DE1173659B

DE1173659B - Verfahren zur Herstellung gleichmaessig feinteiliger fester Hydrolyseprodukte aus fluessigen Silanderivaten

Info

Publication number: DE1173659B
Application number: DEF24293A
Authority: DE
Inventors: Dr Klaus Damm; Dr Karl Schnurrbusch; Walter Oetke; Dipl-Ing Rudolf Erdmenger; Bergisch Gladbach; Kurt Stade
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1957-10-31
Filing date: 1957-10-31
Publication date: 1964-07-09

Description

Verfahren zur Herstellung gleichmäßig feinteiliger fester Hydrolyseprodukte aus flüssigen Silanderivaten Bisher wird das Hydrolyseverfahren von Organosilanen so ausgeführt, daß beispielsweise flüssiges Methyltrichlorsilan unter Rühren in überschüssiges Wasser einläuft und durch Hydrolyse und Kondensation schließlich festes Methylpolysiloxan ergibt.
Ein solches Kondensationsprodukt entsteht bei intensivem Rühren in Form von Körnern, die mindestens 1 mm groß sind.
Wendet man dieses Verfahren auf Gemische von Methyltrichlorsilan und Siliciumtetrachlorid an, so wird die Umsetzung durch Abscheidung von Kieselsäuregelen gestört, und es bildet sich nicht das erwartete homogene Reaktionsprodukt von der mit der Chlorsilanmischung vorgegebenen Zusammensetzung Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung gleichmäßig feinteiliger fester Hydrolyseprodukte aus flüssigen Silanderivaten der allgemeinen Formel RR'SiX2 (R= Kohlenwasserstoffrest; X=hydrolytisch abspaltbare Gruppe; R'=R R oder X oder Wasserstoff), gegebenenfalls im Gemisch mit Verbindungen der Zusammensetzung SiX4, HSiX3 oder R3SiX, durch Umsetzung mit Wasser im Überschuß gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einem geräumigen Reaktionsgefäß die flüssigen Silanderivate einer Teilchengröße von 10 bis 30 Mikron in freiem Fall durch eine Nebelschicht aus Wassertröpfchen in Größen zwischen 20 und 200 Mikron leitet. Der große Wasserüberschuß bewirkt, daß sich die Temperatur genügend niedrig hält, vorteilhaft zwischen 60 und 700 C. Andernfalls besteht die Gefahr, daß mindestens stellenweise das Wasser verdampft und Teile unvollständig umgesetzter Produkte miteinander verbacken.
Mit Vorteil diesem Verfahren unterzogen werden können sowohl flüssige Silanderivate der allgemeinen Formel RSiX3 (X ist ein hydrolytisch leicht abspaltbare Substituent, vorzugsweise Chlor), als auch solche der Formel R2SiX2, sofern diese bei der Umsetzung mit Wasser feste Produkte ergeben.
Ein Hydrolyseverfahren, bei dem solche Silanderivate, die mit Wasser flüssige Polysiloxane ergeben, versprüht, dabei aber mit einer zus ammenhängenden Wasserschicht in Berührung gebracht werden, ist aus der deutschen Patentschrift 831 694 bekannt. Unterwirft man einem derartigen Verfahren solche Silane, die mit Wasser feste Hydrolyseprodukte ergeben, wie Methyltrichlorsilan, so verbacken bei der Umsetzung die Polysiloxane zu klebrigen Fladen, die den Prozeß zum Stillstand bringen.
Auch der Ersatz des erfindungsgemäß verwendeten Wassernebels durch Wasserdampf, etwa nach dem Vorbild des in der USA.-Patentschrift 2483 963 für flüssige Siloxane beschriebenen Verfahrens, führt nur zu handtellergroßen, klebrigen Fladen, die nach völligem Erkalten hart und spröde und für die weitere Verwendung völlig unbrauchbar sind.
Die Vorrichtung, mittels der das Verfahren ausgeführt werden kann, ist in der Zeichnung schema tisch dargestellt. In dem oberen Teil eines zylindrischen Gefäßes 1 wird das Silanderivat, z. B.
Methyltrichlorsilan, abwärts gesprüht, und zwar aus einer oder mehreren Zweistoffdüsen 2 unter geringem Druck mit in 3 getrockneter Luft oder einem Inertgas, vorzugsweise in Tröpfchen mit Durchmessern zwischen 10 und 30 Mikron, oder auch aus einer oder mehreren Einstoffdüsen mittels einer Pumpe.
