 erläuterte Vorrichtung darstellt. Figure 1 is a schematic view of a flow diagram for blending two solutions by injection under pressure; Fig. 2 is a plan view of a Device in which, according to the new process, calcium silicate with the desired Particle size is produced; Figures 3 through 6 illustrate flow diagrams in accordance with the invention with various modifications, with the unit labeled "injection mixer" represents the device illustrated in FIG.

Die Erfindung beruht auf einer Erscheinung, die bei der Vermischung von aus den Reaktionslösungen bestehenden Strömen auftritt, während die Ströme unter heftiger Bewegung in gIeichlaufender Richtung fließen, wobei ein Strom vollständig von dem anderen umgeben ist. Diese Bedingungen führen nämlich zur Bildung neuer Kristallkerne in dem Reaktionsgemisch statt zu einer Förderung des Wachstums der Kristalle, die zu Anfang bei der gegenseitigen Berührung der Oberflächen der Reaktionslösungen gebildet wurden. The invention is based on a phenomenon that occurs during mixing of the streams consisting of the reaction solutions occurs, while the streams under violent movement in the same direction, with a current flowing completely is surrounded by the other. Indeed, these conditions lead to the formation of new ones Crystal nuclei in the reaction mixture instead of promoting the growth of the Crystals that initially come into contact with the surfaces of the reaction solutions were formed.

Die Teilchengröße des gefällten Calciumsilicates ist so äußerst gering und gIeichzeitig im wesentlichen gleichförmig.The particle size of the precipitated calcium silicate is extremely small and at the same time substantially uniform.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wurde gefunden, daß hervorragendes Calciumsilicat wirksam hergestellt werden kann, indem man eine wässerige Calciumchloridlösung, die wenigstens 0,1. kg Natriumchlorid pro kg Calciumchlorid enthält, mit Satriumsilicat umsetzt. Calciumsilicat kann unter Verwendung einer solchen Calciumchloridlösung nach dem oben beschriebenen Verfahren durch Vermischen der Calciumchlorid- und Natriumsilicatströme besonders günstig hergestellt werden. Jedoch kann dieses Verfahren auch durch Mischen dieser Reaktionsteilnehmer in einem diskontinuierlichen Verfahren durchgeführt werden. According to a further embodiment of the invention it has been found that excellent calcium silicate can be efficiently produced by using a aqueous calcium chloride solution containing at least 0.1. kg sodium chloride per kg calcium chloride contains, with sodium silicate. Calcium silicate can using such a calcium chloride solution according to the method described above by mixing the calcium chloride and sodium silicate streams can be produced particularly inexpensively. However, this process can also be carried out by mixing these reactants in one discontinuous processes are carried out.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird die Alkalimetallsilicatlösung durch eine in der Mitte eines aus einem löslichen Calciumsalz bestehenden Lösungsstromes befindliche Öffnung in mit dem Strom gleichverlaufender Richtung eingeführt, so daß sie vollständig von dem letzteren umgeben ist. Die beiden Lösungen werden unmittelbar in eine Zentrifugalpumpe geleitet. In carrying out the process, the alkali metal silicate solution through a stream of solution in the middle of a solution stream consisting of a soluble calcium salt located opening introduced in the same direction as the current, so that it is completely surrounded by the latter. The two solutions are immediate fed into a centrifugal pump.

