DE2414478C3 - Aerogelartige strukturierte Kieselsäure und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Aerogelartige strukturierte Kieselsäure und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft aerogelartige strukturierte e>o
Kieselsäure und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Unter Aerogelen sind Kieselgele mit geringem Schüttgewicht (ca. 20 bis 50 g/l) und hoher Makroporosität (DBP-Zahlen bis 3,4 ml/g) zu verstehen. Aufgrund
des von R. Her beschriebenen Kontraktionseffektes, der bei der Trocknung von Kieselgelen aus wäßriger
Phase zu einem Zusammenbruch der Porenstruktur führt, sind Kieselsäureaerogele nur nach dem von
Kistler in der US-PS 22 49 767 beschriebenen
Verfahren zugänglich. Kistler entwässert hierzu
Kieselsäuresole teilweise mit Alkoholen und trocknet dann das wasserhaltige Alkogel mit Autoklav durch
Entspannen unter überkritischen Bedingungen, Auf diese Weise erhält er besonders locker aufgebaute
Strukturen aus den Primärteilchen des Kieselsäuresols,
die hohe Volumenwerte im Bereich der Makroporen (^300 A) bei sehr geringer scheinbarer Dichte (Schüttgewicht) haben.
Diese als Aerogel bezeichneten Stoffe dienen je nach
dem Grad ihrer Porosität und ihres Schüttgewichts als
Füllstoffe, Trägerkieselsäuren, Mattierungsmittel, Verdickungsmittel etc. Das Verfahren zur Herstellung
dieser Aerogele ist durch den erforderlichen Einsatz org-inischer Lösungsmittel und die im Autoklav
auszuführende überkritische Trocknung technisch und wirtschaftlich sehr aufwendig.
Es wurde nun gefunden, daß man die geschilderten Nachteile der bisher zur Herstellung der Aerogele zur
Verfügung stehenden Verfahren vermeiden kann, wenn man anstelle der Teilchen eines Kieselsols Primärteilchen pyrogen hergestellter Kieselsäuren einsetzt und
auf eine Gewinnung aus flüssiger Phase verzichtet
Die Primärteilchen der pyrogenen Kieselsäure liegen in Schüttungen locker assoziiert über elektrostatische
und van der Waalsche Kräfte vor. Sie bilden Rocken, welche einen hohen Luftgehalt aufweisen und daher
sehr hohes scheinbares Porenvolumen und entsprechend niedriges Schüttgewicht haben. Eine Schüttung
dieser Flocken bezeichnet man am besten als Luftdispersion. Die Flocken sind allerdings instabil und
werden, im Gegensatz zu den Sekundärteilchen der Kistlerschen Aerogele schon bei geringster mechanischer Beanspruchung bis auf die Primärteilchen
abgebaut
Die DT-PS 10 75 573 beschreibt die Hydrophilierung und Entsäuerung von fluorhaltigem Siliciumdioxid
durch Behandeln mit Wasserdampf bei Temperaturen von etwa 100 bis etwa 1000° C, um eine Teilchenvergrößerung auch bei langer Lagerung zu vermeiden (Sp. 1,
Zeilen 9,10).
Gegenstand der Erfindung ist eine aerogelartige strukturierte Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche
nach DIN 66 131 zwischen 80 bis 45OmVg, einem Schüttgewicht zwischen 10 und 60 g/l einer DBP-Zahl
— die Bestimmung der DBP-Zahl (Dibutylphthalat-Adsorption) wird gemäß DT-PS 17 67 332, Spalte 2, Zeilen
30—64 durchgeführt — zwischen 2,4 und 3,8, einem mittleren Teilchengrößenbereich von 0,1 bis 7 μπι,
einem häufigsten Teilchengrößenbereich von 1 bis 2 μπι
und einem pH-Wert in 4%iger wäßriger Aufschlämmung von 6 bis 8, erhalten durch Einarbeiten von 5 bis 50
Gew.-% auf einen pH-Wert zwischen 7 und 14 eingestelltem Wasser in luftdispergierte pyrogene
Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 10 bis 60 g/l und einer BET-Oberfläche zwischen 100 und 480 mVg
unter gleichmäßiger Verteilung und Trocknung der erhaltenen pulverförmigen Mischung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung aerogelartiger strukturierter
Kieselsäuren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man in luftdispergierte pyrogene Kieselsäure mit einem
Schüttgewicht von 10-60 g/l und einer BET-Oberfläche zwischen 100 und 480 mJ/g 5—50 Gew.-% auf einen
pH-Wert zwischen 7 und 14 eingestelltes Wasser unter gleichmäßiger Verteilung einarbeitet und die erhaltene
pulverförmige Mischung trocknet.
