DE1185595B

DE1185595B - Process for the preparation of water-dispersible fibrous aluminum oxide monohydrate

Info

Publication number: DE1185595B
Application number: DE1963P0031043
Authority: DE
Inventors: Robert Lowry Brown; John Bugosh
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1962-10-08
Filing date: 1963-01-31
Publication date: 1965-01-21
Also published as: AT245537B; LU44152A1

Description

Verfahren zur Herstellung von in Wasser dispergierbarem faserförmigem Aluminiumoxydmonohydrat Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in Wasser dispergierbarem faserförmigem Aluminiumoxyd-monohydratpulver.Process for the preparation of water dispersible fibrous Aluminum oxide monohydrate The invention relates to a process for the preparation of Fibrous aluminum oxide monohydrate powder dispersible in water.

Es ist bekannt, in Wasser dispergierbares faserförmiges Aluminiumoxyd-monohydrat herzustellen. Hierbei werden allerdings die Böhmitkristalle durch Hydrolyse von Aluminiumsalzen mit starken Säuren oder auch durch Erhitzen von Aluminiumhydroxydgel zusammen mit geringen Mengen Essigsäure oder anderen schwachen Säuren im Autoklav gebildet.It is known that fibrous aluminum oxide monohydrate which is dispersible in water to manufacture. Here, however, the boehmite crystals by hydrolysis of Aluminum salts with strong acids or by heating aluminum hydroxide gel together with small amounts of acetic acid or other weak acids in the autoclave educated.

Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber ein Verfahren zur Herstellung von in Wasser dispergierbarem faserförmigem Aluminiumoxyd-monohydrat durch Erhitzen einer wäßrigen Dispersion eines basischen Aluminiumsalzes unter autogenem Druck auf Temperaturen von 140 bis 220° C, das sich dadurch auszeichnet, daß man 6 bis 55 Gewichtsprozent basisches Aluminiumacetat der Formel in der x eine Zahl von 1,8 bis 2,2 bedeutet, mit einem wasserlöslichen Salz aus einer einwertigen Base und Schwefelsäure, Oxalsäure, Citronensäure, Fumarsäure oder Phosphorsäure bei einer Konzentration von 0,005 bis ?-'g Mol je 100 Mol basischem v Aluminiumacetat, worin v die Wertigkeit des Anions bedeutet, und mit Wasser mischt, das Gemisch 10 Sekunden bis 4 Stunden auf 140 bis 220' C erhitzt, das gebildete Sol kühlt oder 1 bis 10 Tage altern läßt und das Sol trocknet.In contrast, the invention relates to a process for the preparation of water-dispersible fibrous aluminum oxide monohydrate by heating an aqueous dispersion of a basic aluminum salt under autogenous pressure to temperatures of 140 to 220 ° C, which is characterized in that 6 to 55 percent by weight of basic aluminum acetate the formula in which x is a number from 1.8 to 2.2, with a water-soluble salt of a monovalent base and sulfuric acid, oxalic acid, citric acid, fumaric acid or phosphoric acid at a concentration of 0.005 to? - 'g mol per 100 mol of basic aluminum acetate , where v is the valency of the anion, and mixes with water, the mixture is heated to 140 to 220 ° C. for 10 seconds to 4 hours, the sol formed is cooled or allowed to age for 1 to 10 days and the sol is dried.

Vorzugsweise setzt man das basische Aluminiumoxyd in einer Menge zwischen 12 und 48 Gewichtsprozent ein.The basic aluminum oxide is preferably interposed in an amount 12 and 48 percent by weight.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Produkt ist von großem Wert, da kolloidale Aluminiumoxyde den - verschiedensten technischen Verwendungszwecken zugänglich sind. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß es zu einem trocknen, wieder= dispergierbaren Aluminiumoxydpulver führt.The product obtained by the process of the invention is from great value because colloidal aluminum oxides have a wide variety of technical uses are accessible. A particular advantage of the method according to the invention is that that it leads to a dry, redispersible aluminum oxide powder.

