DE2723452A1

DE2723452A1 - Verfahren zur herstellung von gamma-dicalciumsilicat

Info

Publication number: DE2723452A1
Application number: DE19772723452
Authority: DE
Inventors: Minoru Miyamoto; Tomoo Shiohara; Nobuo Tamaki
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1977-12-08
Also published as: FR2352748B1; NL182795B; DE2723452C3; ES459084A1; FR2352748A1; AU2535077A; IT1078994B; NL182795C; CA1083781A; US4118227A; DE2723452B2; AU508028B2; NL7705710A; GB1573519A

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE - GrUPF

Dipl.-Chsm. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

7 2 3 A 5 2 Bavarlaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.: (0 89)53 96 53-56 Telex: 5 24 845 tipat cable. Germaniapatent München 24. Mai 1977 B 8205
case F5043-K53 (SekLsui) YE

Sekisui Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha
Osaka / Japan

Verfahren zur Herstellung von
V-Dicalciumsilicat

709*4971040

Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

P «205

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Dicalciumsilicatpulver und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von feinem Dicalciumsilicatpulver mit einheitlichem Korndurchmesser.

Dicalciumsilicat (Ca₂SiO,) wurde als Bestandteil von Hydraulikzernent bzw. Wasserkitt intensiv untersucht. Es ist bekannt, daß Dicalciumsilicat (als "DCS" abgekürzt) polymorph ist und in vier Modifikationen existiert, die cL, ot¹ und ß und ?f bezeichnet werden. Die oL_t ot¹ und ß-Typen sind "hydraulisch" und als Zusätze für hydraulischen Zement wirksam. ^-CDS ist jedoch"nicht hydraulisch" und wird als unbrauchbar für hydraulischen Zement betrachtet.

Die «^-Modifikation von DCS ist bei 2130 bis 1450⁰C stabil, od'-DCS bei 1^50 bis 850⁰C, ß-DCS bei 725 bis 525⁰C und der Stabilitätsbereich von ^f-DCS reicht nicht über 850°C. Bei Zimmertemperatur sind also nur ^-DCS-Kristnlle stabil. Um DCS-Kristalle der <x, ot' und ß-Modifikationen bei Zimmertemperatur stabil zu halten unter Zurückdrängung der Bildung von ^f-DCS, der als Bestandteil von hydraulischem Zement unwirksam ist, wurden bereits viele Versuche unternommen, einen Teil der Ca-Ionen oder einen Teil der Si-Ionen durch andere Metall- oder Nichtmetallionen bei der Herstellung von DCS zu ersetzen (siehe z.B. K.Suzuki et al., Yogyo-Kyokai-Shi 79 (6)(1971) 23-32).

3^-DCS wurde also als ein für industrielle Zwecke unbrauchbares Material angesehen, dessen gewerbliche Herstellung und industrielle Anwendung schwerlich erstrebt wurden. Lediglich K.Speakman u.a., J.Chem.Soc.

(A), 1967, IO52-IC6O stellen in einer Arbeitfest, daß ^f-DCS mit Wasser unter verschärften Bedingungen (I50 -

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600°C und 5 - 350 bar) unter Bildung eines Hydrats reagiert.

Anhand ausgedehnter Untersuchungen zur Erforschung wertvoller Anwendungen für -DCS wurde nun gefunden, daß jf-DCS als Füllstoff für synthetische Harze benutzt werden kann und auch als Stabilisator für gewisse synthetische Harze wie z.B. Polyvinylchlorid brauchbar ist. Es wurde ferner festgestellt, daß ^f-DCS, um gewerblich als Füllstoff oder Stabilisator für synthetische Harze brauchbar zu sein, feinkörnig und von möglichst einheitlichem Korndurchmesser sein sollte.

Auf der anderen Seite ist bekannt, daß im wesentlichen -j 5 reines DCS beim Abkühlen von hoher Temperatur bei nicht über 500⁰C spontan in die ^-Modifikation mit hohem spezifischen Volumen übergeht und daher zu einem feinen Pulver zerkleinert wird (eine Erscheinung, die als "Stäuben" bezeichnet wird; siehe z.B. "Ceramics Industry 2C Handbook" (japanische Ausgabe), Seite 1670, herausgegeben von der Japan Association of Ceramics, gedruckt von der Gihodo Co., Ltd., Dez.1966).

Da bislang nie positive Versuche zur Herstellung von j^-DCS unternommen wurden, war noch nicht geklärt, unter welchen Bedingungen jf-DCS gut in ein feines Pulver mit einheitlicher Korngröße zerkleinert werden kann.

Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren zur jjO Herstellung eines feinen jf-DCS-Pulvers mit einheitlichem Korndurchmesser. Dabei wird insbesondere eine sehr hohe spezifische Oberfläche angestrebt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein solches Pulver mit großer Neigung oder Befähigung zum Einfang von Halogenwasserstoffen, das als Stabilisator für halogenhaltige Harze brauchbar ist. Ferner bezweckt die Erfindung die Herstellung eines

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feinen gleichmäßigen ^-DCS-Pulvers mit geringer Hygroskopizität, das als Füllstoff für synthetische Harze brauchbar ist.

Zu diesem Zv/eck wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Dicalciumsilicat durch Brennen eines eine Calciumoxidkomponente und eine Siliciumdioxidkomponente umfassenden Ausgangsmaterials vorgesehen, bei dem das Brennen in Gegenwart von zumindest einer Verbindung aus der durch Titanoxid, Zinkoxid, Alkalimetallchloride und Erdalkalimetallchloride gebildeten Gruppe durchgeführt wird und das resultierende jf-Dicalciumsilicat in Form eines feinen Pulvers gewonnen wird.

Die vorstehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung noch näher hervorgehen.

Dicalciumsilicat oder kurz "DCS" ist eine Verbindung der Formel Ca^SiC^ mit einer Struktur, bei der zwei Moleküle CaO und 1 Molekül SiCp chemisch miteinander verbunden sind. Es wird üblicherweise durch Brennen eines Aus?-angsmatcrials bei hohen Temperaturen erzeugt, das eine Calciumoxidkomponente (CaO-Komponente) und eine Siliciumdioxid-Komponente (SiOp-Komponente) umfaßt.