Da das Volumen der Kieselsäure bei der Einarbeitung
des Wassers nur geringfügig abnimmt, ist anzunehmen,
daß die ursprünglich vorhandene Assoziation der Primärteilchen der luftdispergierten pyrogenen Kieselsäure im wesentlichen erhalten bleibt. Durch die
Beladung mit Wasser kommt es wahrscheinlich zu einer Anlösung der Kieselsäureoberfläche, so daß hier gelöste
Kieselsäure vorliegt Diese verkittet beim nachfolgenden Trocknen die Primärteilchen an deren Berührungsstellen.
Es entsteht also durch gezieltes Beladen mit Wasser und anschließendes Trocknen aus einer pyrogenen
Kieselsäure eine den Kistlerschen Aerogelen entsprechende dispergierstabile Substanz mit hohem Makroporenvolumen
und sehr geringer scheinbarer Dichte (Schüttgewicht).
Es wurde weiterhin festgestellt, daß die vor der Einarbeitung des Wassers vorliegende scheinbare,
durch die Packungsdichte der pyrogenen Kieselsäure in Luft bestimmte Struktur, welche durch ihre scheinbare
Dichte (Schüttgewicht) zum Ausdruck kommt, einen deutlichen Einfluß auf das nach dem erfindungsgemäßen
Prozeß zugängliche Produkt hat: Je voluminöser das Ausgangsprodukt ist, desto voluminöser fällt das
Endprodukt aus.
Als zweckmäßig hat sich erwiesen, daß man zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte pyrogene
Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 15 bis 30, insbesondere um 20 g/l einsetzt
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, jo pyrogene Kieselsäure mit großen Oberflächen und
damit kleinen Primärteilchen zu wählen. Nach einer günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens setzt man Kieselsäure mit BET-Oberflächen zwischen 250 und 300 mVg ein.
Eine vollständige Benetzung der Primärteüchen kann bereits erzielt werden, wenn man 5 bis 20, insbesondere
7 bis 15 Gew.-% Wasser unter gleichmäßiger Verteilung
in die Kieselsäure einarbeitet. Da das eingearbeitete Wasser wieder wegzutrocknen ist wird aus wirtschaftlichen
Gründen eine möglichst geringe Wassermenge angestrebt. Die erforderliche Menge hängt jedoch in
gewissem Umfang von der Art der Einarbeitung ab.
Der Strukturaufbau gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann merklich gefördert werden, wenn man
dem Wasser basisch reagierende Verbindungen, wie z. B. Ammoniak, Natrium-, Kaliumhydroxid, wasserlösliche
Amine, Wasserglas o. ä. zusetzt. Die Zusatzmengen werden dabei zweckmäßigerweise so gewählt, daß sich
im Wasser ein pH-Wert von 8 bis 12, insbesondere 10 bis so
1 !,einstellt
Die eingesetzten Alkalien wirken als Lösungsvermittler
für Kieselsäure und bewirken eine Erhöhung der Makroporosität der Verfahrensprodukte.
Anstelle alkalischer Verbindungen können dem Wasser auch freie Kieselsäure oder hydrolytische
Kieselsäure und/oder Alkali freisetzende Substanzen zugesetzt werden, Freie, z. B. durch Ansäuern oder
Ionenaustausch von Silikatlösungen oder durrh hydrolytische Spaltung Silicium-organischer Verbindungen, «)
z. B, von Tetramethylsilikat, erzeugte Kieselsäure fördert nämlich den Strukturaufbau ebenfalls. Eine
hydrolytisch Alkali und Kieselsäure freisetzende Substanz ist z. B. Natriummethylsilikonat.