Das Verfahren ermöglicht es, trockene Aluminiumoxyde, die sich beträchtlich leichter in Wasser dispergieren lassen als die bisher bekannten, nach Methoden herzustellen, die viel weniger verwickelt und kostspieliger sind als die bisher verwendeten. Die Rohstoffe stehen reichlich und preiswert zur Verfügung, und die Verfahrensstufen sind direkt und leicht steuerbar, so daß man mit einer verhältnismäßig einfachen Anlage arbeiten kann. Außerdem werden wesentliche Gehalte an starken Säuren, wie Nitrat und Chlorid, die bei den bisher bekannten Produkten verwendet werden und für manche Verwendungszwecke nachteilige Wirkungen haben, vollständig vermieden.The process enables dry aluminum oxides, which can be considerably increased Can be dispersed more easily in water than the previously known, produced by methods which are much less involved and more costly than those previously used. the Raw materials are available in abundance and inexpensively, and so are the process stages are direct and easily controllable, so that you can use a relatively simple Plant can work. In addition, there are significant levels of strong acids, such as Nitrate and chloride, which are used in the previously known products and have adverse effects for some uses, completely avoided.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete basische Aluminiumacetat soll ein Molverhältnis von Acetat zu Aluminium zwischen etwa 1,8:1 und 2,2:1, vorzugsweise von 1,9:1 und 2,1: 1 aufweisen, wobei ein Molverhältnis von etwa 2,0: 1 besonders bevorzugt wird.The basic aluminum acetate used in the process of the invention a molar ratio of acetate to aluminum should be between about 1.8: 1 and 2.2: 1, preferably of 1.9: 1 and 2.1: 1, with a molar ratio of about 2.0: 1 particularly is preferred.

Das bei dem Verfahren eingesetzte Aluminiumacetat soll so rein wie möglich sein. Besonders wünschenswert ist es, daß der Gehalt an anderen Metallen als Aluminium unter etwa 5 Gewichtsprozent und vorzugsweise unter etwa 1 Gewichtsprozent liegt. Der Gehalt an anderen Anionen als Acetat-oder Hydroxylionen soll ebenfalls so niedrig wie möglich sein. Obwohl gewisse Stoffe, wie organische Säurereste, die sich von schwächeren Säuren als Essigsäure ableiten, in Mengen bis etwa 5 Gewichtsprozent zulässig sind, sollen starke Säurereste (d. h. Reste von stärkeren Säuren als Essigsäure) vorzugsweise ausgeschlossen werden. Insbeondere muß die Menge an mehrwertigen starken Säureresten, wie Sulfaten, Phosphaten und anderen Säureresten, die nachstehend als die Dispergierbarkeit erhöhende Mittel angegeben sind, unter etwa 1 Gewichtsprozent gehalten werden.The aluminum acetate used in the process should be as pure as to be possible. It is particularly desirable that the content of other metals as aluminum below about 5 percent by weight and preferably below about 1 percent by weight lies. The content of anions other than acetate or hydroxyl ions should also be used be as low as possible. Although certain substances, such as organic acid residues, the derived from acids weaker than acetic acid, in amounts up to about 5 percent by weight are allowed, strong acid residues (i.e. residues of acids stronger than acetic acid) preferably excluded. In particular, the amount of polyvalent must be strong Acid residues such as sulfates, phosphates and other acid residues, hereinafter referred to as increasing dispersibility Means are given below about 1 weight percent are kept.

Der Grad, zu welchem das als Ausgangsstoff dienende basische Aluminiumacetat mit inerten Stoffen, wie Siliciumdioxyd oder Aluminiumoxyd, verunreinigt ist, ist weniger wichtig als der Verunreinigunggrad mit ionisierbaren Salzen; derartige Verunreinigungen bleiben aber in den meisten Fällen als inerte, nicht dispergierbare Stoffe in dem Fertigprodukt und müssen daher unter etwa 10 Gewichtsprozent gehalten werden, um ein Produkt zu gewinnen, welches zu mindestens 90 % in Wasser dispergierbar ist. Obwohl Stoffe, wie Siliciumdioxyd, in basischen Aluminiumacetaten im allgemeinen nicht vorkommen, findet sich freies Aluminiumoxyd infolge hydrolytischer Zersetzung des Acetats oder, noch häufiger, infolge unvollständiger Umwandlung des Aluminiumoxyds bei der Herstellung des Acetats oft darin vor.The degree to which the starting basic aluminum acetate is contaminated with inert substances such as silicon dioxide or aluminum oxide less important than the degree of contamination with ionizable salts; such impurities but remain in most cases as inert, non-dispersible substances in the Finished product and must therefore be kept below about 10 weight percent to obtain a product which is at least 90% dispersible in water. Although substances such as silicon dioxide are found in basic aluminum acetates in general do not occur, free aluminum oxide is found as a result of hydrolytic decomposition of the acetate, or, more frequently, of the incomplete conversion of the aluminum oxide in the manufacture of the acetate often in it.

Vorzugsweise wird das als Ausgangsstoff dienende basische Aluminiumacetat nicht in wäßriger Lösung, sondern in trockenem Zustand eingesetzt. Durch einen Gehalt an Wasser wird das Aluminiumacetat infolge von Hydrolyse unbeständig; Wasser ist daher normalerweise auszuschließen.The basic aluminum acetate used as the starting material is preferably used not used in an aqueous solution, but in a dry state. With a salary the aluminum acetate becomes unstable in water as a result of hydrolysis; Water is therefore normally excluded.