Es ist möglich, jedoch nicht notwendig, zusätzliche Bewegung zu erzeugen, indem man die Alkalimetallsilicatlösung unter Druck in die Calciumsalzlösung einspritzt. Um eine befriedigende Durchführung dieser Ausführungsform zu erzielen, muß die eingespritzte Lösung eine lineare Geschwindigkeit haben, die wenigstens zwei- und vorzugsweise drei- bis fünfmal so groß ist wie die Geschwindigkeit der strömenden Lösung. Der Geschwindigkeitsunterschied der beiden Ströme erzeugt das in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellte Fließschema, wobei der Klarheit halber lediglich die Verhaltensweise der eingespritzten Flüssigkeit abgebildet wurde. In Zone A findet im wesentlichen keine Mischung des eingespritzten Alkalimetallsilicates und der dieses umgebenden Calciumsalzlösung statt, obgleich der Geschwindigkeitsunterschied die Bildung kleiner Wirbelströme an den Flüssigkeitsgrenzflächen bewirkt. Diese Wirbelströme nehmen an Größe zu, bis sie in der Zone B ein Maximum erreichen und unter ausgesprochener Wirbelbildung die Vermischung der beiden Lösungen bewirken. Diese Wirbelbildung geht schnell vorüber, und in Zone C ist der geradlinige Fluß wiederhergestellt. Da die natürlich erzeugte Wirbelbildung der Zone B nachlassen könnte, bevor die Reaktion zwischen den beiden Lösungen abgeschlossen ist, was den Charakter des ausgefällten Calciumsilicates dabei nachteilig verändern würde, ist an der Stelle der maximalen Wirbelbildung (Zone B) oder wenigstens an einer Stelle. bevor die natürlich erzeugte Wirbelbildung aufhört, eine Zentrifugalpumpe vorgesehen. It is possible, but not necessary, to generate additional movement by injecting the alkali metal silicate solution into the calcium salt solution under pressure. In order to achieve a satisfactory implementation of this embodiment, the injected Solution have a linear velocity that is at least two and preferably is three to five times the speed of the flowing solution. Of the The difference in velocity of the two streams produces that in Figure 1 of the drawings shown flow chart, for the sake of clarity only the behavior the injected liquid was mapped. In zone A essentially takes place no mixture of the injected alkali metal silicate and that surrounding it Calcium salt solution took place, although the speed difference made the formation smaller Eddy currents caused at the liquid interfaces. These eddy currents take in size until they reach a maximum in zone B and under more pronounced Vortex formation cause the two solutions to mix. This vortex formation passes quickly, and in Zone C the straight flow is restored. Since the naturally generated vortex formation in zone B could subside before the Reaction between the two solutions is complete, giving the character of the precipitated Calcium silicates would thereby change disadvantageously is at the point of the maximum Vortex formation (zone B) or at least at one point. before the naturally generated Vortex formation ceases, a centrifugal pump is provided.

Eine zweckmäßige Anordnung der für die erfindungsgemäße Herstellung des feinverteilten Calciumsilicates geeigneten Vorrichtung wird in Fig. 2 erläutert. Eine wässerige Lösung eines Calciumsalzes wird mittels einer Zentrifugalpumpe 2 durch Rohr 1 angesaugt. Ein Behälter oder Tank 3 von ausreichender Größe ist in dem Kreislauf als Reservoir für die zirkulierende Lösung vorgesehen .und kann durch die Leitung 4 leicht zusätzliche Lösung in das System aufnehmen. Eine wässerige Lösung eines Alkalimetallsilicates wird durch Rohr 5 in die zirkulierende Calciumsalzlösung eingeleitet. Rohr 5 ist in dem Rohr 1 mittels eines Verschlußstückes 8 und einer Stopfbüchse 9, die den Verschluß des T-förmigen Abschnittes 10 des Rohres bilden, einstellbar angebracht. An expedient arrangement for the production according to the invention The apparatus suitable for finely divided calcium silicate is illustrated in FIG. An aqueous solution of a calcium salt is pumped out by means of a centrifugal pump 2 sucked through pipe 1. A container or tank 3 of sufficient size is in provided in the circuit as a reservoir for the circulating solution. and can through the line 4 easily add additional solution to the system. A watery one Solution of an alkali metal silicate is passed through pipe 5 into the circulating calcium salt solution initiated. Tube 5 is in the tube 1 by means of a closure piece 8 and a Stuffing box 9, which form the closure of the T-shaped section 10 of the pipe, adjustable attached.

Die Stellung des Auslaßendes des Rohres 5 in bezug auf die Flügelräder der Pumpe 2 hängt von dem in dem benachbarten Rohr herrschenden Fluß ab. The position of the outlet end of the tube 5 with respect to the impellers of the pump 2 depends on the flow prevailing in the adjacent pipe.

VVenn die Geschwindigkeiten der beiden Lösungen im wesentlichen gleich sind und somit eine Wirbelbildung verhindert wird, geschieht die Einführung des Alkalimetallsilicates an einer kurz vor dem Flügelrad der Pumpe gelegenen Stelle. Ist aber die Geschwindigkeit des eingeführten Alkalimetallsilicatstromes wesentlich größer als die der zirkulierenden Calciumsalzlösung, wird die Einlaß stelle so gelegt, daß die in dem Rohr auftretende maximale natürliche Wirbelbildung bei oder unmittelbar vor dem Flügelrad der Pumpe stattfindet.VVenn the speeds of the two solutions are essentially the same and thus the formation of a vortex is prevented, the introduction of the Alkali metal silicate at a point just in front of the pump impeller. But is the speed of the imported alkali metal silicate stream greater than that of the circulating calcium salt solution, the inlet point is placed so that the maximum natural vortex formation occurring in the pipe at or immediately takes place in front of the impeller of the pump.