Die gleichmäßige Verteilung des Wassers in der 6i
Kieselsäure kann durch Eintropfen oder Einsprühen in die mischend bewegte Kieselsäure bei Temperaturen
der Kieselsäure zwischen 2u und 100, vorzugsweise 40
und 70, insbesondere 50 und 60° C vorgenommen werden. Die mischende Bewegung erfolgt zweckmäßigerweise
durch Rühren,
Eine weitere Variante der Wassereinbringung besteht darin, daß man das Wasser in einen, z. B, in einem
Fallrohr, fluidisierten Massenstrom der Kieselsäure einsprüht
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, die Wasserbeladung bei mäßig erhöhten Temperaturen
durchzuführen. Dies kann geschehen, indem man entweder das einzuarbeitende Wasser oder die Kieselsäure
oder beide Komponenten vorerwärmt So kann das einzuarbeitende Wasser eine Temperatur zwischen
20 und 100, vorzugsweise 50 und 100, insbesondere 90 und 100° C haben.
Man kann den Strukturaufbau auch durch kurzzeitige Dämpfung der beladenen Kieselsäure im abgeschlossenen
Raum fördern. Das Dämpfen führt zu einer besonders guten Wasserverteilung. Dabei hat sich als
günstig erwiesen, die wasserbeladene Kieselsäure vor der Trocknung im abgeschlossenen Ge ^S ca. 5 bis 60,
vorzugsweise 10 bis 30, insbesondere um 20 Minuten, bei Temperaturen bis zum Siedepunkt des Wassers,
vorzugsweise 50 bis 80, insbesondere um 6O0C, zu
dämpfen.
Eine wMere Möglichkeit zur Verbesserung der Wasserverteilung besteht darin, daß man die wasserbeladene
Kieselsäure beispielsweise auf Stift- oder Luftstrahlmühlen vermahlt
Es wird dann getrocknet, wobei vermutlich die präformierte Struktur über die oberflächig angelösten
bzw. oberflächig mit freier Kieselsäure belegten Primärteüchen fixiert wird.
Die Art der Trocknung ist wenig kritisch. Man kann die hergestellt Mischung von Kieselsäure und Wasser,
welche phänomenologisch stets einem trockenen Pulver gleicht zum Beispiel im Horden-, Teller-, Büttner-,
Strömungs- oder Mikrowellentrockner trocknen. Die wasserbeladene Kieselsäure kann aber auch uncer
Einsparung einer getrennten Verfahrensstufe in einer Dampf- oder Luftstrahlmühle gleichzeitig vermählen
und getrocknet werden.
Sofern eine separate Trocknung der nach Beladung mit Wasser erhaltenen pulverförmigen Mischung
durchgeführt wird, kann man eine Trockenvermahlung auf einer Stift- oder Luftstrahlmühle anschließen.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der beschriebenen aerogelartigen strukturierten Kieselsäure
als Mattierungsmittel.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
In «ine'ii Lödigemischer wurde pyrogene Kieselsäure
mit einem Schüttgewicht von 25 g/l und BET-Oberfläche von 340 m2/g mit 20 ml Wasser, das einen pH-Wert
von 6,8 hatte, befeuchtet. Die Befeuchtung erfolgte bei Raumtemperatur unter mischendem Rühren. Das
Wasser wurde über einen Zeitraum von 18 Min. aus einer Bürette eingetropft.
Es wurde ein trocken wirkendes Pulver mit einem Wassergehalt von 15,3 Gew.-% erhalten. Dieses Pulver
wurde auf einer gegenläufigen Stiftmühle vermählen und in einem Labortrockenschrank bei 1200C getrocknet.
Es wurde ein lockeres, opaleszierendes Pulver mit einem Schüttgewicht von 17,8 g/l und einer DBP-Zahl
von 2,78 ml/g erhalten.
