DE2242728C3 - Verfahren zur Hydrophobierung von Silikaten - Google Patents
Verfahren zur Hydrophobierung von SilikatenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung
von Silikaten der Metalle der II. bis IV. Gruppe des Periodensystems durch Einwirkung von mit den
freien OH-Gruppen der Silikate reagierbarem Organohalogensilan auf die wäßrige Fällungssuspension.
Für die Herstellung von verstärkten Vulkanisaten aus *5
natürlichem oder synthetischem Kautschuk und für die Verstärkung von Kunststoffen und plastischen Massen
allgemein verwendet man als Füllmittel neben hochdispersem Ruß auch andere verstärkend wirkende
feinverteilte anorganische Stoffe, insbesondere Oxyde von Metallen oder Metalloiden oder synthetische oder
natürliche Silikate. Diese Art von Füllstoffen ist vor allem von Bedeutung für gefärbte weiße oder
transparente Kautschuk- oder Kunststoffprodukte, bei denen die schwarze Farbe des Rußes störend wirkt. Aus
diesem Grunde haben hochdisperse anorganische weiüe oder farblose Füllstoffe, die z. B. pyrogen über den
Ärosolzustand oder auch auf dem Fällungswege hergestellt sind, eine verbreitete Anwendung gefunden.
Zahlreiche Produkte dieser Art sind in ihrem Verhalten z. B. auf Grund der hydrophilen oder auch
sauren Eigenschaften — zum mindesten ihrer Oberflachen — verschieden von den der bekannten für diese
Zwecke bisher benutzten Rußqualitäten. Daher macht ihre Verarbeitung in manchen Fällen besondere
Maßnahmen erforderlich, die insbesondere in einer veränderten Dosierung der Vulkanisationszusätze, z. B.
der Beschleuniger, oder in der Mitverwendung spezieller Weichmacher oder neuartiger Netzmittel liegen.
Im Zuge solcher Maßnahmen ist es auch bekanntgeworden,
auf synthetischem Wege hergestelltes feinteiliges Siliziumdioxyd, dessen Oberfläche sauren Charakter
zeigt, mit alkalisch wirkenden Stoffen, z. B. mit Aminen, zu beladen. Es is\ ferner vorgeschlagen worden,
Magnesiumoxyd, das als Füllstoff verwendet wird, oberflächlich mit Stearinsäure abzusättigen. In diesen
Fällen entstehen an der Oberfläche der Füllstoffteilchen Verbindungen, die etwa mit Salzen verglichen werden
können.
Es ist ferner bekannt, künstliche Silikate mit organischen Verbindungen, die zur Umsetzung mit
Hydroxylgruppen unter Verätherung, Veresterung oder Acetalbildung befähigt sind, wenigstens teilweise in
einer topochemischen Reaktion zu behandeln. Diese Silikate weisen an ihrer Oberfläche und zum Teil auch
im Innern noch eine gegebenenfalls beträchtliche Anzahl von freien Hydroxylgruppen auf, die sich mit
diesen organischen Stoffen umsetzen können.
Nach diesem bekannten Verfahren werden die Silikate vor der Behandlung mit organischen Stoffen
zunächst der Einwirkung von chlorierenden Mitteln, wie
etwa Thionylchlorid, unterworfen. Derartige chlorierend
vorbehandelte Silikate sind der Weiterverarbeitung besonders leicht zugänglich. Als organische Stoffe
zur Weiterbehandlung der Silikate mit freien OH-Gruppen sind neben Alkoholen und Aldehyden Ketene und
Alkylenoxyde verwendbar. So kann z. B. die Einwirkung der organischen Stoffe auf Silikate diskontinuierlich
oder kontinuierlich erfolgen. Man kann zweckmäßigerweise
derart verfahren, daß die Umsetzung nut den organischen Reaktionspartnern gleichzeitig mit oder
auch unmittelbar nach der Fällung an dem vorzugsweise wäßrigen Reaktionsgemisch durchgeführt wird.
Derartig behandelte Silikate sind zwar besser als unbehandelte in Elastomeren verarbeitbare, jedoch
behalten die Produkte diese Wirksamkeit nur eine begrenzte Zeit, so daß sie möglichst kurze Zeit nach der
Herstellung verarbeitet werden müssen.
Es ist weiterhin bekannt, Siliconöl in Mengen bis zu
10% in einer Natriumsilicatlösung zu emulgieren und daraus mit einem Metallsalz, welches mit der Kieselsäure
eine schwerlösliche Verbindung bildet, ein modifiziertes Silicat auszufällen. Die Behandlung muß mit einer
Suspension in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt werden.
Auch ist es bekannt. Silicate durch Aufdampfen von Organohalogensilanen zu hydrophobieren oder die
Hydrophobierung durch Veresterung mit Alkoholen bei höheren Temperaturen vorzunehmen.
Durch diese vorbekannten Verfahren soll die große aktive Oberfläche der feinteiligen Silikate mit einer
möglichst dichten Schicht organischer Gruppen bedeckt werden. Die Hydroxylgruppen werden gebunden oder
durch die organischen Reste abgeschirmt, so daß derartig modifizierte Silikate beim Einsatz in Elastomeren
oder anderen Polymeren als aktive Füllstoffe nicht mehr voll zur Wirkung gelangen. Sie verlieren
außerdem nach dem Abbau dor relativ dünnen
organischen Schicht sehr schnell ihre hydrophoben Eigenschaften. Darüber hinaus sind auch die erforderlichen
Verfahren zum Teil sehr umständlich und zeitraubend. Dies gilt insbesondere für jene Verfahren,
bei denen eine Rückgewinnung des organischen Lösungsmittels notwendig ist.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Silikate
derartig in ihrer Oberflächenbeschiiffenheit zu verbessern, daß sie über eine praktisch unbegrenzte Zeit
organophile bzw. hydrophobe Eigenschaften erlangen.