Es wurde gefunden, daß die Korngröße des basischen Aluminiumacetats nicht kritisch ist; große Klumpen sollen jedoch nach Möglichkeit vermieden werden. Vorzugsweise verwendet man ein pulverförmiges Acetat mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 20R, bestimmt nach der Luftdurchlässigkeitsmethode unter Verwendung einer Siebklassiervorrichtung gemäß Gooden und S m i th, Industrial and Engineering Chemistry, Analytical Edition, 12 (1940), S. 479.It was found that the grain size of the basic aluminum acetate is not critical; however, large lumps should be avoided whenever possible. A powdery acetate with an average particle diameter is preferably used in the range of 1 to 20R as determined by the air permeability method using a sieve classifier according to Gooden and S m i th, Industrial and Engineering Chemistry, Analytical Edition, 12 (1940), p. 479.

Gewöhnlich sind die Acetatteilchen etwas zu größeren Teilchenklumpen zusammengeballt. Der Grad, zu welchem diese lose Zusammenballung stattgefunden hat, läßt sich leicht mit Normalsieben bestimmen. Zur Erzielung der besten Ergebnisse sollen die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Acetate möglichst wenig Zusammenballungen einer Größe von mehr als etwa 3 mm enthalten. Ein Acetat mit weniger als etwa 25% an Teilchen, die von einem Sieb mit 2 mm Maschenweite zurückgehalten werden, wird bevorzugt.Usually the acetate particles are somewhat larger in size clumps of particles clumped together. The degree to which this loose agglomeration has occurred can be easily determined with standard sieves. To get the best results the acetates to be used in the process according to the invention should as far as possible contain few agglomerations larger than about 3 mm in size. An acetate with less than about 25% particles retained by a 2 mm mesh screen is preferred.

Basisches Aluminiumacetat mit den obengenannten Eigenschaften kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Ein für das Verfahren besonders wertvolles basisches Aluminiumacetat mit diesen Eigenschaften wird nach der USA.-Patentschrift 2 992 262 hergestellt.Basic aluminum acetate with the above properties can be produced by known methods. A particularly valuable one for the process Basic aluminum acetate with these properties is according to the USA. patent 2,992,262 manufactured.

Als zweiter Ausgangsstoff, und zwar als Dispergierbarkeitshilfsmittel (oder Dispergierungsbeschleuniger) werden wasserlösliche Salze von einwertigen Basen und mehrwertigen Säuren verwendet. Unter »mehrwertig« ist zweiwertig oder dreiwertig zu verstehen. »Wasserlöslich« bedeutet, daß das Salz unter den Hydrolysebedingungen des Verfahrens vollständig in Lösung geht.As a second starting material, namely as a dispersibility aid (or dispersion accelerators) become water-soluble salts of monovalent bases and polybasic acids are used. The term "multivalued" means two-valued or three-valued to understand. "Water-soluble" means that the salt under the hydrolysis conditions of the process goes completely into solution.

Anorganische Kationen von Salzen der Metalle der Gruppe I des Periodischen Systems und organische Kationen von Stoffen, wie Aminen, sind sämtlich geeignet, sofern das mit dem zweiwertigen Anion gebildete Salz wasserlöslich ist. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Einfachheit werden jedoch die einwertigen Kationen der Alkalimetalle, des Ammoniaks und der niederen Alkylamine bevorzugt, und die Kationen von Lithium, Natrium, Kalium und Ammonium werden besonders bevorzugt, da sie die größte Auswahl an wasserlöslichen, leicht erhältlichen Salzen mit der bevorzugten Art von Anionen gestatten.Inorganic cations of salts of metals of Group I of the Periodic Systems and organic cations of substances, such as amines, are all suitable provided that the salt formed with the divalent anion is water-soluble. For reasons However, the monovalent cations of the Alkali metals, ammonia and lower alkylamines are preferred, and the cations of lithium, sodium, potassium and ammonium are particularly preferred as they are the largest selection of water-soluble, readily available salts with the preferred Allow type of anions.

Bei der Auswahl der Salze, die sich bei dem Verfahren als Dispergierungsbeschleuniger eignen, ist die Wahl des Anions durchaus kritisch. Es wurde gefunden, daß einwertige Säuren (z. B. IINO., HCL, HC104) im allgemeinen keine wirksamen Anionen liefern, wenn sie in Form von Alkali- oder Ammoniumsalzen zugesetzt werden. Um wirksam zu sein, muß das Salz imstande sein, unter Bildung eines mehrwertigen Anions, beispielsweise so wie Schwefelsäure (S04=), zu ionisieren.When choosing the salts to be used in the process as a dispersion accelerator suitable, the choice of the anion is quite critical. It has been found that monovalent Acids (e.g. IINO., HCL, HC104) generally do not provide effective anions, if they are added in the form of alkali or ammonium salts. To be effective too be, the salt must be able to form a polyvalent anion, for example like sulfuric acid (S04 =) to ionize.