Die Wirksamkeit als Mattierungsmittel wurde in einer Poly-Urethan-Beschichtung geprüft. Das Ergebnis
ist Beispiel 9 zu entnehmen.
Das erhaltene Produkt sowie das Ausgangsmaterial wurden in Wasser aufgeschlämmt und mit Ultraschall '>
dispergiert.
Jeweils ein Tropfen dieser Dispersion wurde auf einer Objektblende aufgetrocknet. Elektronenmikroskop-Aufnahmen
der Proben zeigen, daß das erfindungsgemäß strukturierte Produkt in Form von dispergierstabi- κι
len, diskreten Sekundärteilchen im Größenbereich vorwiegend zwischen 1 und IO μπι vorliegt. Demgegenüber
liegt das Ausgangsmaterial praktisch vollständig in Form von Primärteilchen vor.
Zu den beiden elektronenmikroskopischen Aufnah- r, men ist folgendes zu bemerken:
Abb. I zeigt in der Vergrößerung 1 :5000 das
Ausgangsmaterial nach Beispiel 1, welches in Wasser ultraschalldispergiert und aufgetrocknet ist. Die Primärteilchen
liegen weitgehend diskrnl vor i"
Abb. 2 zeigt in der Vergrößerung 1 :5000 das Endprodukt nach Beispiel 1, welches in Wasser ultraschalldispergiert
und aufgetrocknet ist. Die Ausbildung einer Sekundärstruktur ist deutlich zu erkennen.
In einem Lödigemischer wurden 5 I einer pyrogenen
Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 19,3 g/l und einer BET-Oberfläche von 189 m2/g mit 20 ml Wasser,
das mit Natronlauge auf einen pH-Wert von 11,3 to eingestellt war, befeuchtet.
Die Befeuchtung erfolgte bei Raumtemperatur unter mischendem Rühren in einem Zeitraum von 20 Min. Die
Zugabe des Wassers erfolgte tropfenweise aus einer Bürette. η
Es wurde ein trocken wirkendes Pulver mit einem Wassergehalt von 16% erhalten.
Da das Pulver fühlbare feste-Bestandteile enthielt, die
offensichtlich auf den Zusammenbruch der scheinbaren Struktur der pyrogenen Kieselsäure durch örtlichen 4<
> Wasserüberschuß zurückzuführen war, wurde das Pulver auf einer Stiftmühle vermählen und in einem
I.abortrockenschrank bei 120°Cgetrocknet.
Es wurde ein lockeres, opaleszierendes Pulver mit einem Schüttgewicht von 17,5 g/l einer BET-Oberfläche -n
von 153m-7g, einer DBP-Zahl von 2,6 ml/g, einem
Wasserporenvolumen nach Innes von 1,9 ml/g und einem Restwassergehalt von 2,6% erhalten.
Die Mattierwirkung der Substanz wurde in Poly-Urethan-Beschichtung
geprüft und ist Beispiel 9 zu entneh- ">n
In ein Fallrohr wurde über eine Dosierschnecke pyrogene Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von
27 g/l und einer BET-Oberfläche von 297 mVg eingespeist.
In diesem im Fallrohr fließenden Massestrom wurden auf 10 Teile Kieselsäure 1,5 Teile ammoniakalisches
Wasser mit einem pH-Wert von 10,1 eingedüst. Es μ wurde ein trocken wirkendes Pulver mit einem
Schüttgewicht von 26 g/l und einem Wassergehalt von 12 Gew.-% erhalten.
Dieses Pulver wurde in einem Mikrowellenherd getrocknet.
Erhalten wurde ein opaleszierendes lockeres Pulver mit einem Schüttgewicht von 23 g/I, einer BET-Oberfläche
von 270 mVg und einer DBP-Zahl von 3,1 ml/g.
Die Mattierwirkung der Substanz wurde in einer Poly-Urethan-Beschichtung geprüft und ist Beispiel 9 zu
entnehmen.
