DE2057730C3 - Process for the waterproofing of finely divided oxides - Google Patents
Process for the waterproofing of finely divided oxidesInfo
- Publication number
- DE2057730C3 DE2057730C3 DE19702057730 DE2057730A DE2057730C3 DE 2057730 C3 DE2057730 C3 DE 2057730C3 DE 19702057730 DE19702057730 DE 19702057730 DE 2057730 A DE2057730 A DE 2057730A DE 2057730 C3 DE2057730 C3 DE 2057730C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oxides
- ester
- hydrophobic
- finely divided
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 title claims 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- -1 ester compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic Effects 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002737 metalloid compounds Chemical class 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N Silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 150000001367 organochlorosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N tetrabutyl silicate Chemical compound CCCCO[Si](OCCCC)(OCCCC)OCCCC UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003313 weakening Effects 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung von feinteiligen Oxiden von Metallen und/oder des Siliciums durch Verankerung von Kohlenwasser-Stoffresten in fester chemischer Bindung an der Oxidoberfläche durch Behandlung der Oxide mit OR-Gruppen enthaltenden hydrolysierbaren Metalloder Metalloidverbindungen.The invention relates to a method for hydrophobing of finely divided oxides of metals and / or silicon by anchoring hydrocarbon residues in a strong chemical bond to the oxide surface by treating the oxides with Hydrolyzable metal or metalloid compounds containing OR groups.
Aus der GB-PS 10 47 539 ist es bekannt, die Einarbeitkeit von Rutilpigmenten in Harze oder Lacken unter Abschwächung der starken, störenden Hydrophile zu erleichtern, indem man die Rutilteilchen mittels eines Alkylsilikates coatet. Dabei verbacken die Rutil-Teilchen miteinander und müssen mittels eines Dampfstrahl-Zerkleinerers aufgemahlen werden.From GB-PS 10 47 539 it is known that Incorporation of rutile pigments into resins or lacquers with a weakening of the strong, disruptive hydrophiles to facilitate by coating the rutile particles with an alkyl silicate. The rutile particles bake in the process with each other and must be ground up using a steam jet shredder.
Aus der GB-PS 10 58 972 ist es bekannt, die Verdickung von nicht mit Wasser mischbaren Flüssigkeiten, speziell von Schmierölen zu Schmierfetten dadurch zu erreichen, daß man Schmieröle mit einem Ester des Siliciums versetzt und vor, während oder nach dem Esterzusatz einen Füllstoff einträgt.From GB-PS 10 58 972 it is known, the thickening of water-immiscible liquids, especially from lubricating oils to lubricating greases by mixing lubricating oils with a Esters of silicon are added and a filler is introduced before, during or after the addition of the ester.
Aus der DT-AS 11 63 784 ist es bekannt, hochdisperse mittels thermische Zersetzung hergestellter Oxide, Oxidgemische oder Mischoxide durch Umsetzung mit Organohalogensilanen nach einer entsäuernden Vorbehandlung mit Wasserdampf zu hydrophobieren.From DT-AS 11 63 784 it is known, highly dispersed oxides, oxide mixtures or mixed oxides produced by means of thermal decomposition by reaction with To make organohalosilanes hydrophobic after a deacidifying pretreatment with steam.
Es ist bekannt. Oxiden von Metallen oder Metalloiden, z. B. des Siliciums durch chemische Reaktionen an der Oberfläche, z. B. mit Hilfe von Organochlorsilanen, hydrophobe Eigenschaften zu verleihen.It is known. Oxides of metals or metalloids, z. B. of silicon by chemical reactions on the surface, e.g. B. with the help of organochlorosilanes, to impart hydrophobic properties.
Derartige Produkte zeichnen sich dadurch aus, daß auf der Oberfläche der feinteiligen Oxide Kohlenwasserstoff-Reste (vorzugsweise Methyl) in fester chemischer Bindung verankert sind, was ihnen, je nach Menge der vorhandenen KW-Reste, teilweise oder völlige bleibende Hydrophobizität verleiht.Such products are distinguished by the fact that hydrocarbon residues are on the surface of the finely divided oxides (preferably methyl) are anchored in a strong chemical bond, which gives them, depending on the amount gives the existing HC residues partial or complete permanent hydrophobicity.