Es wurde gefunden, daß sich die normalen und sauren Salze der Schwefelsäure, Oxalsäure, Citronensäure, Fumarsäure und Phosphorsäure für das Verfahren eignen. Von ihnen werden Ammoniumsulfat und Natriumsulfat bevorzugt.It has been found that the normal and acidic salts of sulfuric acid, Oxalic acid, citric acid, fumaric acid and phosphoric acid are suitable for the process. Of them, ammonium sulfate and sodium sulfate are preferred.

Das als Ausgangsstoff verwendete Wasser braucht nicht besonders rein zu sein.The water used as the starting material does not need to be particularly pure to be.

In Gegenden, in denen das Wasser große Mengen an Sulfat enthält, müssen diese Mengen natürlich bei der Berechnung der Menge des später bei dem Verfahren zuzusetzenden Sulfats in Rechnung gestellt werden.In areas where the water contains large amounts of sulphate, must these quantities, of course, when calculating the quantity later in the procedure sulphate to be added will be charged.

Es wurde gefunden, daß gewöhnliches Leitungswasser, destilliertes Wasser und mit Ionenaustauschharzen entmineralisiertes Wasser sämtlich zufriedenstellend sind. Man kann das Wasser als solches oder aber teilweise als Wasser und teilweise als Dampf zum Erhitzen des Gemisches zusetzen.Ordinary tap water has been found to be distilled Water and water demineralized with ion exchange resins are all satisfactory are. You can use the water as such or partly as water and partly add as steam to heat the mixture.

Die Ausgangsstoffe können in jeder beliebigen Reihenfolge miteinander vermischt werden.The starting materials can be used in any order be mixed.

Man kann die Hydrolyse auch bei höheren Temperaturen als den oben angegebenen durchführen, wodurch die Hydrolyse beschleunigt wird, so daß dann eine kürzere Arbeitszeit erforderlich ist. Wenn das Verfahren diskontinuierlich durchgeführt wird, arbeitet man vorzugsweise 15 bis 60 Minuten bei 160° C; gleich gute Ergebnisse werden jedoch auch bei 170° C in 7 bis 30 Minuten erzielt. Es wurde gefunden, daß die Reaktionsdauer bei der Behandlung im Autoklav für eine Temperaturerhöhung um je 10° C um den Faktor 2 verkürzt oder für eine Temperaturerniedrigung um je 10' C verdoppelt werden kann, wobei entsprechende Ergebnisse erhalten werden. Diese Verweilzeit wird durch die folgende Formel ausgedrückt: Hierin bedeutet T die Verweilzeit in Minuten. Wenn die Hydrolyse kontinuierlich durchgeführt wird, z. B. in einer Rohrleitung, so erfolgt sie vorzugsweise bei 180 bis 220° mit einer Verweilzeit von 12 Sekunden bis 4 Minuten.The hydrolysis can also be carried out at temperatures higher than those specified above, as a result of which the hydrolysis is accelerated, so that a shorter working time is then required. If the process is carried out batchwise, it is preferably carried out at 160 ° C. for 15 to 60 minutes; However, equally good results are achieved in 7 to 30 minutes even at 170 ° C. It has been found that the reaction time in the treatment in the autoclave can be shortened by a factor of 2 for a temperature increase by 10 ° C. each time or doubled for a temperature decrease by 10 ° C. each time, corresponding results being obtained. This residence time is expressed by the following formula: T here means the residence time in minutes. When the hydrolysis is carried out continuously, e.g. B. in a pipeline, it is preferably carried out at 180 to 220 ° with a residence time of 12 seconds to 4 minutes.

Während dieser Verweilzeit findet die Hydrolyse des basischen Aluminiumacetats zu Aluminiumoxydhydrat statt.During this residence time, the basic aluminum acetate is hydrolyzed to aluminum oxide hydrate instead.

Die Arbeitstemperatur wird zwar vorzugsweise so rasch wie möglich erhöht; die Aufheizzeit kann jedoch 45 % der Verweilzeit betragen, ohne daß die Dispergierbarkeit dadurch beeinträchtigt wird.The working temperature is preferably increased as quickly as possible elevated; however, the heating-up time can 45% of the residence time, without the dispersibility being impaired.

Wenn das Verfahren diskontinuierlich durchgeführt wird, soll die Aufheizzeit vorzugsweise etwa 6% der gesamten Verweilzeit betragen. Beim kontinuierlichen Verfahren beträgt die Aufheizzeit vorzugsweise 3% oder weniger der gesamten Verweilzeit.If the process is carried out discontinuously, the heating-up time should be preferably about 6% of the total residence time. In the continuous process the heating time is preferably 3% or less of the total residence time.