Die Vermischung der Reaktionslösungen auf die beschriebene Art bewirkt die Bildung von Calciumsilicat, das aus der Lösung in Gestalt von Füllstoffen ausfällt, die eine durchschnittliche äußerste Teilchengröße von 0,02 bis 0,03 Mikron besitzen. Das Reaktionsgemisch kann unmittelbar in die (hier nicht gezeigte) Vorrichtung zur Abtrennung des Calciumsilicates gepumpt werden, obgleich es zweckmäßiger ist, das die Ausfällung enthaltende Reaktionsgemisch durch das System zu rezirkulieren, bis das gewünschte Ausmaß der Reaktion erreicht ist. Hierauf wird das Reaktionsgemisch durch Rohr 7 zu einem (hier nicht gezeigten), zur Abtrennung des ausgefällten Calciumsilicates geeigneten Filter geleitet. Gewünschtenfalls kann die Vorrichtung auch für kontinuierliches statt für diskontinuierliches Verfahren verwendet werden, indem man zusätzliche Mengen der Calciumlösung durch Rohr 4 in das System bringt, während durch Rohr 7 ein kontinuierlicher Abzug des Reaktionsgemisches stattfindet. The mixing of the reaction solutions is effected in the manner described the formation of calcium silicate, which precipitates out of the solution in the form of fillers, which have an average outermost particle size of 0.02 to 0.03 microns. The reaction mixture can be fed directly into the device (not shown here) Separation of the calcium silicate are pumped, although it is more convenient that the recirculate the reaction mixture containing the precipitate through the system until the desired extent of the reaction is achieved. Thereupon the reaction mixture through pipe 7 to one (not shown here) for separating the precipitated calcium silicate suitable filter. If desired, the device can also be used for continuous instead of being used for batch processes by adding additional Brings amounts of calcium solution into the system through tube 4, while through tube 7 a continuous withdrawal of the reaction mixture takes place.

Andere Ausführungsformen des Verfahrens sind in den weiteren Zeichnungen gezeigt, wobei jedoch darauf hinzuweisen ist, daß in jedem Fall der »Einspritzmischer« die Bildung des feinteiligen Calciumsilicates bewirkt und daß die Abänderungen des Verfahrens in der Hauptsache in der nachfolgenden Behandlung des Reaktionsgemisches bestehen. Other embodiments of the method are shown in the further drawings shown, although it should be noted that in each case the "injection mixer" causes the formation of the finely divided calcium silicate and that the changes in the Procedure mainly in the subsequent treatment of the reaction mixture exist.

In Fig. 3 wird z. B. ein Fließschema eines kontinuierlichen Verfahrens gezeigt, bei dem das Reaktionsgemisch durch ein Filter geleitet wird, um das ausgefällte Calciumsilicat abzutrennen, während das Filtrat zur weiteren Verwendung in das System zurückgeleitet wird. Ein Teil des Filtrats kann zur gleichen Zeit entfernt werden, um die Einführung frischer Mengen von beiden Reaktionsteilnehmern in das System zu ermöglichen und die Anhäufung übermäßiger Mengen löslicher Alkalimetallsalze, z. B. In Fig. 3, for. B. a flow sheet of a continuous process shown, in which the reaction mixture is passed through a filter to remove the precipitated Separate calcium silicate while leaving the filtrate for further use in the system is returned. Part of the filtrate can be removed at the same time to introduce fresh quantities of both reactants into the system to allow and the accumulation of excessive amounts of soluble alkali metal salts, z. B.

Natriumchlorid, in dem Reaktionsgemisch zu verhindern.Sodium chloride, to prevent in the reaction mixture.

Fig. 4 ist ein Fließschema eines diskontinuierlichen Verfahrens, bei dem die Reaktion unter kontinuierlichem Umlauf des Reaktionsgemisches auf den gewünschten Grad gebracht wird, worauf das gesamte Reaktionsgemisch zu dem Filter zur Gewinnung des ausgefällten Calciumsilicates geleitet wird. Fig. 4 is a flow sheet of a batch process, in which the reaction with continuous circulation of the reaction mixture to the is brought to the desired level, whereupon all of the reaction mixture is transferred to the filter is passed to recover the precipitated calcium silicate.