Gemäß eines ersten Merkmals der Erfindung wird das Ausgangsmaterial in Gegenwart von zumindest einer Verbindung aus der Gruppe Titanoxid, Zinkoxid, Alkalimetallchlorid und Erdalkalimetallchlorid gebrannt. Wenn das durch Brennen unter diesen Bedingungen erhaltene Produkt abgekühlt wird, kann ^-DCS als ein sehr feines Pulver trotz Fehlens irgendeiner speziellen Pulverisierungsbehandlung erhalten werden und die Teilchengröße des erhaltenen Pulvers ist sehr einheitlich. Es wurde auch gefunden, daß das beim Brennen in Gegenwart eines Alkali-

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metallchlorids oder eines Erdalkalimetallchlorids resultierende ^f-DCS-Pulver eine sehr große spezifische Oberfläche zusätzlich zur feinen und einheitlichen Korngröße aufweist.

Das bei der Dicalciumsilicatherstellung angewandte

Ausgangsmaterial umfaßt eine Calciumoxidkomponente und eine Siliciumdioxidkomponente. Als "Calciumoxidkomponente" wird hier ein CaO enthaltender oder freigebender Bestandteil bezeichnet, der in die DCS-Struktur als CaO eingeführt werden oder CaO einführen kann. Als "Siliciumdioxidkomponente" wird hier ein SiOp enthaltender oder freigebender Bestandteil bezeichnet, der in die DCS-Struktur als SiOp eingeführt werden kann.

Das Ausgangsmaterial kann eine einzelne Substanz sein, die die CaO-Komponente und SiOp-Komponente im gebundenen Zustand enthalt oder das Ausgangsmaterial kann eine Mischung vcn CaO enthaltender Substanz und einer 2C SiOp enthaltenden Substanz sein.

Erwiinschtermaßen besteht das Ausf.angsmaterial im wesentlichen aus der CaO-Komponente und der SiCp-Komponente. Es ist ebenfalls erwünscht, daß das nach der noch zu beschreibenden Brennbehandlung erhaltene feste Produkt keinen Bestandteil enthält, der feste Substanzen ander? als /"-DCS im freien Zustand oder im an CaO und/oder SiOp gebundenen Zustand zurückläßt.

Wollastonit (CaSiO,) ist ein Beispiel für eine einzelne Substanz, die eine CaO-Komponente und SiOp-Konjponente im gebundenen Zustand enthält.

Zu den im Ausgangsmaterial unabhängig von der Komponente anwesenden bzw. zu benutzenden,CaO enthaltenden Substanzen gehören nicht nur Calciumoxid, d.h. Ätzkalk ,

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sondern auch CaO enthaltende Verbindungen, die sich unter den noch zu beschreibenden Brennbedingungen zu CaO und flüchtigem Material zersetzen. Typische Beispiele für solche CaO enthaltenden Verbindungen sind Calciumhydroxid, Calciumcarbonat und Calciumhydroqencarbonat. von diesen ist Calciumcarbonat besonders geeignet.

Erwünschtermaßen ist die CaO enthaltende Substanz so rein wie möglich, um die Bildung von d-, oC-und/oder ß-DCS möglichst gering zu halten und eine Reinigung des gewonnenen ^f-DCSs zu vermeiden. Bevorzugt wird eine Reinheit von zumindest 95 %.

Die SiU₂ enthaltende Substanz kann im wesentlichen aus Siliciumdioxid bestehen oder sie kann durch SiOp enthaltende Verbindungen gebildet werden, die sich unter den noch zu beschreibenden Brennbedingungen zu Siliciumdioxid und flüchtigem Material zersetzen. Zu speziellen Beispielen für die SiOp enthaltende Substanz gehören amorphe Kieselsäure, Kieselsäureanhydrid,Kieselstein,Quarzsand, Quarz und Kieselsäure. Von diesen wird Kieselsäureanhydrid und Kieselstein besonders bevorzugt . Aus den gleichen Gründen, wie schon angegeben,ist die SiOp enthaltende Substanz von höchstmöglicher Reinheit, die vorzugsweise bei zumindest 95 % liegt.

Das Verhältnis zwischen der CaO-Komponente und der SiOp-Komponente im Ausgangsmaterial für das DCS ist nicht auf einen engen Bereich beschränkt, sondern kann z.B. je nach den Typen der CaO- bzw. SiOp-Komponenten \ind Brennbedingungen erheblich variieren.

Allgemein vorteilhaft ist die Anwendung von 30 bis 100 Gewichtsteilen, vorzugsweise 40 bis 60 Gewichtsteilen und insbesondere 50 bis 55 Gewichtsteilen SiOp-Komponente (gerechnet als SiOJ pro 100 Gewichtsteile

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CaO-Komponente (gerechnet als CaO).

Gemäß der Erfindung wird das vorstehend beschriebene Ausgangsmaterial in Gegenwart von zumindest einer Verbindung aus der durch Titanoxid, Zinkoxid, Alkalimetallchloride und Erdalkalimetallchloride gebildeten Gruppe gebrannt. Diese Verbindungen können in irgendeiner gewünschten Form zugesetzt werden, so lange sie unter den Brennbedingungen die Form der genannten Verbindungen annehmen. Beispielsweise kann Titanoxid als solches oder auch als eine Substanz zugesetzt v/erden, die sich unter den Brennbedingungen zu Titanoxid und einem flüchtigen Material zersetzt, wofür Titanhydroxid ein Beispiel ist. Für gewerbliche Anwendungen können zu geeigneten Titanoxidquellen Titanpigmente vom Rutiltyp oder Anatastyp sowie Rutil gehören.

Ebenso kann Zinkoxid als solches oder als eine Substanz zugesetzt werden, die sich unter den Brennbedingungen zu Zinkoxid und flüchtigem Material zersetzt, wofür Zinkhydroxid, Zinkcarbonat und Zinkoxalat Beispiele sind. Zu geeigneten Zinkoxidquellen für gewerbliche Anwendungen können Hydrozinkit bzw. Zinkblüte und Rotzinkerz gehören.

Zu gemäß der Erfindung anwendbaren Alkalimetallchloriden gehören Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Lithiumchlorid, Rubidiumchlorid und Ceriumchlorid. Von diesen ist Natriumchlorid besonders geeignet. Zu den Erdalkalimetallchloriden gehören Berylliumchlorid, Magnesiumchlorid, Calciumchlorid, Strontiumchlorid und Bariumchlorid. Von diesen werden Magnesiumchlorid und Calciumchlorid besonders bevorzugt.

Die vorstehend genannten Stoffe können einzeln oder als Mischung von zwei oder mehreren angewandt werden.

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Diese Stoffe können dem Ausgangsmaterial vor dem Brennen zugemischt oder während des Brennens zugesetzt werden.

Vorzugsweise werden diese Zusätze allgemein in Form von Pulver benutzt.