Wasserbeladenes Produkt aus Beispiel 3 wurde zur Verbesserung der Wasserverteilung in einer Luftstrahlmühle
bei 3,1 atü Mahldruck, 3,2 atü Injektordruck und einer Aufgabemenge von 8,8 kg pro Stunde vermählen.
Die Trocknung auf 3,2 Gew.-% Restwasser erfolgte in einem Labortrockenschrank bei 120°C.
Erhalten wurde ein lockeres, opaleszierendes Pulver mit einem Schüttgewicht von 14 g/l, einer BET-Oberfläche
von 277 m2/g, einer DBP-Zahl von 3,6 ml/g und einem Wasserporenvolumen nach Innes von 2,4 ml/g.
Die Mattierwirkung der Substanz wurde in einer Poly-Urethan-Beschichtung geprüft und ist Beispiel 9 zu
entnehmen.
Mit 12 Gew.-% Wasser beladenes Produkt aus Beispiel 3 wurde auf einer gegenläufigen Stiftmühle
vermählen und in einer verschlossenen, vorgewärmten Pulverflasche 20 Min. bei 55°C gedämpft und anschließend
bei 120°C im Labortrockenschrank auf eine Restfeuchte von 3 Gew.-% getrocknet.
Es wurde ein lockeres, opaleszierendes Pulver mit einem Schüttgewicht von 16 g/l, einer BET-Oberfläche
von 264 γπ'/λ;, einer DBP-Zahl von 3,78 ml/g und einem
Wasserporenvolumen nach Innes von 2,4 ml/g erhalten.
Die Mattierwirkung der Substanz wurde in einer Poly-Urethan-Beschichtung geprüft und ist Beispiel 9 zu
entnehmen.
In ein beheiztes, auf 700C erwärmtes Fallrohr wurde
über eine Dosierschnecke pyrogene Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 54 g/l und einer BET-Oberfläche
von 311 m2/g eingespeist. In diesen fluidisierten
Massestrom wurden auf 10 Teile Kieselsäure 3 Teile 800C warmes Wasser, das mit Wasserglas auf einen
pH-Wert von 10,4 eingestellt war, eingedüst.
Erhalten wurde ein scheinbar trockenes Pulver mit einem Schüttgewicht von 80 g/l und einem Wassergehalt
von 183 Gew.-%. Dieses Pulver wurde auf der in Beispiel 4 genannten Luftstrahlmühle unter den dort
angegebenen Bedingungen vermählen und anschließend auf einem Tellertrockner mit einer Tellertemperatur
von 127°C auf einen Restwassergehalt von 4,2% getrocknet.
Erhalten wurde ein opaleszierendes, lockeres PuIv^ ■
mit einem Schüttgewicht von 36 g/l, einer BET-Oberfläche von 260 mVg und einer DBP-Zahl von 3,2 ml/g.
Die Mattierwirkung der Substanz wurde in einer Poly-Urethan-Beschichtung geprüft und ist Beispiel 9 zu
entnehmen.
Trockenes Produkt aus Beispiel 5 wurde auf einer Stiftmühle erneut vermählen.
Erhalten wurde ein lockeres Pulver mit einem Schüttgewicht von 13 g/l und einer DBP-Zahl von
3,2 mi/g.
Die Matiierwirkung der Substanz wurde in der Poly-Urethan-Beschichtung geprüft und ist Beispiel 9 zu
entnehmen.
Die Mattierwirkung der nach Beispiel 5 und 7 erhaltenen Produkte wurde in einem schwarzen
Einbrennlack mit der eines nach dem Kistlerschen Verfahren hergestellten, handelsüblichen Aerogels
verglichen. Beurteilt wurden der Glanzgrad nach Lange bei einem Reflexionswinkel von 45° und der
Grindon.cterwert nach Hegemann.