Charakteristisch für diese Art der Hydrophobierung ist, daß der Übergang vom total hydrophilen zum total hydrophoben Verhalten von einem gewissen »Hydrophobierungsgrad« ab mehr oder weniger unmittelbar ohne ausgeprägte Zwischenphase erfolgt So haben z. B. Produkte dieser Art mit z.B. 03%C oder weniger hydrophile Eigenschaften und verhalten sich anwendungstechnisch praktisch wie die Ausgangsmaterialien, während entsprechende Produkte mit wenigstens ca. 0,5 bis 0,7% C; entsprechend der spez. Oberfläche ihrer Ausgangsoxide, praktisch vollständig hydrophob sind. Entsprechende Produkte mit einem dazwischenliegenden Hydrophobierungsgrad verhalten sich anwendungstechnisch wie Gemische hydrophober und hydrophiler Oxide, und die Erfahrung hat gezeigt, daß es nicht möglich ist, auf diese Weise Produkte zu erhalten, die zwar hydrophob sind, also nicht mit Wasser benetzbar, sich andererseits aber einen Rest an hydrophiler Affinität bewahrt haben.It is characteristic of this type of hydrophobization that the transition from totally hydrophilic to totally hydrophobic behavior from a certain "degree of hydrophobicity" onwards more or less immediately takes place without a pronounced intermediate phase. B. Products of this type with e.g. 03% C or less hydrophilic properties and behave practically in application technology like the starting materials, while corresponding products with at least about 0.5 to 0.7% C; according to the spec. Surface of their Starting oxides, are practically completely hydrophobic. Corresponding products with an in between Degree of hydrophobicity behave in application terms like mixtures of hydrophobic and more hydrophilic Oxides, and experience has shown that it is not possible in this way to obtain products that are hydrophobic, i.e. not wettable with water, but on the other hand have a remainder of hydrophilic properties Have maintained affinity.
Für gewisse Zwecke z. B. als Verstärkungsmittel in Silikonkautschuk und anderen Elastomeren ist es aber erwünscht. Füllstoffe zu haben, die zwar hydrophob und damit ausgesprochen organophil sind, zusätzlich aber protonenaffin sind.For certain purposes e.g. B. as a reinforcing agent in silicone rubber and other elastomers but it is he wishes. To have fillers that are hydrophobic and therefore extremely organophilic, but additionally are proton affine.
Die vorher erwähnten hydrophoben Produkte können diese letztere Eigenschaft nicht besitzen, da die an z. B. Silicium-Atome gebundenen Alkyl- oder Aryl-Reste nicht protonenaffin sind und der geringe Rest an z. B. Silanolgruppen, der ihnen (bei echter Hydrophobierung) verblieben ist, durch die in reicher Anzahl benachbarten z. B. Alkylgruppen derart abgeschirmt ist, daß keine protonenaffine Wirkung mehr zur Geltung kommen kann. Dieser letztere Effekt ist schließlich geradezu ein Qualitäts-Charakteristikum für derartige Produkte geworden.The aforementioned hydrophobic products cannot have this latter property, since the an z. B. silicon atoms bonded alkyl or aryl radicals are not proton affinity and the small remainder of z. B. Silanol groups that give them (with real water repellency) has remained, through the adjacent z. B. is shielded alkyl groups that none proton-affine effect can come into its own. This latter effect is, after all, downright a It has become a quality characteristic for such products.
Ebenfalls vollständig hydrophobe Oxide, die zwar nicht von Wasser benetzt werden, aber andererseits protonenaffine Eigenschaften haben, lassen sich dadurch erzielen, daß man z. B. feinteiliges Siliciumdioxid so behandelt, daß nur ein Teil seiner an der Oberfläche befindlichen Silanolgruppen in Silicium-Alkylgruppen übergeführt wird, während der andere Teil in z. B. Siliciumalkoxygruppen übergeführt wird.Also completely hydrophobic oxides, which are not wetted by water, but on the other hand Have proton affine properties can be achieved by z. B. finely divided silica treated so that only part of its surface silanol groups are in silicon-alkyl groups is transferred, while the other part in z. B. silicon alkoxy groups is converted.