Die Zusatzmenge ist nicht kritisch und kann beispielsweise abhängig vom Typ der CaO- und SiOp-Komponenten im Ausgangsmaterial, den Brennbedingungen und den Zusatz-

1C typen über einen weiten Bereich variiert werden. Zur Erzielung beachtlicher Wirkungen erfolgt der Brennvorgang vorteilhafterv/eise in Gegenwart von zumindest 0,3 Gewichtsteilen, vorzugsweise C,5 bis 50 Gewichtsteilen Zusat.-. pro 1CO Gewichtsteile CaO-Komponente im Ausgangsmaterial (gerechnet als CaO). Bevorzugte Zusatzmengen sind je nach Zusatztyp unterschiedlich. Titanoxid und Zinkoxid können in einer Menge von 0,5 bis 15 Gewichtsteilen, insbesondere C,5 bis 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile CaO-Komponente im Ausgangsmaterial (gerechnet ^al^s CaO) anlesend sein. Auf der anderen Seite kann ein Alkalimetallchlorid oder Erdalkalimetallchlorid in einer Menge von 0,7 bis A6 Gewichtsteilen, insbesondere 1 bis 30 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile CaO-Komponente im Ausgangsmaterial (gerechnet als CaO) vorhanden sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausf^hrungsart der Erfindung

wird die Zusatzsubstanz vor dem Brennen mit dem Ausgangsmaterial vermischt. Um eine möglichst einheitliche Dispersion des Zusatzes im Ausgangsmaterial zu erreichen, ^O wird der Zusatz erwünschtermaßen in Form eines möglichst fein pulverisierten Pulvers benutzt.

Das Ausgangsmaterial kann bis zu 10 Gewichtsteile, erwünschtermaßen bis zu 5 Gewichtsteile andere anorganische Stoffe (speziell Metalloxide) pro 100 Gewichtsteile CaO-Komponente (als CaO gerechnet) als Verun-

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reinigungen oder Fremdstoffe zusätzlich zum flüchtigen Material enthalten. Bei der Herstellung von herkömmlichem DCS verursacht die Anwesenheit oder der Einbau von Metalloxiden wie Eisenoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid im Ausgangsmaterial eine Schwärzung des resultierenden DCSs,eine Beschränkung des Stäubens" und eine Tendenz zur Bildung von DCS vom oC¹- oder ß-Typ. Es wurde jedoch gefunden, daß die vorstehend genannte Erscheinung der herkömmlichen Techniken nicht auftritt, wenn der Brenn-Vorgang in Gegenwart von Titanoxid, Zinkoxid, einem Alkalimetallchlorid und/oder einem Erdalkalimetallchlorid gemäß der Erfindung erfolgt, selbst wenn das Ausgangsraaterial diese Verunreinigungen in den vorstehend beschriebenen Mengen enthält.

Das Brennen des Ausgangsmaterials kann allgemein bei einer Temperatur von zumindest 1C00 C, vorzugsweise 1200 bis 1600⁰C und insbesondere 13C0 bis 15C0°C vorgenommen werden, obgleich die Brenntemperatur nicht besonders beschränkt ist und irgendeine Temperatur sein kann, bei der die CaO-Komponente und die SiOp-Komponente im Ausgangsmaterial zu DCS reagieren. Ein Brennvorgang in Gegenwart von Titanoxid oder Zinkoxid kann bei einer höheren Temperatur, speziell oberhalb von 14CC°C,erfolgen und ein Brennen in Gegenwart von einem Alkalimetalloder Erdalkalimetallchlorid kann bei einer niedrigeren Temperatur, speziell bei 13CO bis 145O°C, durchgeführt werden.

Das Brennen kann nach irgendeiner bekannten Methode erreicht werden, z.B. durch Aufheizen des Ausgangsmaterial in einem auf hohe Temperatur aufgeheizten Ofen wie einem elektrischen Ofen, Schwerölofen oder Gasofen. Die Atmosphäre, in welcher der Brennvorgang erfolgt, ist nicht besonders beschränkt, und man kann Luft anwenden. Bei Bedarf kann für eine Stickstoffatmosphäre oder eine

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Atmosphäre verminderten Drucks gesorgt werden.

Der Brennvorgang kann durchgeführt werden, bis das Ausgangsmaterial vollständig gebrannt oder geschmolzen ist unter Bildung eines einheitlichen Reaktionsprodukts. Allgemein kann der Brennvorgang zumindest 15 Minuten bei den oben genannten Brenntemperaturen und vorzugsweise 0,5 bis 5 Stunden, insbesondere etwa 1 bis 3 Stunden dauern, je nach angewandter Brenntemperatur.

Das Brennprodukt wird abgekühlt, v/as spontan oder mit Zwangskühlung erfolgen kann. Eine Zwangskühlung kann vorgenommen werden, indem man gekühlte Luft oder anderes Gas oder ein flüssiges Kühlmedium, speziell Wasser, anwendet. Die Anwendung von Kühlgas ist bequem.

Das Brennprodukt erleidet während der Abkühlung und Verfestigung eine spontane Zerstäubung und als ein Endprodukt wird ein sehr feines ^-DCS Pulver mit einem sehr einheitlichen Teilchendurchmesser gewonnen.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene ^-DSC Pulver zeichnet sich durch eine einheitliche feine Teilchengröße aus. Die Feinheit des Pulvers ist derart, daß - wie es auch aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht - im wesentlichen alle Teilchen einen Durchmesser von nicht mehr als 50 /um und üblicherweise nicht mehr als 4C ^um haben. Die Einheitlichkeit der Teilchendurchmesser des erfindungsgemäßen jf-DCS-Pulvers ist anhand der Korngrößenverteilungskurve erkennbar (bei der der Teilchendurchmesser län£s der Abszisse und die Anzahl der Teilchen mit einem solchen Durchmesser längs der Ordinate aufgetragen sind} die einen steilen Anstieg zum Maximalwert und schmalen Abklingbereich zeigt. Speziell haben fast alle Teilchen, d.h. zumindest 80 %_feinen Durchmesser im Bereich von 5 bis 30 yum.

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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein sehr feines jf-DCS-Pulver mit einheitlichem Korndurchmesser leicht ohne die Notwendigkeit einer mechanischen Pulverisierung oder Aussiebung erhalten werden.