Nach der Hydrolyse wird das Gemisch unter etwa 100° C gekühlt. Das Kühlen kann auf bekannte Weise, z. B. mittels durch den Autoklavenmantel umlaufenden Wassers, erfolgen. Vorzugsweise wird die Kühlung in der geringstmöglichen Zeit durchgeführt.After hydrolysis, the mixture is cooled below about 100 ° C. That Cooling can be done in a known manner, e.g. B. by means of rotating through the autoclave jacket Water. The cooling is preferably carried out in the shortest possible time.

Dann wird das Reaktionsgemisch getrocknet. Wenn das Verfahren bei niedrigen Temperaturen und niedrigen Konzentrationen durchgeführt wird, läßt man das Hydrolyseprodukt vorzugsweise einen Tag stehen, worauf eine klare Schicht dekantiert wird. Das Sol wird dann 1 bis 10 Tage oder länger altern gelassen, bevor es getrocknet wird, um das Produkt hinsichtlich seiner Wiederdispergierbarkeit zu stabilisieren. Bei niedrigen Temperaturen und Konzentrationen hergestellte Produkte neigen dazu, ihre Dispergierfähigkeit in Wasser bei der Lagerung zu verlieren. Wenn das Verfahren bei hohen Temperaturen und Konzentrationen durchgeführt wird, ist das Dekantieren und Altern nicht nötig, und das hydrolysierte Produkt kann unmittelbar getrocknet werden.The reaction mixture is then dried. If the procedure is at low temperatures and low concentrations is carried out, one leaves the hydrolysis product preferably stand for a day, after which a clear layer decanted will. The sol is then allowed to age for 1 to 10 days or more before drying to stabilize the product with regard to its redispersibility. Products made at low temperatures and concentrations tend to lose their dispersibility in water on storage. When the procedure Carried out at high temperatures and concentrations is decanting and aging is not necessary, and the hydrolyzed product can be dried immediately will.

Im allgemeinen kann. das Produkt der Erhitzungs-oder Hydrolysestufe auf beliebige Weise getrocknet werden. Man kann sich also der Zerstäubungs-, Teller-, Walzen-, Gefriertrocknung oder anderer bekannter Trockenmethoden bedienen.In general, can. the product of the heating or hydrolysis stage dried in any way. So you can look at the atomization, plate, Use roller drying, freeze drying or other known drying methods.

Im allgemeinen soll die Temperatur des Produktfilmes auf dem Walzentrockner nicht über 140° C und vorzugsweise nicht über 125° C betragen. Die Trockenzeiten werden im allgemeinen nach der jeweils angewandten Trockenmethode bestimmt. Im allgemeinen kann die Trocknung in bekannter Art diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen.In general, the temperature of the product film on the drum dryer should be not above 140 ° C and preferably not above 125 ° C. The dry seasons are generally determined according to the dry method used in each case. In general the drying can be carried out batchwise or continuously in a known manner.

Vorzugsweise sollen kurze Trocknungszeiten angewandt werden. Bei Verwendung rotierender Walzentrockner wird das Aluminiumoxydsol dem Walzenmund mit solcher Geschwindigkeit zugeführt, daß keine wesentliche Ansammlung erfolgt.Short drying times should preferably be used. Using rotating drum dryer, the aluminum oxide sol is attached to the drum mouth with such Speed so that no substantial accumulation occurs.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren kontinuierlich durchgeführt, indem die Rohstoffe an einem Ende der Anlage zugeführt werden und das Endprodukt aus dem anderen Ende austritt. Die Anlage kann herkömmlicher Art sein. Eine aus einem Mischtank, einem Rohrleitungsreaktor mit geeigneten Steuerorganen zur Regelung von Temperatur und Druck, einem Kühlabschnitt, geeigneten Pumpen und einem Walzentrockner bestehende Anlage hat sich als zufriedenstellend erwiesen.In a preferred embodiment, the process is continuous carried out by feeding the raw materials at one end of the plant and the end product exits the other end. The system can be conventional be. One from a mixing tank, a pipeline reactor with suitable controls for regulating temperature and pressure, a cooling section, suitable pumps and a drum dryer system has proven to be satisfactory.

Wenn das basische Aluminiumacetat ohne Zusatz der Salze für sich allein unter diesen Verfahrensbedingungen hydratisiert, hydrolysiert, und getrocknet wird, sind die so erhaltenen Pulver nicht so gut in Wasser dispergierbar, wie wenn Salze zugesetzt werden.When the basic aluminum acetate without the addition of the salts on its own is hydrated, hydrolyzed, and dried under these process conditions, the powders thus obtained are not as readily dispersible in water as when salts can be added.