Die Erfindung ging von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren anzugeben zur Hydrophobierung von Silikaten
der Metalle der H. bis IV. Gruppe des Periodensystems durch Einwirkung von mit den freien OH-Gruppen
der Silikate reagierbarem Organohalogensilan auf die wäßrige Fällungssuspension. Dieses Verfahren soll
zu einwandfrei hydrophoben Produkten mit verringertem Verdickungsvermögen führen, wobei ihre Eigenschaften
als aktive Füllstoffe im wesentlichen erhalten bleiben.
Das Kennzeichnende der Erfindung ist darin zu sehen,
daß das Organohalogensilan in die Silikat-Fällungssuspension während gleichzeitigem iiv:ensivem Umrühren
bei einer Temperatur von 15 bis 705C eingetragen und
das Fällungsprodukt nach dem Filtrieren, Auswaschen und Trocknen bei einer Temperatur von 200 bis 500° C
getempert wird.
aus Calciumsilikat, Aluminiumsilikat und auch Bariumsilikat
erhalten. Als Organohalogensüane werden Mono-, Di- und Trihalogenorganosilane verwendet Auch
Gemische dieser Stoffe können zum Einsatz gelangen. Als besonders geeignete Hydrophobierungsmittel ha- S
ben sich Dimethyldichlorsilan und auch ein Gemisch aus etwa 70% Dimethyldichlorsilan und 30% Methyltrichlorsilan
erwiesen. Die hydrophoben Eigenschaften der erhaltenen Produkte können durch Tempern bei
Temperaturen zwischen 200 und 5000C verbessert
werden.
Die erhaltenen Produkte sind für viele Anwendungsgebiete geeignet So können sie für die Verbesserung
der Fließfähigkeit pulverförmiger Stoffe eingesetzt werden. Da das Verdickungsverhalten der Silikate
durch die Behandlung mit Halogenorganosilanen beeinflußt wird, kann so erreicht werden, daß höhere
Füllungsgrade organischer Systeme mit dem Silikat möglich sind. Dabei braucht die Behandlung nicht bis
zur völligen Hydrophobie des Silikates zu gehen, auch eine kleinere als die hierfür erforderliche Menge an
Silan verringert schon das Verdickungsvermögen.
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert:
25
1 1 einer frisch gefällten, wäßrigen Suspension von Aluminiumsilikat wird bei Zimmertemperatur mit 12 g
Dimethyldichlorsilan versetzt Das Silan wird durch ein Tauchrohr in die gut gerührte Suspension über dem
Rührer eingetragen. Nach dem Filtrieren, Auswaschen und Trocknen werden 56 g eines Pulvers erhalten, das
von Wasser nur schlecht benetzt wird. Durch einstündiges Erhitzen auf 4000C werden die hydrophoben
Eigenschaften so verbessert, daß auch nach mehrstündigem Schütteln mit Wasser nur geringe Anteile (<
5%) des Pulvers in die wäßrige Phase gehen. .
Der Versuch wurde mit Calciumsilikat in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt Als
Hydrophobierungstemperatur wurde 60° C gewählt Hydrophobierungsmittel war ein Gemisch, bestehend
aus 70% Dimethyidichlorsilan und 30% Methyltrichlorsilan.
201 einer wäßrigen Suspension von Aluminiumsilikat (52 g/l) wurden in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise
mit 50 g bimethyldichlorsilan versetzt Nach dem Trocknen und Tempern wurde ein Produkt erhalten,
daß in Wasser dispergiert werden konnte, aber beim Schütteln mit wasserunlöslichen organischen Lösungsmitteln
in die organische Phase überging.
BET-Oberfläche 105 mVg
BET-Oberfläche 105 mVg
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Hydrophobierung von Silikaten der Metalle der II. bis IV. Gruppe des Periodensystems . durch Einwirkung von mit den freien OH-Gruppen 'der Silikate reagierbarem Organohalogensilan auf die wäßrige Fällungssuspension, dadurch gekennzeichnet, daß das Organohalogensilan in die Silikatfällungssuspension während gleichzeitigem intensivem Umrühren bei einer Temperatur von 15 bis 700C eingetragen und das Fällungsprodukt nach dem Filtrieren, Auswaschen und Trocknen bei einer Temperatur von 200 bis 500° C getempert wird.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19722242728 DE2242728C3 (de) | 1972-08-31 | Verfahren zur Hydrophobierung von Silikaten | |
| IT69233/73A IT991862B (it) | 1972-08-31 | 1973-07-25 | Procedimento per la idrofobizzazio ne di silicati |
| US385733A US3904787A (en) | 1972-08-31 | 1973-08-06 | Process for hydrophobization of silicates |
| FR7328895A FR2197961B1 (de) | 1972-08-31 | 1973-08-07 | |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722242728 DE2242728C3 (de) | 1972-08-31 | Verfahren zur Hydrophobierung von Silikaten |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2242728A1 DE2242728A1 (de) | 1974-03-07 |
| DE2242728B2 DE2242728B2 (de) | 1977-02-17 |
| DE2242728C3 true DE2242728C3 (de) | 1978-01-12 |
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