Wenn das Ausgangsmaterial in Gegenwart eines Alkalimetallchlorids und/oder eines Erdalkalimetallchlorids gebrannt wird, kann ein zusätzlicher Vorteil erzielt werden, der darin besteht, daß das resultierende ^f-DSC-Pulver eine sehr hohe spezifische Oberfläche hat, die üblicherweise bei U bis 15 m /g liegt. Dabei kann das Alkalimetall- oder Erdalkalimetallchlorid allein oder zusammen mit Titanoxid und/oder Zinkoxid anwesend sein. Im Falle, daß sie gemeinsam benutzt werden, können das Alkali- oder Erdalkalimetallchlorid und Titanoxid oder Zinkoxid in den oben angegebenen Mengen anwesend sein, jedoch können die Mengen auch etwas geringer gewählt werden. Von Vorteil ist speziell die Anwesenheit von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen Alkali- oder Erdalkalimetall-Chlorid sowie 0,5 bis 5 Gewichtsteilen Titanoxid oder Zinkoxid pro 1CO Gewichtsteile CaO-Komponente im Ausgangsmaterial (als CaO gerechnet).

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wurde festgestellt, daß ein ^-DCS-Pulver mit sehr feiner und einheitlicher Korngröße und sehr hoher spezifischer Oberfläche auch nach einem 2-Stufen-Verfahren erhalten werden kann, bei dem das die CaO- und SiCp-Komponente enthaltende Ausgangsmaterial in Gegenwart von Titanoxid und/oder Zinkoxid nach dem bereits vorstehend beschriebenen Verfahren unter Bildung eines sehr feinen if-DCS-Pulvers mit einheitlichen Teilchendurchmesser gebrannt wird und das resultierende feine jf-DCS-Fulver dann in Gegenwart eines Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxids aufgeheizt wird.

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D.h. die erste Stufe besteht im Brennen des Ausgangsmaterials in Gegenwart von Titanoxid und/oder Zink oxid - in der beschriebenen Weise - und das resultierende einheitliche und feine ^f-DCS-Pulver wird dann in der zweiten Stufe in Gegenwart eines Metalloxids aus der Gruppe der Alkalimetalloxide und Erdalkalimetalloxide aufgeheizt. Dabei kann das Alkalimetalloxid unter den zu beschreibenden Aufheizbedingungen in dieser Form vor handen sein, wobei die Form der Zugabe zum o^-DCS-Pulver nicht besonders beschränkt ist. Erwünschtermaßen liegt es in einer Form vor, die praktisch keine feste Verunreinigung im ^-DCS nach der Wärmebehandlung zurückläßt.

Das Metalloxid kann daher als solches zum jy^-DCS-Pulver zugesetzt werden. Vorzugsweise wird es jedoch in Form einer Verbindung zugesetzt, die sich unter den zu beschreibenden Aufheizbedingungen zum Metalloxid und flüchtigem Material zersetzt, wodurch sich ein Alkalimetalloxid oder alkalisches Metalloxid ergibt. Bevorzugte Alkali- und Erdalkalimetalloxide sind die Oxide von Natrium,Kalium , Lithium, Rubidium, Cäsium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium. Von diesen werden Natriumoxid, Kaliumoxid, Magnesiumoxid und Calciumoxid besonders bevorzugt.

Beispiele für Verbindungen, die Alkalimetalloxide oder Erdalkalimetalloxide ergeben, sind Carbonate oder Bicarbonate von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen sowie Hydroxide von Erdalkalimetallen und speziell Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Lithiumcarbonat, Berylliumcarbonat, Ma; nesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Strontiumcarbonat, Bariumcarbonat, Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Rubidiumbicarbonat, Mg-, Ca-, Sr- und 3a-bicarbonat so\^ie Mg-, Ca- und Bariumhydroxid.

Die Alkali- und Erdalkalimetallcarbonate oder -bicarbonate sind besonders wirksam. Von diesen werden Magnesiumcarbonat

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-V-

Natriumbicarbonat und Kaliumbicarbonat bevorzugt. Diese Verbindungen können entweder einzeln oder nach Wunsch als Mischung von zwei oder mehreren angewandt werden.

Die Verbindungen können in Mengen benutzt werden, die unter den Aufheizbedingungen zur Bildung von zumindest 0,1 Gewichtsteil, vorzugsweise 0,2 bis 20 Gewichtsteilen und insbesondere 0,5 bis 15 Gewichtsteilen eines Alkalimetalloxids oder eines Erdalkalimetalloxids pro 100 Gewichtsteile ^-DCS-Pulver führen. Bei Anwendung des Metalloxids selbst wird dieses in den genannten Mengen zum if-DCS-Pulver hinzugegeben.

Das x*"-DCS-PuIver kann in Gegenwart des Metalloxids auf eine Temperatur von zumindest 500°C aufgeheizt werden. Geeignete Aufhei/.temperaturen variieren abhängig vom Typ der Metallverbindung, der Teilchengröße des jf-DCS-Pulvers usw. Üblicherweise liegen die Temperaturen bei 900 bis 13C0°C und vorzugsweise bei 1000 bis 1200⁰C. 20

Die Atmosphäre, in der die Wärmebehandlung erfolgt, ist nicht besonders beschränkt und kann durch Luft gebildet werden. Nach Wunsch kann die Aufheizung in einer Atmosphäre von Stickstoff oder unter vermindertem Druck erfolgen.

Die Aufheizdauer variiert ebenfalls weitgehend abhängig vom Typ des angewandten Metalloxids, der Teilchengröße des ^-DCS-PuIvers, der Aufheiztemperatur usw. Im allgemeinen beträgt sie zumindest 15 Minuten und vorzugsweise C,5 bis 5 Stunden, insbesondere 1 bis 3 Stunden.

Die Aufheizung kann nach einem üblichen Verfahren vorgenommen werden, beispielsweise durch Anwendung von auf hohe Temperaturen aufgeheizten elektrischen Öfen, Schwerölöfen oder Gasofen.

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Die Abkühlung des wärmebehandelten Produkts liefert ein ^-DCS-Pulver mit dem gleichen Teilchendurchmesser wie vor der Aufheizung, jedoch mit weit höherer spezifischer Oberfläche. Die Abkühlung kann spontan bzw. von allein oder mit Zwangskühlung (z.B. durch Luft, Wasser usw.) erfolgen.

Gemäß dieses Aspekts der Erfindung werden ^"-DCS-Pulver erhalten, die allgemein eine spezifische Oberfläche von 3 bis 10 m /g haben.

Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann ein ^-DCS-Pulver mit sehr feiner und einheitlicher Teilchengröße ohne Anwendung irgendwelcher mechanischer Pulverisierungs- oder Aussiebmittel liefern. Gemäß eines Aspekts der Erfindung hat das resultierende γ~ -DCS-PuIver eine sehr hohe spezifische Oberfläche zusätzlich zum feinen und gleichmäßigen Teilchendurchmesser. Das gemäß der Erfindung erhaltene jf-DCS-Pulver hat ein sehr starkes Einfangvermögen für Halogenwasserstoff und ist als Stabilisator für halogenhaltige Harze wie Polyvinylchlorid brauchbar. Darüberhinaus zeigen die Pulver eine geringe Wasserabsorption und überlegene Affinität zu unterschiedlichen synthetischen Harzen und sie sind damit als Füllstoffe für zahlreiche synthetische Harze brauchbar.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Alle in diesen Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, wenn nichts anderes angegeben ist.

Die "Teilchengrößenverteilung" wurde mit einem auf dem Lichtdurchlaßprinzip basierenden Teilchengrößenverteilun^smeßgerät (von der Seisin Kigyosha Co., Ltd.) ermittelt.

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Die "spezifische Oberfläche" wurde nach der BET-Methode mit einem ^orptiometer"(der Perkin Eimer Co., Ltd.) gemessen.

Die "Stabilität bei chlorhaltigen Harzen" wurde in folgender Weise bestimmt: 5 Teile einer J^-DCS-Pulverprobe wurden zu 1CC Teilen Vinylchloridharz mit einem Polymerinationsgrad von 1050 hinzugegeben und gut vermischt. Nach JIS K-6723 (Wärmebeständigkeitstest) wurde die resultierende Mischung in ein Ölbad von 200⁰C getaucht und die Zeit ermittelt, bis ein mit dem Harz in Berührung gebrachtes Kongorot-Testpapier blau wurde.

Beispiel 1

53,6 Teile Kieselsäureanhydrid, 178,4 Teile (1CO Teile CaO) Calciumcarbonat und 0,71 Teile Titanoxid wurden vermischt und gründlich gerührt. Die erhaltene Mischung wurde in einen Porzellantiegel gebracht und in einem Siliconit-Elektroofen mit einer Aufheizgerchwindigkeit von 5°C/s auf 1450⁰C erhitzt und zwei Stunden lang bei dieser Temperatur gebrannt. Das Brennprodukt wurde aus dem Ofen bei hohen Temperaturen herausgezogen und dann abkühlen gelassen.

Die Selbstpulverisierung des Brennprodukts fand im Verlaufe der Abkühlung statt unter Bildung eines weißen Pulvers. Die Röntgenbeugungsanalyse zeigte, daß das Pulver aus reinem ^"-DCS bestand und frei von nicht umgesetztem Calciumoxid war. Die Messung der Korngrößenverteilung 3C ergab folgende Werte:

0 bis 5 /um 8,4 Gew.%

5 bis 10 /um 24,7 Gew.^

10 bis 2C /um 42,5 Gew.%

2C bis 30 /m 13,7 Gew.?i

30 bis AC pm 5,6 Gew.%

40 bis 5C /um 5,1 Gew.%

mehr als 50 /um 0 Gew.% 709*49/1040

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Die Meßergebnisse zeigen, daß das resultierende V^-DCS einen mittleren Teilchendurchmesser von 15 /um hatte, wobei die meisten Teilchendurchmesser im Bereich von 5 bis 3C pm lagen. Daraus folgt, daß das resultierende Fulver eine einheitliche und feine Korngröße hatte.

Beispiel 2

53,0 Teile Kie:gelSäureanhydrid, 178,4 Teile Calciumcarbonat und C,71 Teile Titanoxid wurden vermischt und

1C grundlich verührt. Die Mischung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 gebrannt. Eine spontane Pulverisierung des gebrannten Produkts fand im Verlaufe der Selbstabkühlung statt unter Erzielung eines weißen Pulvers. Dieses war reines ^-DCS und frei von nicht umgesetztem Calciumoxid. Das Fulver hatte eine feine einheitliche Korngröße mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 15 /um.

Die Teilchengrößenverteilung des resultierenden Pulvers zeigte folgende Werte:
0 bis 5 /um 9,0 Gew. %

5 bis 10 " 25,1 "

10 bis 20 ^lf 42,6 "

20 bis 30 "

30 bis 40 "

25 40 bis 50 "

mehr als 50 ium

Beispiel 3

Kieselsteinpulver (von Shiraishi Kogyo Co., Ltd.; 42,9 Teile), 178,4 Teile hartes Calciumcarbonat und 14,8 Teile Titanoxid (von Ishihara Sangyo Kabushiki Kaisha) wurden miteinander vermischt. Die Mischung wurde in gleicher V/eise wie in Beispiel 1 gebrannt. Während der Selbstabkühlung erfolgte eine spontane Pulverisierung des Brennprodukts zu einem weißen Pulver.

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14	,2	It
5	,7	Il
3	.4	η
0		η

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Dieses weiße Pulver bestand hauptsächlich aus y-DCS mit einem kleinen Anteil Calciumtitanat, jedoch ohne nicht umgesetztes Calciumoxid. Das Pulver hatte eine feine und gleichmäßige Korngröße, wobei der mittlere Teilchendurchmesser bei etwa 15 /um lag. Die Teilchengrößenverteilung zeigte folgende Werte:

0 bis 5 μτη 7,2 Gew.96

5 bis 10 " 23,5 ⁿ

10 bis 20 " 40,1 "

20 bis 30 " 13,5 ^M

30 bis 40 " 5,5 "

40 bis 50 ⁿ 5,0 "

50 bis 74 « 3,2 "

74 bis 147 " 2,0 ^M

mehr als 147 pm 0 ⁿ

Vergleichsbeispiel 1

53,6 Teile Kieselsäureanhydrid (von Nakarai Chemical Co., Ltd.) wurden mit 178,4 Teilen schweren Calciumcarbonate vermischt und die Mischung 2 Stunden lang bei 155O°C nach einem ähnlichen Verfahren wie in Beispiel 1 gebrannt. Im Verlaufe der Selbstabkühlung erfolgte eine spontane Pulverisierung des Brennprodukts, jedoch war das resultierende weiße }f-DCS-Pulver von grober Korngröße. Die Teilchengrößenverteilung zeigte folgende Werte:

0 bis 50 pm 3,9 Gew.%

50 bis 74 " 8,4 »

74 bis 147 " 29,2 "

mehr als 147/um 58,5 "

Vergleichsbeispiel 2

53,6 Teile Kieselsäureanhydrid, 178,4 Teile Calciumcarbonat und 3,6 Gewichtsteile Ferrioxid wurden gut miteinander vermischt. Die Mischung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 gebrannt und das Brennprodukt einer

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Selbstabkühlung überlassen. Während dieser Abkühlung erfolgte eine spontane Pulverisierung des Brennprodukts. Das dabei erhaltene Pulver enthielt kein nicht umgesetztes Calciumoxid und bestand fast völlig aus ^ Es wurde jedoch leicht braun. Die Teilchengrößenverteilung des Pulvers zeigte folgende Werte:

0,5	bis	5
5	bis	10
10	bis	20
20	bi s	30
30	bis	40
40	bis	50
50	bis	74
74	bis	147
mehr	als	147

3,1	Gew.96
10,2	Il
26,4	η
17,8	η
9,6	Il
10,0	U
17,5	η
3,1	Il
2,3	it

Der Teilchendurchmesser war mithin nicht einheitlich und es war eine beträchtliche Teilchenmenge mit einem Durchmesser über 50 Aim vorhanden.