Fig. 5 ist ein Fließschema eines diskontinuierlichen Verfahrens, bei dem das Calciumsilikat kontinuierlich entfernt wird und das Filtrat rezirkuliert wird. Fig. 5 is a flow sheet of a batch process, in which the calcium silicate is continuously removed and the filtrate is recirculated will.

Fig. 6 ist ein Fließschema eines kontinuierlichen Verfahrens, bei dem ein Teil des das gebildete Calciumsilicat enthaltenden Reaktionsgemisches umläuft, während ein anderer Teil des Reaktionsgemisches kontinuierlich abgeführt und filtriert wird. Figure 6 is a flow sheet of a continuous process at which circulates part of the reaction mixture containing the calcium silicate formed, while another part of the reaction mixture is continuously discharged and filtered will.

Der zugeführte Alkalimetallsilicatstrom muß notwendigerweise eine kleinere Querschnittsfläche haben als der aus zirkulierender Calciumsalzlösung bestehende Strom, damit-er vollständig von dem letzteren umgeben ist. Wenn die Lösungen mit gleichen Geschwindigkei-ten -durch konzentrische Leitungen oder Rohre zugeführt werden, hat das innere Rohr einen Durchmesser von einem Achtel bis einem Viertel des Durchmessers des äußeren Rohres. Wenn das Alkalimetallsilicat unter Druck eingespritzt wird, hat die Einlaßöffnung eine Querschnittsfläche, die wenigstens unter 0,01 und vorzugsweise unter 0,005 der Querschnittsfläche des Rohres liegt, durch das man die Calciumsalzlösung zirkulieren läßt. The supplied alkali metal silicate stream must necessarily be one have a smaller cross-sectional area than that consisting of circulating calcium salt solution Current so that it is completely surrounded by the latter. When the solutions come with same speeds - supplied by concentric lines or pipes the inner tube is an eighth to a quarter in diameter the diameter of the outer tube. When the alkali metal silicate is injected under pressure is, the inlet opening has a cross-sectional area that is at least under 0.01 and preferably less than 0.005 of the cross-sectional area of the tube that one lets the calcium salt solution circulate.

Das lösliche Calciumsalz ist im allgemeinen Calciumchlorid, das als Nebenprodukt beim Ammoniak-Soda-Verfahren anfällt. Dieses flüssige Nebenprodukt enthält 50 bis 150 g Calciumchlorid im Liter und mehr als 0,1 kg Natriumchlorid pro kg Calciumchlorid. The soluble calcium salt is generally calcium chloride, which is known as By-product of the ammonia-soda process occurs. This liquid by-product contains 50 to 150 g calcium chloride per liter and more than 0.1 kg sodium chloride per kg of calcium chloride.

Der zweite Reaktionsteilnehmer besteht aus einer Lösung, die 5 bis 15 Gewichtsprozent Natriumsilicat enthält und ein Verhältnis Na2O:SiO2 hat, das von 1 :2 bis 1 :4 schwankt.The second reactant consists of a solution that contains 5 to Contains 15 percent by weight sodium silicate and has a Na2O: SiO2 ratio that varies from 1: 2 to 1: 4.

Es ist vorteilhaft, die Reaktion in einer neutralen oder leicht sauren Lösung durchzuführen, und die Reaktionsteilnehmer sollen dementsprechend so zusammengesetzt sein, daß ständig ein Calciumchloridüberschuß zugegen ist. In diskontinuierlichen Verfahren wird die Reaktion unterbrochen, bevor der Vorrat von Calciumchlorid erschöpft ist. It is advantageous to have the reaction in a neutral or slightly acidic Perform solution, and the reactants should be composed accordingly be that there is always an excess of calcium chloride. In discontinuous In the process, the reaction is interrupted before the supply of calcium chloride is exhausted is.