Im Gegensatz zur Siliciumalkylgruppe ist nämlich die Siliciumalkoxygruppe bis zu einem gewissen Grade protonenaffin.In contrast to the silicon alkyl group is namely Silicon alkoxy group to a certain extent proton-affine.
Nach einem früheren Vorschlag lassen sich solche Produkte aus z. B. SiO2 durch Behandlung mit z. B. Organoalkoxysilanen herstellen. Das Mengen-Verhältnis der auf der Oberfläche befindlichen z. B. Si-Alkyl zu den Si-Alkoxygruppen ist dabei = 1 oder größer als 1.According to an earlier proposal, such products can be made from e.g. B. SiO 2 by treatment with z. B. produce organoalkoxysilanes. The amount ratio of the z. B. Si-alkyl to the Si-alkoxy groups is = 1 or greater than 1.
Für Füllstoffe die darüber hinaus ausgesprochen lipophil sein sollen, andererseits aber hohe Protonenaffinität bei gleichzeitiger Nichtbenetzbarkeit mit Wasser aufweisen sollen, ist zu fordern, daß sie möglichst viele geeignete protonenaffine Gruppen, z. B. Siliciumalkoxygruppen an ihrer Oberfläche besitzen, aber möglichst wenige oder gar keine Silanolgruppen, wobei der Anzahl der z. B. Silicium-Alkylgruppen nur eine hilfsweise oder gar keine Bedeutung zukommt.For fillers that should also be extremely lipophilic, but on the other hand have a high proton affinity with simultaneous non-wettability with water, it is necessary that they as many as possible suitable proton affine groups, e.g. B. have silicon alkoxy groups on their surface, but if possible few or no silanol groups, the number of z. B. silicon-alkyl groups only one is of secondary importance or of no importance at all.
Derartige Füllstoffe zu realisieren, würde die Schließung einer bisher bestehenden anwendungstechnischen Lücke, wie sie oben kurz gestreift worden ist, bedeuten.Realizing such fillers would close a previously existing application technology Gap, as briefly touched on above, mean.
Nach einem bekannten Verfahren (DT-AS 10 48 889) können Kieselsäureaerogelen dadurch organophile Eigenschaften aufgeprägt werden, daß sie mit Hilfe organischer Silikate mit einem Oberflächenfilm eines polymeren organischen Silikates überzogen (gecoatet)According to a known process (DT-AS 10 48 889), silicic acid aerogels can thereby be organophilic Properties are imprinted with the help of organic silicates with a surface film of a polymeric organic silicate coated (coated)
werden. Diese Produkte sind dadurch näher beschrieben worden, daß der Polymerisationsgrad des Oberflächenfilms Ober 25 liegt und daß sie hydrophil, teilweise hydrophob, aber nicht organophil oder aber hydrophob und organophi! sein können.will. These products are thus described in more detail that the degree of polymerization of the surface film is above 25 and that it is hydrophilic, in part hydrophobic, but not organophilic, or else hydrophobic and organophi! could be.
Da es sich dabei nicht um einheitliche hydrophobe Materialien handelte sondern um eine organische — mehr oder weniger wasserabweisende — Schicht eingewickelte hydrophile, nämlich an sich wasserbenetzbare Teilchen, werden erhebliche Mengen an organischen »Einwickelmaterial« benötigt. So sind um auch nur teilweise hydrophobe Produkte zu erhalten, ca. 20% an z. B. Tetraäthyl-AIko-Silicat erforderlich.Since these are not uniform hydrophobic materials but an organic - more or less water-repellent - layer wrapped hydrophilic, namely water-wettable particles per se, are considerable amounts of organic "wrapping material" is required. In order to obtain only partially hydrophobic products, approx. 20% of z. B. Tetraethyl-Alko-Silicat required.