Beispiel 4

Das folgende Beispiel dient zum Nachweis, daß das gemäß Beispiel 1 erhaltene /'-DCS-Pulver eine geringe Wasseraufnahme zeigte und ein guter Füllstoff für syn-

25 thetische Harze war.

(A) Messung der tfasserabsorption (Volumenänderung) Das Volumen einer Pulverprobe wurde gemessen. Die Probe wurde dann für eine bestimmte Zeitdauer in Wasser getaucht. Danach wurde das Pulver durch Filtrieren gesammelt, gut mit Methanol gewaschen und 24 Stunden lang bei Zimmertemperatur unter vermindertem Druck getrocknet. Anschließend wurde erneut das Volumen bestimmt. Auf diese Weise wurde die Volumenzunahme gegenüber dem Anfangsvolumen ermittelt. Die Volumenänderung war mit höherer Wasserabsorption größer. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt.

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Probe

^-DCS-Pulver gemäß 5 Beispiel 1

^f-DCS-Pulver gemäß Vgl.-beispiel 1

handelsübliches ß-DCS-PuIver (*a)

handelsübliches <£.'-DCS-Pulver (*b)

% Volumenänderung nach Einbringen in Wasser für die angegebene Zeitdauer
3 Tage 7 Tage 1fr Tage

0,fr5

0,5

3,7

10,8

3,C

5,0

8,6

15,6

3,0

5,5

9,8

25,1

Bemerkung

(*a): Das Pulver wurde durch Brennen einer Mischung von 53,6 Teilen Kieselsäurepulver, 178,fr Teilen schweren Calciumcarbonats und 2 Teilen Boroxid bei 1fr50°C für zwei Stunden und Pulverisieren des Brennprodukts auf einen mittleren Teilchendurchmesser von 15 /um mit der

20 Kugelmühle erhalten.

(*b): Das Pulver wurde aus fr8,2 Teilen Kieselsäurepulver, 178,fr Teilen schweren Calciumcarbonats und 12,2 Teilen Bariumoxid in gleicher Weise wie bei (*a) hergestellt.

Die Ergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäß erhaltene 2f-DCS-Fulver eine geringe Wasserabsorption aufweist.

(B) Messung der Reckbarkeit von Folien Für diese Messungen wurden das gemäß Beispiel 1 erhaltene jf-DCS-Fulver und das gemäß Vergleichsbeispiel 1 erhaltene jj^DCS-Fulver verwendet.

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B 8205

Je 50 Teile der Fulver wurden zu 1C0 Gewichtsteilen Polyäthylen hinzugegeben. Die Mischung wurde auf einer Walze gut durchgeknetet unter Bildung einer Polyäthylenfolie mit einer Dicke von 1 mm. Danach wurde versucht, die Folie biaxial auf das Zehnfache der Fläche durch einen Spannrahmenprozeß unter Erwärmung in heißer Luft auf 120⁰C zu recken. Die aus der /"-DCS-Pulver gemäß Vergleichsbeispiel 1 enthaltenden Mischung erzielte Folie zerriß an den Teilen, in denen große Teilchen anwesend waren und die Folie zerriß, wenn das Reckverhältnis bezogen auf die Fläche einen V/ert von erreichte. Im Gegensatz dazu konnte die aus der j^-DCS-Pulver gemäß Beispiel 1 enthaltenden Mischung erhaltene Folie auf das Zehnfache gereckt v/erden und die gereckte Folie war einheitlich und glatt.

Ans diesen beiden Versuchen folgt mithin, daß das erfinrkingscemnß erhaltene jf'-DCS-Pulver als Füllstoff für synthetische Harze überleben ist. 2C

Beispiel 5

53,6 Teile Kieselsteinpulver, 178,4 Teile schweres Calciumcarbonat und 3 Teile Zinkoxid wurden miteinander vermischt und die Mischung in gleicher Weise wie in Beispiel 1 gebrannt. Beim Abkühlen erfolgte eine spontane Pulverisierung des Brennprodukts unter Bildung eines weißen ^-DCS-Pulvers mit der folgenden Korngrößenverteilung:

0 bis 5 /um 2,8 Gew.%

5 bis 10 ^im 14,2 "

10 bis 20 " 67,8 "

20 bis 30 ^M 0,8 »

J5C bis 40 " 8,8 ^r?

UC bis 50 " 5,6 ^M

mehr als 50 " 0 "

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B 8205

- 25 -

Beispiele 6 bis 8

Eine bestimmte Menge (7,7 Teile fur Beispiel 6, 15 Teile für Beispiel 7 und 30 Teile für Beispiel 8) Calciumchlorid wurde zu einer Mischung aus 53,6 Teilen Kieselsteinpulver und 178,4 Teilen Calciumcarbonat (1CO Teilen CaO) hinzugegeben und die Mischung verrührt.

Die Mischung wurde in einen elektriscnen Ofen gegeben und 2 Stunden lang bei etwa 130C⁰C gebrannt. Unmittelbar nach dem Brennen wurde das Brennprodukt aus dem Ofen genommen und an Luft abkühlen gelassen. Während der Abkühlung pulverisierte das Brennprodukt von selbst zu einem weißen Pulver. Eine Röntgenbeugun^sanalyse zeigte, daß die resultierenden Pulver der einzelnen Versuche durch reines ^f-DCS gebildet wurden. Die elektronenmikroskopische Untersuchung ergab eine unebene Oberfläche mit erhabenen und ausgehöhlten Bereichen; der mittlere Teilchendurciimesser lag bei etwa 15 /im, wobei die meisten Teilchen einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 30 /am hatten. Die Teilchengrößenverteilung der einzelnen Pulver war wie folgt:

Teilchendurchmesser Beispiel 6 Beispiel 7 Beispiel 8 (pm) (Gew.?*) (Gew. %) (Gew.Jb)

0 bis 5	1C,1	10,1	5,5
5 bis 10	18,1	18,1	17,1
10 bis 2C	40,0	40,0	35,6
20 bis 30	2C,C	2C,5	18,5
3C bis 40	L,6	4,6	10,5
40 bis 50	7,2	7,2	6,3
50 bis 74	0	0	3,5
74 bis 147	0	0	3,0
mehr als 147	0	0	0

Die spezifische Oberfläche und Stabilität gegenüber chlorhaltigen Harzen der resultierenden ^f-DCS-I ulver wurde

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B 8205

ermittelt; die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Ein Vergleich der Ergebnisse mit den gemäß Beispiel erhaltenen zeigt, daß die nach diesem Beispiel erhaltenen jf-DCS-Pulver eine hohe spezifische Oberfläche und verbesserte Stabilität hatten.