Der nach den hier beschriebenen Verfahren hergestellte Calciumsilicatfüllstoff ist außerordentlich fein- teilig und hat eine durchschnittliche äußerste Teilchengröße von 0,02 bis 0,03 Mikron, wobei die Teilchengrößen zwischen einem Minimum von 0,015 und einem Maximum von etwa 0,035 Mikron liegen. Die Teilchengröße wurde durch Untersuchung und Messung von Teilchendispersionen mittels eines Elektronenmikroskops bestimmt. The calcium silicate filler made by the methods described herein is extremely fine divided and has an average outermost particle size from 0.02 to 0.03 microns with particle sizes between a minimum of 0.015 and a maximum of about 0.035 microns. The particle size was determined by examination and measurement of particle dispersions by means of an electron microscope.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Füllstoffe zeigen bemerkenswerte verstärkende Eigenschaften, wenn sie mit natürlichen oder synthetischen Gummisorten vermischt werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Calciumsilicatproben und Calciumsilicatproben, die durch übliches Mischen der gleichen Reaktionsteilnehmer in einem in Bewegung befindlichen Behälter hergestellt wurden, wurden mit einem aus Butadien-Styrol bestehenden synthetischen Kautschuk vermischt und die physikalischen Eigenschaften der Vulkanisate nach den von der ASTM (American Society for Testing Materials) anerkannten Verfahren gemessen. Die Resultate werden in der folgenden Tabelle angegeben: Calciumsilicat, | Calciumsilicat, hergestellt nach dem neuen Verfahren hergestellt nach dem bisherigen Verfahren Vulkanisationszeit in Minuten ... ... 15 30 45 15 30 45 Zugfestigkeit (kg/cm2) ............... 80 103 118 8 17 23 Dehnung (O/o) . 460 465 - 470 640 560 495 Härte nach Shore .................. 80 84 85 51 53 55 Zerreißfestigkeit (kg/cm2) ............ 39 43 43 9 12 14 Es ergibt sich hieraus, daß mäßige Zunahme der Härte und äußerst große Zunahme der Zug- und Zerreißfestigkeit durch die Herabsetzung der Teilchengröße des beigemischten Calciumsilicatpigments erreicht wurde.Fillers made by the process of the present invention exhibit remarkable reinforcing properties when blended with natural or synthetic rubbers. Calcium silicate samples prepared by the process of the present invention and calcium silicate samples prepared by conventional mixing of the same reactants in a moving container were mixed with a synthetic rubber made of butadiene-styrene and the physical properties of the vulcanizates were measured according to the ASTM (American Society for Testing Materials) recognized procedures. The results are given in the following table: Calcium silicate, | Calcium silicate, manufactured according to the new process manufactured according to the previous process Vulcanization time in minutes ... ... 15 30 45 15 30 45 Tensile strength (kg / cm2) ............... 80 103 118 8 17 23 Elongation (O / o). 460 465 - 470 640 560 495 Shore hardness .................. 80 84 85 51 53 55 Tensile strength (kg / cm2) ............ 39 43 43 9 12 14 As a result, a moderate increase in hardness and an extremely large increase in tensile and tear strength were achieved by reducing the particle size of the calcium silicate pigment added.

Weitere Einzelheiten der Herstellung der neuen Pigmente werden in den folgenden ausführlichen Beispielen angegeben. Further details of the manufacture of the new pigments are given in given in the following detailed examples.

Beispiel 1 Unter Verwendung einer im wesentlichen wie in Fig. 2 erläuterten Vorrichtung wurde eine 11prozentige Natriumsilicatlösung mit einem Verhältnis Na2O: SiO2 von 1: 3,3 durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1 cm bei einem Druck von 1,8 kg/cm2 und einer Geschwindigkeit von etwa 38 1 pro Minute in eine Lösung eingeführt, die 93 g Calciumchlorid im Liter enthielt und mit einer Geschwindigkeit von 2650 1 pro Minute durch ein Rohr mit einem inneren Durchmesser von 15 cm floß. Zu Beginn des Verfahrens enthielt der Vorratsbehälter 85 m3 Calciumchloridlösung. Nach 5 Stunden und 15 Minuten war die Reaktion abgeschlossen, und die Zirkulation des Natriumsilicatstromes wurde eingestellt. Das ausgefällte Calciumsilicat wurde in einem Dorreindicker im Gegenstrom gewaschen und filtriert. Das Produkt wurde in einem Rotationstrockner getrocknet. Example 1 Using an essentially as illustrated in FIG Apparatus was an 11 percent sodium silicate solution with a ratio of Na2O: SiO2 of 1: 3.3 through a nozzle with a diameter of 1 cm at a pressure of 1.8 kg / cm2 introduced into a solution at a rate of about 38 liters per minute, which contained 93 g calcium chloride per liter and at a rate of 2650 1 per minute flowed through a tube with an internal diameter of 15 cm. At the start During the process, the storage tank contained 85 m3 of calcium chloride solution. After 5 hours and for 15 minutes the reaction was complete and the sodium silicate stream was circulating has been discontinued. The precipitated calcium silicate was in a Dorre thickener in Washed countercurrently and filtered. The product was in a rotary dryer dried.