Unterhalb dieser Düsen in einer Entfernung, die hinreichend klein ist, daß die Sprühkegel des Silans nicht schon oberhalb des Wassernebels auf die Wand des Reaktionsgefäßes treffen, aber auch genügend groß, daß kein Wasser an die Silandüsen gelangt -was zu Verstopfungen führen könnte -, sind mehrere Flachstrahldüsen 4 so angebracht, daß ihre Sprühkegel einander durchdringen und ständig ein gleichmäßig mit Wassernebel erfüllter Reaktionsraum gebildet wird.
Die Wassertröpfchen sollen einen Durchmesser zwischen 20 und 200 Mikron haben. Soweit sie nicht mit dem hydrolysierbaren Silanderivat zur Reaktion kommen, schweben sie nur kurze Zeit im Raum und regnen dann in den Sumpf 5 des Reaktionsgefäßes ab.
Die von oben kommenden Silantröpfchen fallen durch diese wäßrige Nebelschicht hindurch und unterliegen dabei der Hydrolyse und gegebenenfalls Kondensation unter solchen Bedingungen, daß keine wesentliche Zusammenballung der primär entstandenen Teilchen eintritt.
Der bei der Hydrolyse frei werdende Chlorwasserstoff bläht diese Primärteilchen auf und erzeugt eine kraterreiche Oberfläche.
Für die gleichzeitig eingesprühten Silan- und Wassermengen wurde das Gewichtsverhältnis 1:10 vorteilhaft gefunden. Es kann jedoch für den im Vorangegangenen erläuterten Zweck der Temperaturhaltung zwischen den Wasserdüsen weitgehend variiert werden.
Die bei 6 abgehenden Gase enthalten Chlorwasserstoff und sind frei von Siliciumverbindungen.
Das im Sumpf 5 gesammelte Hydrolyseprodukt erinnert in seinem feinteiligen, lockeren Aussehen und Verhalten an feuchten Schnee; es kann durch Aufschlämmen in Wasser aus dem Reaktionsgefäß 1 durch den Heber 7 herausgespült werden. Es wird mit bekannten Mitteln durch Absaugen, Abpressen oder Abschleudern und Nachwaschen mit reinem Wasser leicht bis zur Neutralität von dem in dem Wasser gelösten Chlorwasserstoff freigewaschen.
Die in solcher Weise z. B. durch Hydrolyse des Methyltrichlorsilans erhaltenen Polysiloxane bieten durch ihre erfindungsgemäß erzielte Feinteiligkeit einen großen. Vorteil bei der gebräuchlichen Herstellung von Alkalisilikonaten durch Auflösen der Polysiloxane in wäßriger Alkalilauge, was bisher mehrstündiges Rühren in der Hitze erforderte, während die erfindungsgemäß hergestellten Produkte fast augenblicklich vollständig in Lösung gehen.
Werden die erfindungsgemäß hergestellten Produkte bei 100 bis 1500 C getrocknet, so sind sie auf Grund ihrer großen spezifischen Oberfläche sehr gut als Füllstoffe für Fette, Kunststoffe, Kautschuk und insbesondere für Organopolysiloxankautschuk geeignet.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch monomere feste Hydrolyseprodukte in feinteiligem Zustand herstellen, wie z. B. aus Diphenyldichlorsilan das Diphenylsilandiol, das sich vorzüglich mit Kieselsäurefüllstoffen zum gemeinsamen Einmischen in Organopolysiloxankautschuk nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 1 003 441 eignet.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung gleichmäßig feinteiliger fester Hydrolyseprodukte aus flüssigen Silanderivaten der allgemeinen Formel RR'SiX2 (R = Kohlenwasserstoffrest; X -- hydrolytisch abspaltbare Gruppe; R'= R oder X oder Wasserstoff), gegebenenfalls im - Gemisch mit Verbindungen der Zusammensetzung SiX4, HSiX3 oder R3SiX, durch Umsetzung mit Wasser im Überschuß, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem geräumigen Reaktionsgefäß die flüssigen Silanderivate einer Teilchengröße von 10 bis 30 Mikron in freiem Fall durch eine Nebelschicht aus Wassertröpfchen in Größen zwischen 20 und 200 Mikron leitet In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 968 738, 831 694, 859 163; USA.-Patentschrift Nr. 2483 963.