Es liegt auf der Hand, daß zur Erzielung vollständiger hydrophober Produkte unverhältnismäßig größere '5 Mengen erforderlich sind, weshalb in der oben zitierten DT-AS die Herstellung vollständig hydrophober Produkte auch als unzweckmäßig bezeichnet wird.It is obvious that to achieve more complete hydrophobic products disproportionately larger '5 amounts are required, which is why in the above cited DT-AS the production of completely hydrophobic products is also referred to as inexpedient.
Der Erfindung lag die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren anzugeben zur Hydrophobierung von feinteiligen Oxiden von Metallen und/oder des Siliciums durch Verankerung von Kohlenwasserstoffresten in fester chemischer Bindung an der Oxidoberfläche durch Behandlung der Oxide mit OR-Gruppen enthaltenden hydrolysierbaren Metall- oder Metalloidverbindungen, mittels welchem es gelingt, lipophile, durch Wasser vollständig unbenetzbare Füllstoffe von trotzdem hoher Protonenaffinität in einfachster Weise herzustellen, wobei die genannten Eigenschaften durch echte topochemische Reaktion an den aktiven Oberflächen der Ausgangsstoffe erzielt werden.The invention was based on the object Specify a method for making finely divided oxides of metals and / or silicon hydrophobic Anchoring of hydrocarbon residues in a strong chemical bond on the oxide surface Treatment of the oxides with hydrolyzable metal or metalloid compounds containing OR groups, by means of which it is possible to obtain lipophilic fillers which are completely non-wettable by water and are nevertheless high Produce proton affinity in the simplest way, with the properties mentioned by real topochemical reaction can be achieved on the active surfaces of the starting materials.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Hydrophobierung feinteiliger Oxide von Metallen und/oder des Siliciums durch Verankerung von Kohlenwasserstoffresten in fester chemischer Bindung an der Oxidoberfläche durch Behandlung der Oxide mit Esterverbindungen von Elementen der IV. Gruppe des Periodensystems unter intensiver Vermischung, wobei die Oxide mit einem Wassergehalt von weniger als 1 Gew.-% nach einer Temperaturbehandlung im Bereich von 700 bis 10000C innerhalb eines Zeitraumes von weniger als 60 Sekunden im Inertgasstrom in einem Wirbelbett mit der Esterverbindung kontaktiert werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Ester eine Verbindung des Typs Me(OR)* eingesetzt wird, wobei R einen Alkylrest mit 1 bis 8 C Atomen und Me ein Element der IV-Gruppe des Periodensystems bedeuten und wobei die Reste R gleich oder verschieden sein können, wobei ferner die Behandlung der Oxide mit dem Ester bei Drücken im Bereich von 1000 Torr bis IO-2Torr und bei Temperaturen von 200C bis 3000C über einen Zeitraum von wenigen Minuten bis 24 Stunden ausgeführt wird und wobei vor, während oder nach der Vermischung der Oxide mit dem Ester trocknes N H3-Gas durch die Oxidteilchen geleitet wird.The invention relates to a process for the hydrophobization of finely divided oxides of metals and / or silicon by anchoring hydrocarbon residues in a solid chemical bond on the oxide surface by treating the oxides with ester compounds of elements of group IV of the periodic table with intensive mixing, the oxides with be contacted by a water content of less than 1 wt .-% after a heat treatment in the range of 700 to 1000 0 C within a period of less than 60 seconds in a stream of inert gas in a fluidized bed with the Esterverbindung, which is characterized in that as ester a compound of the type Me (OR) * is used, where R is an alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms and Me is an element of the IV group of the periodic table and the radicals R can be the same or different, and the treatment of the oxides with the Esters at pressures in the range from 1000 Torr to 10- 2 Torr and at temperatures vo n 20 0 C to 300 0 C is carried out over a period of a few minutes to 24 hours and with dry N H3 gas being passed through the oxide particles before, during or after the mixing of the oxides with the ester.
Die zu behandelnden Oxide können bei Beginn der Behandlung mit Esterverbindungen einem Wassergehalt von weniger als 0,2% bis 0% aufweisen.At the start of the treatment with ester compounds, the oxides to be treated can have a water content of less than 0.2% to 0%.