Produkt
Grindometerwert
in μπι
in μπι
% Rest-Glanz
45
45
Handelsübliches Aerogel 62
Produkt nach Beispiel 5 38
Produkt nach Beispiel 7 30
4,0
0.2
3,7
Der verwendete Lack hatte folgende Zusammensetzung:
/ f iew.-T. Rußpaste (enthaltend 18% Gasruß,
38% Alkydharz und 44% Testbenzin
•33 Gew.-T. fettsäuremodifiziertes Alkydharz
75% in Xylol
12 Gew.-T. Melaminharz 55% in Butanol
12 Gew.-T. Melaminharz 55% in Butanol
4 Gew.-T. Butanol
2 Gew.-T. Äthylglykol
!" Gew.-T. Xylol
!" Gew.-T. Xylol
2 Gew. T. Glykolsäure Butyl lister
2 Gew.-T. Butylacetat 85%
: Gcw.-T. Silikonö! 10% in Xylol
[■ingearbeitet wurden jeweils 5 Gew.-T. Produkt. Die Einarbeitung erfolgte durch lOminütiges Rühren mit
einem Flügelrührer bei 2000 U/min. Der Lack wurde in ja. 30 um starker Trockenschicht auf Bleche aufgespritzt.
iuftgetrocknet und JO min bei 180r'C eingebrannt.
Beispiel α
Die Mattierwirkung tier aus Beispiel 1 —7 erhaltenen Produkte wurde in iner mit gangigen Mattierungsmittel
sehr schlecht /u mattierenden Poly-Urethan-Beschichtung.
die vorzugsweise mit Aerogelen mattiert wird, geprüft. Erstaunlicherweise konnte, wie die
folgende Tabelle und graphische Darstellung zeigen, ein Zusammenhang zwischen Porosität, ausgedrückt durch
die DBP-Zahl. und der erziehen Mattstufe nachgewiesen
werden. Die Mattstufe wurde nach Lange bei einem Reflexionswinkel von 60= gemessen (A b b. 3).
Produkt
Ausgangsmaterial
Beispiel 1
aus Beispiel 1
aus Beispiel 2
aus Beispiel 3
aus Beispiel 4
aus Beispiel 5
aus Beispiel 6
aus Beispiel 7
Handelsprodukt
% Restglanz | DBP-Zahl |
60° | (ml/g) |
15,0 | |
43 | 2,78 |
5,0 | 2,60 |
2,8 | 3,10 |
0,7 | 3,60 |
03 | 3,78 |
1,6 | 3,20 |
!,4 | 3,20 |
13 | 330 |
Die verwendete Beschichtungsmasse hatte folgende Zusammensetzung:
^ 3,01 Gew.-T. Rußpaste mit Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymeren
0,62 Gew.-T. blaue Pigmentpräparation in
Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymeren 84,0 Gew.-T. 30% Polyesterurethan in
Äthylacetat
10-20 Gew.-T. Äthylacetat
In diese Masse wurden 3,62 Gew.-T. zu prüfendes Produkt mit dem Spatel eingearbeitet und anschließend
; -, 4 min mit einem Dissolver bei 2000 U/min dispergiert.
Danach wurden jeweils 4,22 Gew.-T. Imprafix* und Desmodur® L (beide Handelsprodukte sind polyfunktionelle, aromatische Isocyanate) mit dem Spatel eingerührt und mit einem 300 μητ Zieheisen auf Karton
:i) aulgezogen.
Nachdem der Aufstrich an der Luft angetrocknet war.
wurde 30 min bei 800C im Trockenschrank ausgehärtet.
Beispiel 10
In einem Lödigemischer werden 400 g einer pyrogenen
Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 25 g/l und einer BET-Oberfläche von 298 rn-Vg mit 100 ml eines
2.5%igen Kieselsäuresol, das einen pH-Wert von 6.3 hat. befeuchtet.
in Die Befeuchtung erfolgt unter mischendem Rühren
durch Zutropfen des Befeuchtungsmittels innerha1'^
15 Minuten. Anschließend wird 30 Minuten nachgemisclit.
Hs wird ein trocken wirkendes Pulver mit einem
γ, Wassergehall von 20% erhalten. Dieses Pulver wird au!
einer Luftstrahlmühle mit einem Mahidruck von 6 bar bei einem Durchsatz von 12.5 kg/h vermählen und π
einem Zylinder bei 110' C im Trockenschrank getrocK-net.