Die erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisse sind trockene, weiße, frei fließende Pulver aus faserförmigen Aluminiumoxydmonohydrat mit dem Kristallgitter des Böhmits, wie sie in der USA.-Patentschrift 2 915 475 beschrieben sind, und eignen sich für die dort angegebenen Zwecke. Die Einzelteilchen sind weitgehend von kolloidaler Größe.The products manufactured according to the invention are dry, white, Free flowing powder of fibrous aluminum oxide monohydrate with the crystal lattice des boehmite as described in US Pat. No. 2,915,475 and are suitable for the purposes specified there. The individual particles are largely colloidal Size.

Der hier verwendete Ausdruck »dispergierbar« bedeutet, daß bei Bestimmung nach dem nachstehend angegebenen Verfahren 90% des in dem trockenen Pulver enthaltenen Aluminiumoxyds kolloidal dispers sind.As used herein, "dispersible" means that when determined 90% of that contained in the dry powder according to the procedure given below Aluminum oxides are colloidally dispersed.

Das zur Bestimmung der Dispergierbarkeit angewandte Verfahren ist das folgende: 1. Ein 40m1 fassendes Zentrifugiergefäß wird auf ± 0,0001 g genau abgewogen.The method used to determine dispersibility is the following: 1. A 40m1 centrifuge tube is accurate to ± 0.0001 g weighed.

2. Man führt in das Gefäß etwa 0,3 g trockenes kolloidales Aluminiumoxyd ein und stellt wiederum das Gewicht auf ± 0,0001 g genau fest.2. Introduce about 0.3 g of dry colloidal aluminum oxide into the vessel and again determine the weight to an accuracy of ± 0.0001 g.

3. Es wird so viel Wasser zugesetzt, daß das Gemisch 1 Gewichtsprozent A1203 enthält.3. So much water is added that the mixture is 1 percent by weight Includes A1203.

4. Das Gefäß wird mit einem Stopfen verschlossen und 30 Minuten heftig in einer »Handgelenk-Schüttelvorrichtung« (wristacfion Shaker) geschüttelt.4. The vessel is closed with a stopper and vigorously for 30 minutes shaken in a "wrist shaker".

5. Man zentrifugiert 15 Minuten mit 1200 U/min bei einem mittleren Krümmungsradius von 13,97 cm.5. Centrifuge at 1200 rpm for 15 minutes at a medium speed 13.97 cm radius of curvature.

6. Die überstehende Flüssigkeit wird dekantiert und der Rückstand 45 Minuten unter einem Vakuum von 50,8 cm bei 150° C getrocknet. Das Gefäß wird in einen Exsikkator eingebracht, erkalten gelassen und dann auf ± 0,0001 g genau gewogen.6. The supernatant liquid is decanted and the residue Dried under a vacuum of 50.8 cm at 150 ° C for 45 minutes. The vessel will placed in a desiccator, allowed to cool and then accurate to ± 0.0001 g weighed.

7. Die Dispergierbarkeit wird nach der folgenden Formel berechnet: (Gewichtsprozent A1203 im Rückstand) (Gewichtsprozent Rückstand) % Nichtdispergierbares Aluminiumoxyd = 100. (Gewichtsprozent A1203 (Gewichtsprozent trockenes im trockenen Pulver) Pulver) Dispergierbarkeit = 100% - % nichtdispergierbares Aluminiumoxyd. Beispiel 1 Die Vorrichtung besteht aus einem 28,31 fassenden, waagerechten Rührautoklav aus rostfreiem Stahl Nr. 316 mit einem Rührer von der Art der Gegenstrommischer. 19,05 kg Leitungswasser und 41,3 g wasserfreies Ammoniumsulfat werden in den Autoklav eingegeben, und die Temperatur wird auf 30± 1° C eingestellt. Dann werden 4,218 kg basisches Aluminiumacetat, hergestellt gemäß der USA.-Patentschrift 2 992 262, zugesetzt, und die Masse wird 10 Minuten mit 50 U/min gerührt. Wasserdampf (9,5 atü) wird mit solcher Geschwindigkeit in den Autoklav eingeleitet, daß in 8 Minuten eine Temperatur von 160° C erreicht wird. Die Masse wird 20 Minuten unter Rühren mit 50 U/min auf 160° C gehalten, dann auf 30° C gekühlt, 4 Tage gealtert, die überstehende Flüssigkeit dekantiert und die hinterbleibende Aufschlämmung auf einem mit 2 U/min umlaufenden Zweiwalzentrockner bei 120=C getrocknet. Das trockene Produkt ist zu 97,4% in Wasser dispergierbar. Die Dispergierbarkeit bleibt mindestens 1 Jahr oberhalb 95%.7. The dispersibility is calculated according to the following formula: (percent by weight A1203 in the residue) (percent by weight residue )% non-dispersible aluminum oxide = 100. (percent by weight A1203 (percent by weight dry powder in the dry powder)) dispersibility = 100% -% non-dispersible aluminum oxide. Example 1 The device consists of a 28.31 capacity, horizontal agitated autoclave made of stainless steel No. 316 with a stirrer of the countercurrent mixer type. 19.05 kg of tap water and 41.3 g of anhydrous ammonium sulfate are placed in the autoclave and the temperature is adjusted to 30 ± 1 ° C. Then 4.218 kg of basic aluminum acetate, prepared according to US Pat. No. 2,992,262, are added and the mass is stirred at 50 rpm for 10 minutes. Steam (9.5 atmospheres) is introduced into the autoclave at such a rate that a temperature of 160 ° C. is reached in 8 minutes. The mass is kept at 160 ° C. for 20 minutes with stirring at 50 rpm, then cooled to 30 ° C., aged for 4 days, the supernatant liquid decanted and the remaining slurry on a two-drum dryer rotating at 2 rpm at 120 ° C. dried. The dry product is 97.4% dispersible in water. The dispersibility remains above 95% for at least 1 year.