Beispiele 9 und 1ü

Eine bestimmte Menge (5 Teile für Beispiel 9 und 10 Teile für Beispiel 10) Magnesiumchlorid wurde zu einer Mischung aus 34,9 Teilen Kieselsteinpulver und 116,1 Teilen Calciumcarbonat (65,1 Teile CaC) hinzugegeben und die Mischung verrührt. Die Mischung wurde in einen elektrischen Ofen gegeben und 2 Stunden lang bei etwa 135C°C gebrannt. Nach dem Brennen wurde das Brennprodukt noch bei hohen Temperaturen aus dem Cfen gezogen. Es wurde an Luft abgekühlt. Während der Abkühlung erfolgte eine spontane Fulverisierung des Brennprodukts unter Bildung eines weißen Pulvers.

Das resultierende 1 ulver war reines jf-DCS mit einer unebenen Oberfläche mit erhabenen und ausgehöhlten Bereichen. Das 1ulver hatte einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 15 /um. Wie die folgende Teilchen^rößenverteilung zeigt, hatten die meisten Teilchen einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 30 um.

Teilchendurchmesser Beispiel 9 Beispiel 10

(Gew.%) (Gew. %)

0 bis 5

^3C 5 bis 10 10 bis 2C 20 bis 30 30 bis 40 40 bis 5C ³⁵ 50 bis 74

mehr als 7h

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8,	1	7,5
18,	0	19,2
36,	7	40,3
19.	2	20,5
4»	5	4, 4
9,	2	5,5
4,	3	2,6
0		O

B 8P.05

Die spezifische Oberfläche und Stabilität der erhaltenen jf-DCS-Fulver wurden ebenfalls, bestimmt; die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Beispiel 11

34,9 Teile Kieselsteinpulver, 116,1 Teile CaO-Komponente (entsprechend 65,1 Teilen CaO) und 0,46 Teile Titanoxid wurden gut miteinander vermischt. Die resultierende Mischung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6 bei 1ACO⁰C gebrannt. Das Brennprodukt wurde an Luft abgekühlt, wobei im Verlaufe der Abkühlung eine spontane Pulverisierung des Brennprodukts erfolgte.

Das Pulver war ^-DCS und hatte einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 15/um, wobei die meisten Teilchen einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 30 /um hatten. Die Teilchenoberflächen waren glatt.

Die spezifische Oberfläche und Stabilität des }f-DCS-Fulvers wurden bestimmt; die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

TABELLE 1

Beispiel	spezifische Oberfläche	7,5	Stabilität
	(m²/g)	12,0	(s)
6	8,0	640
7	7,5	940
8	8,0	710
9	2,6	540
10	-	660
11	180
Elindprobe*	65

* Vinylchloridharz allein

709849/1(KO

B 82C5

Beispiel 12

1C Teile Natriumchlorid wurden zu einer Mischung aus 53,6 Teilen Kieselsteinpulver und 178,4 Teilen Calciumcarbonat (entsprechend 1CO Teilen CaO) hinzu— gegeben und gut durchmischt. Die Mischung wurde 1 Stunde lang in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 bei etwa 1300 C gebrannt. Im Verlaufe der Abkühlung des Brennprodukts erfolgte eine spontane Fulverisierung unter Bildung eines weißen ^-DCS-Pulvers mit folgender Teilchengrößen-IC verteilung:

C bis 5 pn 8,5 Gew.%

5 bis 1C " 17,0 »

10 bis 2C " 38,4 ·»

20 bis 30 " 21,5 "

3C bis AO " 7,0 ^fl

4C bis 50 " 7,6 "

mehr als 5C ^M 0 "

Beispiel 13

Zu 1CO Teilen des gemäß Beispiel 11 erhaltenen ^-DCS-I lilvers wurden 15 Teile Natriumcarbonat hinzugegeben und gut vermischt. Die resultierende Mischung wurde in einen elektrischen Ofen gegeben und erneut 2 Stunden lang bei etwa 1OCO⁰C gebrannt. Das Brennprodukt wurde abgekühlt unter Erzielung eines weißen Pulvers. Dieses bestand aus reinem ^-DCS mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 15 /M. Wie die folgende Teilchengrößenverteilung zeigt, hatten die meisten Teilchen einen Durchmesser von 5 bis 30 yuin. Die Oberflächen der Teilchen hatten erhabene und ausgehöhlte Bereiche.

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B 8205

0	bis	5	pm
5	bis	10	ti
10	bis	20	•I
2C	bis	30	Il
30	bis	4C	η
40	bis	50	Il
mehr als	50 ··

	2723452	Gew. %
8,4	H
24,7	Il
42,5	H
13,7	Il
5,6	Il
5,1	Il
0

Die spezifische Oberfläche und Stabilität des re sultierenden ^f-DCS-Fulvers wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.

Die weiter unten angegebene Tabelle 2 zeigt, daß das nach dem vorliegenden Beispiel erhaltene ^-DCS-I-ulver eine höhere spezifische Oberfläche und bessere Stabilität hatte als das gemäß Beispiel 11 erhaltene tf- -DCS-PuIver.

Beispiel 14

2C Teile Kaliumcarbonat wurden zu 1CC Teilen des gemäß Beispiel 11 erhaltenen ^-DCS-Iulvers hinzugegeben und mit diesem gut vermischt. Die resultierende Mischung wurde in einem elektrischen Ofen erneut 2 Stunden lang bei etwa 10CO⁰C gebrannt. Das Brennprodukt wurde unter Erzielung eines weißen Pulvers abgekühlt. Dieses Pulver war reines J^-DCS mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 15 ^m. Seine unten angegebene Teilchengrcßenverteilung zeigt, daß die meisten Teilchen einen Durchmesser von 5 bis 30 μτα hatten. Die Oberflächen

3C der Teilchen hatten erhabene und ausgehöhlte Bereiche.