Die Vermischung kann <n einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung bei Temperaturen zwischen 20 und 2000C, in einer bevorzugten Ausführungsform bei mehr als 20 und weniger als 3O0C durchgeführt werden.The mixing can be <n a preferred embodiment of the invention at temperatures between 20 and 200 0 C, in a preferred embodiment less than 3O 0 C are performed more than 20 and.
Bei Kieselsäuren bzw. deren Mischungen mit anderen Metalloxiden, z. B. AI2O2 oder TiO2 mit einem durch (15 Lagerung oder aus dem Herstellungsprozeß herrührenden Wassergehalt von mehr als 1 Gew.-% oder ohne die vorangegangene Aktivierung der feinteiligen Oxide,In the case of silicas or their mixtures with other metal oxides, e.g. B. Al 2 O 2 or TiO 2 with a water content resulting from (15 storage or from the manufacturing process of more than 1 wt .-% or without the previous activation of the finely divided oxides, welche nach dem Verfahren gemäß den Deutschen Patenten (Patentanmeldungen P 17 67 2263 und P 20 04 4433) durchgeführt werden kann, zeigen die Endprodukte bei sonst gleicher Behandlung entweder keine hydrophoben Eigenschaften oder bei Anwendung erhöhter Mengen an Hydrophobierungsmitteln nur unzureichende hydrophobe Eigenschaften.which according to the procedure according to the Germans Patents (patent applications P 17 67 2263 and P 20 04 4433) can be carried out, show the End products with otherwise the same treatment either no hydrophobic properties or when used increased amounts of water repellants only inadequate hydrophobic properties.
Es können alle möglichen Esterverbindungen entsprechend der o. a. allgemeinen Formel verwendet werden, wobei man im allgemeinen solche bevorzugen wird, die bei den in Aussicht genommenen Vermischungstemperaturen gasförmig oder hinreichend flüchtig sind, um sich beim Kontakt mit den bewegten Oxidteilchen gleichmäßig zu verteilen.All possible ester compounds can be used in accordance with the above. general formula used are, in general, preference will be given to those which are gaseous or sufficiently volatile at the envisaged mixing temperatures to be able to move on contact with the Evenly distribute oxide particles.
Andererseits können durchaus auch schwerer flüchtige Esterverbindungen in flüssiger Form zur Anwendung kommen, die zweckmäßig nach an sich bekannten technischen Methoden auf die in geeigneter Weise angebotenen Oxidteilchen aufgesprüht werden.On the other hand, less volatile ester compounds can also be used in liquid form come, which expediently according to technical methods known per se in the appropriate manner Offered oxide particles are sprayed on.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden solche Esterverbindungen gewählt, die nach Vermischen mit den in oben beschriebener Weise vorbehandelten Oxidteilchen schon bei Raumtemperatur innerhalb 30' bis 3 Stunden zu mit Wasser vollständig unbenetzbaren Produkten führen.In a preferred embodiment, those ester compounds are selected which, after mixing with the oxide particles pretreated in the manner described above, form completely with water within 30 to 3 hours at room temperature lead to unwettable products.
Als besonders geeignet haben sich Alkoxy-Silane und die entsprechenden Verbindungen des Titans erwiesen.Alkoxy-silanes and the corresponding compounds of titanium have proven to be particularly suitable.