Beispiel 2 Die Vorrichtung besteht aus einem 1,81 fassenden senkrechten Rührautoklav aus rostfreiem Stahl Nr. 316. 172 g basisches Aluminiumacetat werden mit 1,85g wasserfreiem Natriumsulfat gemischt. Das Gemisch wird in den Autoklav eingebracht und 10 Minuten mit 160 U/min gerührt. Dann werden in den Autoklav innerhalb 2 Minuten 1150g überhitztes Wasser (160°C) eingespritzt. Die Temperatur wird mit Hilfe eines Dampfmantels auf 160° C eingestellt. Die Reaktionsmasse wird 1 Stunde unter Rühren mit 160 U/min auf 160° C gehalten und dann in 11 Minuten mit Hilfe des Kühlmantels auf 27 C gekühlt. Hierauf wird das Sol 10 Tage bei Raumtemperatur gealtert und dann im Walzentrockner unter den Bedingungen des Beispiels 1 getrocknet. Die Dispergierbarkeit des trockenen Produktes in Wasser beträgt 96,10%.Example 2 The device consists of a 1.81 capacity vertical stirred autoclave made of stainless steel No. 316. 172 g of basic aluminum acetate are mixed with 1.85 g of anhydrous sodium sulfate. The mixture is placed in the autoclave and stirred at 160 rpm for 10 minutes. Then 1150 g of superheated water (160 ° C.) are injected into the autoclave within 2 minutes. The temperature is adjusted to 160 ° C. with the aid of a steam jacket. The reaction mass is kept at 160 ° C. for 1 hour with stirring at 160 rpm and then cooled to 27 ° C. in 11 minutes with the aid of the cooling jacket. The sol is then aged for 10 days at room temperature and then dried in a drum dryer under the conditions of Example 1. The dispersibility of the dry product in water is 96.10%.

Beispiel 3 Die Vorrichtung besteht aus einem 125 ml fassenden Polymerisationsrohr aus Glas. In dieses werden 4,29 g basisches Aluminiumacetat, 23,06 ml destilliertes Wasser und 2,65 ml O,lmolare Natriumbioxalatlösung eingegeben. Das Rohr wird verschlossen und in einen dampfbeheizten Schaukelautoklav eingegeben, in welchem Wasser als Wärmeübertragungsmittel verwendet wird. Das Rohr wird 8 Minuten auf 160° C erhitzt, 30 Minuten auf dieser Temperatur gehalten und dann so schnell wie möglich mit Kühlwasser auf 30° C gekühlt. Das Rohr wird aus dem Autoklav herausgenommen und geöffnet und der Inhalt auf einer Glasplatte bei 90° C getrocknet. Die Dispergierbarkeit des trockenen Pulvers in Wasser beträgt 98%.Example 3 The device consists of a 125 ml polymerisation tube of glass. In this 4.29 g of basic aluminum acetate, 23.06 ml of distilled Enter water and 2.65 ml 0.1 molar sodium dioxalate solution. The tube is closed and entered into a steam-heated rocking autoclave in which water is used as a heat transfer medium is used. The tube is heated to 160 ° C. for 8 minutes, on this for 30 minutes Maintained temperature and then cooled to 30 ° C with cooling water as quickly as possible. The tube is removed from the autoclave and opened and the contents on a Glass plate dried at 90 ° C. The dispersibility of the dry powder in Water is 98%.