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B 8205

	O	bis	5	yum
	5	bis	10	Il
	10	bis	20	It
	20	bis	30	Il
VJl	30	bis	4C	n
	40	bis	50	ti
	mehr als	50 "

	2723452
0,4	Gew.%
24,7	•1
42,5	Il
13,7	U
5,6	η
5,1	η
0	η

Die spezifische Oberflache und Stabilität des resultierenden jf-DCS-Pulvers wurden gemessen; die Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle 2 angegeben.

Aus Tabelle 2 geht hervor, daß das gemäß Beispiel erhaltene ,^-DOS-Pulver eine größere spezifische Oberfläche und bessere Stabilität als das gemäß Beispiel 11 erhaltene ^-DCS-Pulver hatte.

Beispiel 15

2C 10 Teile Magnesiumcarbonat wurden zu 100 Teilen des gemäß Beispiel 11 erhaltenen ^f-DCS-Pulvers hinzugegeben und zur Bildung einer Mischung gut durchgerührt. Die Mischung v/urde in gleicher Weise wie in Beispiel 13 wärmebehandelt unter Erzielung eines weißen lulvers.

Dieses bestand aus reinem 3*-DCS mit einem mittleren Teilchencturchmesser vcn etwa 15 ^m. Seine Teilchengrcßenverteilun, zeigte, daß die meisten Teilchen einen Durchmesser von 5 bis 30 yum hatten. Die Oberflächen der Teilchen hatten erhabene und ausgehöhlte Bereiche. Die

-^q Teilchengrößenverteilung war wie im Beispiel 14.

Die spezifische Oberfläche und Stabilität des resultierenden ^-DCS-Pulvers wurden gemessen; die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.

Aus Tabelle 2 geht hervor, daß das gemäß Beispiel erhaltene ^-DCS eine größere spezifische Oberfläche und

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B 8205

bessere Stabilität hatte als das gemäß Beispiel 11 erhaltene jf-DCS.

TABELLE 2

Beispiel	spezifische Überfläche	Stabilität
	(m²/g)	(s)
11	2,6	180
13	5,0	340
14	4,0	420
15	3,5	270

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Claims

B 8205 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von feinkörnigem tf-Dicalciumsilicat mit im wesentlichen einheitlicher Korngröße durch Brennen eines eine Calciumoxidkomponente und eine Siliciumdioxidkomponente aufweisenden Ausgangsmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennen in Gegenwart von zumindest einer Verbindung aus der Gruppe Titanoxid, Zinkoxid, Alkalimetall-Chlorid und Erdalkalimetallchlorid durchgeführt md ggf. das durch spontane Fulverisierung bei der Abkühlung erhaltene Produkt in Anwesenheit von Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxid nacherhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalimetallchlorid Natriumchlorid und als Erdalkalimetallchlorid Calciumchlorid oder Magnesiumchlorid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der beim Brennen anwesenden Verbindung bei zumindest 0,3 Gewichtsteilen und vorzugsweise 0,5 bis 50 Gewichtsteilen pro 1Γ0 Gewichtsteile Calciumoxidkomponente (gerechnet als CaC) liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennen in Gegenwart von 0,5 bis 15 Gewichtsteilen Titanoxid oder Zinkoxid pro 100 Gewichtsteile Calciumoxidkomponente (gerechnet als CaC) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennen in Gegenwart eines Alkalioder Erdalkalimetallchlorids in Mengen von 0,7 bis 46 Gewichtsteilen pro 1C0 Gewichtsteile vorgenommen wird.

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ORIGINAL INSPECTED

B 8205

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennbehandlung bei zumindest 1000⁰C und vorzugsv/eise bei einer Temperatur von 12C0 bis 1600 C durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennbehandlung zumindest 15 Minuten lang durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennbehandlung in Gegenwart eines Alkali- oder Erdalkalimetallchlorids erfolgt und ^-Dicalciumsilicat mit einer feinen Korngröße und hohen spezifischen Oberfläche gewonnen wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial aus einer Mischung von einer calciumoxidhaltigen Substanz, die vorzugsweise durch Calciumoxid oder eine CaO enthaltende Substanz gebildet wird, die sich unter Brennbedingungen zu CaO und einem flüchtigen Material zersetzt und einer siliciumdioxidhaltigen Substanz besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die calciumoxidhaltige Substanz durch Calciumcarbonat, Calciumbicarbonat oder Calciumhydroxid gebildet wird.

11, Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die siliciumdioxidhaltige Substanz durch amor-he Kieselsäure, Kieselsäureanhydrid, Silica, Kieselstein, Siliciumdioxidsand, Quarz oder Siliciumdioxid gebildet wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

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B 8205

dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial 100 Gewichtsteile Calciumoxidkomponente (gerechnet als CaO) und 60 bis 40 Gewichtsteile Siliciuradioxidkomponente (gerechnet als SiOp) enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Brennbehandlung in Gegenwart von Titanoxid und/oder Zinkoxid erfolgt und das resultierende feine jj'-Dicalciumsilicatpulver in Gegenwart von Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxid nacherhitzt bzw. v/ärmebehandelt wird unter Gewinnung von if-Dicalciumsilicat mit feinem Teilchendurchmesser und hoher spezifischer Oberfläche.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem feinpulvrigen ^-Dicalciumsilicat eine unter den Wärmebehandlungsbedingungen Alkali- oder Erdalkalimetalloxid ergebende Verbindung zugesetzt und die Mischung aufgeheizt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung ein Material aus der Gruppe der Carbonate und Bicarbonate von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen sowie der Erdalkalimetallhydroxide zugesetzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkali- oder Erdalkalimetalloxidmenge bei zumindest 0,1 Gewichtsteil und vorzugsweise bei G, 2 bis 20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des feinpulvrigen ^-Dicalciumsilicats liegt.

17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nacherhitzung auf eine Temperatur von zumindest 500⁰C und vorzugsweise 9CO bis 1300⁰C erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest 15 Minuten lang nacherhitzt wird.

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-*- 2723Λ52

19. ^-Dicalciumsilicat mit einer im wesentlichen einheitlichen Teilchengröße unter 50 yum, -vorzugsweise von etwa 5 bis 3C ^m, erhältlich nach einem der vorangehenden Ansprüche.

2C. ^-Dicalciumsilicatpulver nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine spezifische Oberfläche im Bereich von 3 bis 15 m /g.

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