Beispiel 2 Unter Verwendung der Vorrichtung aus Beispiel 1, wobei jedoch ein Rohr mit einem Durchmesser von etwa 5 cm und eine Düse mit einem Durchmesser von 0,3 cm verwendet wurden, wurde eine Lösung, die 11 Gewichtsprozent Natriumsilicat enthielt, mit einer Geschwindigkeit von 3,41 pro Minute in eine Lösung eingespritzt, die 93 g Calciumchlorid im Liter enthielt und mit einer Geschwindigkeit von etwa 380 1 pro Minute zirkulierte. Etwa 190 1 Chloridlösung wurden zu Beginn in das System eingeführt. Nach 75 Betriebsminuten wurde der Natriumsilicatstrom eingestellt, als der zirkulierende Schlamm nur noch 5 g Calciumchlorid im Liter enthielt. Das Calciumsilicat wurde gewaschen, filtriert und in einem trogartigen Vakuumtrockner getrocknet. Das Endprodukt zeigte eine außergewöhnliche Gleichförmigkeit, und die Teilchengröße war von der gewünschten Größenordnung. Example 2 Using the apparatus of Example 1, wherein however, a tube about 5 cm in diameter and a nozzle with a diameter 0.3 cm was used a solution containing 11 weight percent sodium silicate contained, injected into a solution at a rate of 3.41 per minute, which contained 93 g calcium chloride per liter and at a rate of about 380 l circulated per minute. About 190 liters of chloride solution were beginning in the system introduced. After 75 minutes of operation, the sodium silicate flow was stopped when the circulating sludge only contained 5 g calcium chloride per liter. The calcium silicate was washed, filtered and dried in a trough-like vacuum dryer. That Final product showed exceptional uniformity and particle size was of the desired magnitude.

Beispiel 3 Eine 140 g Natriumsilicat im Liter enthaltende Lösung wurde durch ein Rohr von 2,5 cm Durchmesser, das zentral in einem Rohr mit einem Durchmesser von 15 cm angeordnet war, in eine Lösung geleitet, die 100 g Calciumchlorid im Liter enthielt und durch das äußere Rohr floß. Die Fließgeschwindigkeit des Natriumsilicates entsprach der Fließgeschwindigkeit der Calciumchloridlösung. Die koaxial verlaufenden Ströme der Reaktionslösungen gelangten in das Flügelrad der Zentrifugalpumpe, wo sie heftig bewegt und vermischt wurden. Das aus der Pumpe kommende Reaktionsgemisch kam auf ein kontinuierlich arbeitendes Filter. Das Filtrat wurde zur weiteren Verwendung nach dem in Fig. 3 erläuterten Fließschema rezirkuliert. Das Calciumsilicat wurde gewaschen und getrocknet und ergab einen ausgezeichneten Füllstoff. Example 3 A solution containing 140 g of sodium silicate per liter was through a tube 2.5 cm in diameter placed centrally in a tube with a Diameter of 15 cm was placed in a solution containing 100 g of calcium chloride contained in the liter and flowed through the outer tube. The flow rate of the sodium silicate corresponded to the flow rate of the calcium chloride solution. The coaxial Streams of the reaction solutions entered the impeller of the centrifugal pump, where they were violently agitated and mixed up. The reaction mixture coming out of the pump came up with a continuously working filter. The filtrate was left for further use according to the flow diagram explained in FIG. 3. The calcium silicate was washed and dried to give an excellent filler.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of a finely powdered calcium silicate, which is particularly suitable as a filler for rubber compounds, by adding them together a calcium chloride and an alkali silicate solution, characterized in that a stream of an aqueous, preferably sodium chloride-containing solution of 50 to 150 g of calcium chloride per liter and a stream of one water, 5 to 15 weight percent alkali metal silicate solution, preferably a solution of Na, O (Si O2) x, in which x = 2 to 4, with such unidirectional flow rates combined that the calcium chloride flows in in stoichiometric excess, and that the merged streams are swirled vigorously in a centrifugal pump subjects, the reaction mixture is withdrawn from the centrifugal pump and from the reaction mixture the finely powdered calcium silicate product wins.

References considered: U.S. Patent No. 2,295 291; French patent specification No. 956 680.

Older patents considered: German Patent No. 971 237.