Beispiel 4 Die Anlage besteht aus einem 113,61 fassenden Behälter, einer Verdrängungspumpe, einem an der Austrittsseite der Pumpe gelegenen Einspritzpunkt, einem Rohr aus rostfreiem Stahl mit 19 mm Durchmesser, einem primären und einem sekundären wassergekühlten Einrohr-Wärmeaustauscher und einem Druckentspannungsventil, welches das Produkt unmittelbar zu dem Walzentrockner hin austrägt.Example 4 The system consists of a container with a capacity of 113.61, a positive displacement pump, an injection point located on the outlet side of the pump, a 19mm diameter stainless steel tube, one primary and one secondary water-cooled single-tube heat exchanger and a pressure relief valve, which discharges the product directly to the drum dryer.

Eine wäßrige 30gewichtsprozentige basische Aluminiumacetataufschlämmung, die 0,30 Mol Ammoniumsulfat je 100 Mol Aluminiumacetat enthält, wird in dem Mischbehälter gemischt und mindestens 30 Minuten in Bewegung gehalten, bevor sie in die Rohrleitung eingeführt wird.An aqueous 30 weight percent basic aluminum acetate slurry, which contains 0.30 moles of ammonium sulfate per 100 moles of aluminum acetate is placed in the mixing vessel mixed and kept moving for at least 30 minutes before entering the pipeline is introduced.

Die Bedingungen in der Rohrleitung werden auf einen Druck von 21 atü und eine Temperatur von 2101 C eingestellt, während Wasser in die Rohr-Leitung gepumpt wird. Wenn die Bedingungen in der Rohrleitung das Gleichgewicht erreicht haben, wird die Beschickung zur Pumpe von Wasser auf die Aufschlämmung umgeschaltet.The conditions in the pipeline are set to a pressure of 21 atm and set a temperature of 2101 C while water is being pumped into the pipe line will. When the conditions in the pipeline have reached equilibrium, the feed to the pump is switched from water to slurry.

Die Aufschlämmung wird durch Wasserdampfeinspritzung innerhalb 1,5 Sekunden auf 210° C erhitzt, wozu 0,45 kg Dampf je Kilogramm Aufschlämmung erforderlich sind. Die Verweilzeit bei dieser Temperatur beträgt etwa 0,9 Minuten.The slurry is water vapor injection within 1.5 Seconds heated to 210 ° C, which requires 0.45 kg of steam per kilogram of slurry are. The residence time at this temperature is about 0.9 minutes.

Die Aufschlämmung wird in dem primären Wärmeaustauscher in etwa 30 Sekunden auf 100° C und dann in dem sekundären Wärmeaustauscher auf 40° C gekühlt.The slurry becomes about 30 minutes in the primary heat exchanger Seconds to 100 ° C and then cooled to 40 ° C in the secondary heat exchanger.

Der Wasserdampfdruck wird dann herabgesetzt, wenn die Reaktionsmasse durch das Entspannungsventil austritt. Die Masse wird dem Walzentrockner zugeführt, wo sie auf einen Wassergehalt von 50/0 getrocknet wird. Dieses teilweise getrocknete Produkt wird dann in einen erhitzten Wirbelschichttrockner übergeführt, wo es weiter bis auf einen Wassergehalt von 3 % getrocknet wird.The water vapor pressure is then reduced when the reaction mass exits through the expansion valve. The mass is fed to the drum dryer, where it is dried to a water content of 50/0. This partially dried Product is then transferred to a heated fluidized bed dryer, where it continues is dried to a water content of 3%.

Das trockene Produkt wird durch ein Sieb mit 0,42 mm Maschenweite geschüttet und liefert ein Pulver mit einer Wiederdispergierbarkeit von 96 0/0.The dry product is passed through a sieve with 0.42 mm mesh size poured and provides a powder with a redispersibility of 96 0/0.

Claims

Claims: 1. A process for the preparation of water-dispersible fibrous aluminum oxide monohydrate by heating an aqueous dispersion of a basic aluminum salt under autogenous pressure to temperatures of 140 to 220 ° C, characterized in that 6 to 55 percent by weight of basic aluminum acetate of the formula in which x is a number from 1.8 to 2.2, with a water-soluble salt of a monovalent base and sulfuric acid, oxalic acid, citric acid, fumaric acid or phosphoric acid at a concentration of 0.005 to y8 mol per 100 mol of basic aluminum acetate, where v is the The valency of the anion means and mixes with water, the mixture is heated to 140 to 220 ° C. for 10 seconds to 4 hours, the sol formed is cooled or left to age for 1 to 10 days and the sol dries.

2. Procedure according to Claim 1, characterized in that it is carried out continuously.

3. Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the water-soluble Salt ammonium sulfate is used. Publications Considered: British Patent No. 893 852.