Die technische Durchführung des Verfahrens ist in praktisch beliebiger Weise möglich, wobei selbstverständlich eine kontinuierliche Herstellungsweise bevorzugt werden kann. Im letzteren Falle erfolgt die Vermischung der aktivierten Kieselsäuren mit dem obengenannten Hydrophobierungsmittel und gegebenenfalls NH3 in an sich bekannter Weise in einem Wirbelbett. Soll, was im allgemeinen der Fall sein wird, der bei der Reaktion entstandene Alkohol und gegebenenfalls NH3 entfernt werden, so durchläuft das Reaktionsgemisch anschließend eine je nach dem oben Gesagten kürzere oder längere Verweilzone, um anschließend in ein Gegenstromwirbelbett geleitet zu werden, in dem die Entfernung von Ammoniak und Alkohol mittels eines Inertgasstromes betrieben wird.The process can be carried out industrially in practically any manner, although a continuous method of preparation can of course be preferred. In the latter case, the Mixing of the activated silicas with the above-mentioned water repellant and optionally NH3 in a manner known per se in one Fluidized bed. Should, which will generally be the case, the alcohol formed during the reaction and If necessary, NH3 is removed, the reaction mixture then passes through one depending on the above Said shorter or longer residence zone, in order then to be passed into a countercurrent fluidized bed in which the removal of ammonia and alcohol is carried out by means of an inert gas stream.
In den folgenden Beispielen wird die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert, wobei jeweils zuerst die als Ausgangsmaterial eingesetzten feinteiligen Oxide der Metalle bzw. des Siliciums mit einem Wassergehalt von weniger als 1 Gew.-% nach einer Temperaturbehandlung im Bereich von 700 bis 10000C innerhalb eines Zeitraumes von weniger als 60 Sekunden im Inertgasstrom zu einem Wirbelbett eingesetzt wurden:The implementation of the method according to the invention is explained in more detail in the following examples, the finely divided oxides of metals or silicon used as starting material with a water content of less than 1% by weight after a temperature treatment in the range from 700 to 1000 ° C. were used within a period of less than 60 seconds in the inert gas stream to a fluidized bed:
a) 500 g einer pyrogenen Kieselsäure (Oberfläche 12Om2/g BET) wurden nach Aktivierung in ein Gefäß gegeben unter Vakuum gesetzt und dazu bei Zimmertemperatur 50 g (= 10 G%) Tetra-n-butoxy-silan innerhalb weniger Minuten zugetropft, wobei lebhaft geschüttelt wurde. Nachdem das Vakuum unter N2 aufgehoben worden war, wurde 2—3 Sekunden lang ein trockener NH3-Gasstrom in das Produkt eingeleitet. Eine Probe, die 30 Minuten nach dem Durchleiten des Ammoniaks gezogen wurde, blieb selbst bei intensivem Schütteln mit Wasser völlig unbenetzbar; die wäßrige Phase war vollständig blank.a) 500 g of a pyrogenic silica (surface area 120m 2 / g BET) were placed in a vessel under vacuum after activation and 50 g (= 10% by weight) of tetra-n-butoxysilane were added dropwise within a few minutes at room temperature, whereby was shaken vigorously. After the vacuum was relieved under N 2, 2-3 seconds long introduced a dry NH3 gas stream into the product. A sample that was taken 30 minutes after the ammonia had been passed through remained completely non-wettable with water even after intensive shaking; the aqueous phase was completely bright.
b) Der in Beispiel la beschriebene Versuch wurde in gleicher Weise, jedoch ohne Behandlung mit NH3, durchgeführt.b) The experiment described in Example la was carried out in carried out in the same way, but without treatment with NH3.
Eine nach 3 Stunden gezogene Probe war weitgehend hydrophob; nach intensivem Schütteln mit Wasser hatte sich die wäßrige Phase schwach getrübtA sample taken after 3 hours was largely hydrophobic; after vigorous shaking with water the aqueous phase becomes slightly cloudy
Eine nach Beispiel la hergestellt ζ hydrophobe Kieselsäure blieb 96 Stunden über Wasser bei Raumtemperatur stehen, wobei täglich 2 χ je 5 Minuten intensiv geschüttelt wurde. Am Ende des Versuchs war die wäßrige Phase noch vollständig blank. A ζ hydrophobic silica prepared according to Example 1a remained standing over water at room temperature for 96 hours, shaking intensively 2 for 5 minutes each day. At the end of the experiment, the aqueous phase was still completely bright.