·.·:, Fs wird ein lockeres Pulver mit einem Schüttgewicht
von ! 1 g/l und einer spezifischen Oberfläche von 26J ;; Vg erhalten.
L'er Grmdometerwert nach Hegemann wird /x
45 Mikrometer ermittelt, der Glanzgrad in einer
.i- Pojvurethan-Beschichtungsmasse beträgt i.3% (ermittelt
'vie in Beispiel 9 angegeben).
B e ι -, ό i e '· 11
!" einem« Lödigemischer werden 4( j g pyrogene
«■. Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 25 g/! uno
einer BET-Oberfläche von 298~m2/g mit 100 ml einer
verdünnten wäßrigen Lösung von Natriummethylsilikonat. die einen SiCb-Gehalt von 1,8 Gewichtsprozent
aufweist, unter mischendem Rühren innerhalb 15 Minu ten befeuchtet. Anschließend wird 30 Minuten nachge
mischt.
Es wird ein trocken wirkendes Pulver mit einem Wassergehalt von 20% erhalten, das auf einer
Luftstrahlmühle mit einem Mahldruck von 6 bar und
einem Durchsatz von 11 kg/h vermählen wird. Die
Trocknung erfolgt in einem Zylinder bei 110° C im
Trockenschrank.
Es resultiert ein lockeres Pulver mit einem Schüttgewicht von 12 g/l und einer spezifischen Oberfläche von
216m2/g. Der Grindometerwert nach Hegemann
beträgt 37 Mikrometer, der Glanzgrad in einer PoSyurethan-Beschichtungsmasse 1,8% (ermittelt wie in Beispiel 9 angegeben).
809 628/234
Claims (10)
1. Aerogelartige strukturierte Kieselsäure mit
einer BET-Oberfläche zwischen 80 und 45Om2Zg,
einem Schüttgewicht zwischen 10 und 60 g/l, einer DBP-Zahl zwischen 2,4 und 3,8, einem mittleren
TeilchengröQenbereich von 0,1 bis 7μΓΠ, einem
häufigsten Teilchengrößenbereich von 1 bis 2μπι
und einem pH-Wert in 4%iger wäßriger Aufschläm- ι ο
mung von 6 bis 8, erhalten durch Einarbeiten von 5 bis 50 Gew,-% auf einen pH-Wert zwischen 7 und 14
eingestelltem Wasser in luftdispergierte pyrogene Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 10 bis
60 g/l und einer BET-Oberfläche zwischen 100 und
480 mVg unter gleichmäßiger Verteilung und Trocknen der erhaltenen pulverförmiger! Mischung.
2. Verfahren zur Herstellung aerogelartiger
strukturierter Kieselsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man in luftdispergierte pyrogene Kieselsäure
mit einem Schü'.tgewicht von 10—60 g/l und einer
BET-Oberfläche zwischen 100 und 480 mVg 5—50 Gew.-% auf einen pH-Wert zwischen 7 und 14
eingestelltes Wasser unter gleichmäßiger Verteilung einarbeitet und die erhaltene pulverförmige Mischung trocknet
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von 15 bis 30 einsetzt
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, jo dadurch gekennzeichnet, daß man im Wasser einen
pH-Wert von 10 bis 11 einstellt
5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Wasser freie Kieselsäure oder hydrolytisch Kieselsäure und/oder Alkali
freisetzende Substanzen zusetzt
6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die wasserbeladene
Kieselsäure vor der Trocknung im abgeschlossenen Gefäß 5 bis 60 Minuten bei Temperaturen bis zum
Siedepunkt des Wassers dämpft
7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die wasserbeladene
Kieselsäure zu weiterer Verbesserung der Wasserverteilung vermahlt.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die wasserbeladene
Kieselsäure in einer Dampf- oder Luftstrahlmühle gleichzeitig vermahlt und trocknet.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Trockenvermahlung
auf einer Stift- oder Luftstrahlmühle anschließt
10. Verwendung der nach Ansprüchen 2 bis 9 erhaltenen Kieselsäure des Anspruchs 1 als Mattierungsmittel.
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