Die Reaktionsfähigkeit des gleichen, bei Raumtemperatur völlig hydrophoben Produktes, zufolge seiner gleichzeitig vorhandenen Protonenaffinität ließ sich durch Kochen mit Wasser darstellen. Nach 30 Minuten in 100° heißem Wasser waren 20% der ursprünglich hydrophoben Kieselsäure in die wäßrige Phase übergegangen.The reactivity of the same product, which is completely hydrophobic at room temperature, results from its The proton affinity that was present at the same time could be demonstrated by boiling with water. After 30 minutes in 100 ° hot water, 20% of the originally hydrophobic silica was in the aqueous phase passed over.
500 g eines Mischoxides (Kieselsäure mit 1% AI2O3), Oberfläche 80 m2/g BET mit einem spektroskopisch gesicherten Wassergehalt von weniger als 0,1 % wurden in ein Gefäß gegeben, unter Vakuum gesetzt und im Laufe von 3 Minuten mit 50g(=10G%) Tetrakisäthylhexoxy-silan bei Raumtemperatur besprüht, wobei lebhaft geschüttelt wurde. Nachdem das Vakuum unter N2 aufgehoben worden war, wurde 3 Sekunden lang ein trockener NH3-Gasstrom in die Mischung eingeleitet. Anschließend wurde das Produkt in einem Drehkolben eine Stunde lang einer Temperatur von 100° C ausgesetzt.500 g of a mixed oxide (silica with 1% Al2O3), surface area 80 m 2 / g BET with a spectroscopically proven water content of less than 0.1% were placed in a vessel, placed under vacuum and with 50 g (= 10G%) sprayed tetrakisäthylhexoxy-silane at room temperature, shaking vigorously. After releasing the vacuum under N 2 , a stream of dry NH 3 gas was passed into the mixture for 3 seconds. The product was then exposed to a temperature of 100 ° C. in a rotary flask for one hour.
Probe blieb 96 Stunder, über Wasser bei Raumtemperatur stehen, wobei täglich 2 χ je 5 Minuten intensiv geschüttelt wurde. Die wäßrige Phase blieb über die ganze Zeit vollständig blank.The sample remained standing over water at room temperature for 96 hours, intensively 2 χ each day for 5 minutes was shaken. The aqueous phase remained completely bright the whole time.
500 g einer gefällten Kieselsäure (Oberfläche 150mJ/g BET) wurden nach Aktivierung mit 50g(=10G%) bei Raumtemperatur unter intensivem Rühren mit Tetra-äthoxy-silan besprüht500 g of a precipitated silica (surface area 150 m J / g BET) were, after activation with 50 g (= 10% by weight), sprayed with tetra-ethoxy-silane at room temperature with vigorous stirring
Nach 5 Minuten wurde 2—3 Sekunden lang unter Umrühren ein trockener NH3-Gasstrom durch das Gemisch geleitetAfter 5 minutes, a stream of dry NH3 gas was passed through the with stirring for 2-3 seconds Mixture passed
15 Minuten nach dem Aufgeben des Ammoniaks wurde das Produkt vom Wasser nicht mehr benetzt15 minutes after giving up the ammonia, the product was no longer wetted by the water
500 g einer pyrogenen Kieselsäure (Oberfläche 120 m2/g BET) wurden nach Aktivierung in ein Gefäß gegeben, unter Vakuum gesetzt und dazu bei Raumtemperatur unter lebhaften Schütteln 75 g ( = 15 G%) vorher auf ca. 70° C angewärmtes Butyltitanat (monomer) innerhalb weniger Minuten eingetropft500 g of a pyrogenic silica (surface area 120 m 2 / g BET) were placed in a vessel after activation, placed under vacuum and for this purpose 75 g (= 15% by weight) previously warmed to approx. 70 ° C ( monomer) dripped in within a few minutes
Nach 30 Minuten wurde das Vakuum unter N2 aufgehoben und 2 bis 3 Sekunden lang ein trockener NH3-Gasstrom durch die Mischung geleitetAfter 30 minutes the vacuum was released under N 2 and a stream of dry NH 3 gas was passed through the mixture for 2 to 3 seconds
Nach 6 Stunden wurde eine Probe gezogen; sie blieb selbst nach intensivem Schütteln mit Wasser völlig unbenetzbar; die wäßrige Phase war nach 8tägigem Stehen noch vollkommen blank.A sample was taken after 6 hours; it remained completely even after intensive shaking with water unwettable; the aqueous phase was still completely bright after standing for 8 days.
Claims (1)
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702057730 DE2057730C3 (en) | 1970-11-24 | Process for the waterproofing of finely divided oxides | |
NLAANVRAGE7116033,A NL174953C (en) | 1970-11-24 | 1971-11-22 | METHOD FOR HYDROPHOBICIZING METAL OR SILICON OXIDES |
FR7142123A FR2116018A5 (en) | 1970-11-24 | 1971-11-24 | |
GB5456471A GB1371218A (en) | 1970-11-24 | 1971-11-24 | Process for hydrophobising finely divided oxides |
GB453874A GB1371219A (en) | 1970-11-24 | 1971-11-24 | Process for hydrophobising highly disperse oxides of metals and or of silicon |
US05/496,676 US4068024A (en) | 1970-11-24 | 1974-08-12 | Process for preparing finely divided hydrophobic oxide particles |
US05/847,508 US4164509A (en) | 1970-11-24 | 1977-11-01 | Process for preparing finely divided hydrophobic oxide particles |
NL8400318A NL8400318A (en) | 1970-11-24 | 1984-02-02 | hydrophobising finely divided oxide(s) of metals or silicon - by treatment with organo-silicon cpds. and ammonia gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702057730 DE2057730C3 (en) | 1970-11-24 | Process for the waterproofing of finely divided oxides |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2057730A1 DE2057730A1 (en) | 1972-06-08 |
DE2057730B2 DE2057730B2 (en) | 1977-06-16 |
DE2057730C3 true DE2057730C3 (en) | 1978-02-02 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2513608C2 (en) | Process for the hydrophobization of silicas and silicates with organosilanes | |
DE2535334B2 (en) | Process for the homogeneous distribution of highly dispersed active fillers in polyorganosiloxanes | |
DE2240014C3 (en) | Process for the waterproofing of highly disperse oxides | |
DE1284547B (en) | Process for the production of hydrophobic, finely divided, non-alkaline fillers or pigments | |
DE1567663A1 (en) | Process for the production of organosilicic acid aerogels | |
DE1156920B (en) | Process for the production of surface-modified fillers containing silica | |
DE2022346A1 (en) | Stabilized silica sols with high surface area | |
DE3000542A1 (en) | HEAT INSULATION MIXTURE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
DE10041038A1 (en) | Spherical metal oxide particles with particulate surface elevations and processes for their production and their use | |
DE3217751C2 (en) | ||
DE2403783A1 (en) | Hydrophobised pyrogenic silicic acid - prepd by spraying with a silazane-water mixt. | |
DE60012151T2 (en) | DEODORANT COMPOSITIONS | |
DE2057730C3 (en) | Process for the waterproofing of finely divided oxides | |
DE2065572C3 (en) | Highly dispersed, hydrophobized silicon dioxide | |
DE2013763A1 (en) | Powders contng hydrogen peroxide andsilica | |
DE2043629A1 (en) | Hydrophobicising finely divided oxides - with silazanes in a fluidise bed reactor | |
DE2212576A1 (en) | Defluorination of phosphoric acid produced by wet digestion | |
DE2057730B2 (en) | PROCESS FOR HYDROPHOBIZING FINE PARTICULAR OXIDES | |
DE1966970C2 (en) | Process for the continuous waterproofing of highly dispersed oxides | |
DE1048889B (en) | Process for the production of silica fillers | |
DE2015072B2 (en) | ENAMEL POWDER FOR ELECTROSTATIC POWDER APPLICATION AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION | |
DE1567706A1 (en) | Process for the preparation of crystalline aluminosilicates | |
DE819846C (en) | Process for solidifying liquid or soft substances | |
DE1004596B (en) | Process for the surface treatment of finely divided, inorganic oxides containing free OH groups on the surface or their mixtures by reaction with alcohols | |
DE1294579B (en) | Process for the production of pigments or fillers, which consist of a core and a zinc oxide shell |