DE3937394A1 - Verfahren zur herstellung von kieselsaeuren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von kieselsaeurenInfo
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/50—Agglomerated particles
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zuzr Herstellung
von Kieselsäuren durch Hydrolyse von
Siliciumtetrachlorid mittels Wasser in Gegenwart eines
organischen Lösungsmittelsystems.
Es ist bekannt, Fällungskieselsäuren herzustellen,
indem man flüssiges Siliciumtetrachlorid in eine
wäßrige Flußsäurelösung einrührt (DE-A 35 43 172).
Weiterhin ist es bekannt, Fällungskieselsäuren hoher
Reinheit herzustellen, indem man Siliciumtetrachlorid
und eine äquivalente Menge an Wasser in einem
organischen Lösungsmittel zur Reaktion bringt. Dabei
wird stets die Phase, die das Siliciumtetrachlorid
enthält, vorgelegt und die wasserhaltige Phase
zugegeben. Als organische Lösungsmittel werden Benzol,
Eisessig, Aceton eingesetzt (US-PS 22 69 059).
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung von Kieselsäuren zur Herstellung von
Kieselsäuren durch Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid
mittels Wasser in Gegenwart eines organischen
Lösungsmittelsystems, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß man entweder das Siliciumtetrachlorid oder
das Wasser vorlegt und den jeweils anderen
Reaktionspartner zutropft, wobei man entweder das
Siliciumtetrachlorid oder das Wasser in reiner Form
zutropft, während der jeweils andere Reaktionspartner
im Gemisch oder in Lösung mit dem organischen
Lösungsmittelsystem vorgelegt wird.
In einer bevorzugten Form der Erfindung wird die
wäßrige Phase vorgelegt und das Siliciumtetrachlorid
zugegeben.
Die Reaktionstemperatur kann zwischen 0 und 50°C,
vorzugsweise zwischen 10 und 30°C gehalten werden.
Von besonderem Interesse kann die Reaktionstemperatur
von 0 bis 10°C sein, weil hier bevorzugt kugelförmige
Produkte entstehen.
Als organische Lösungsmittel können einzeln oder in
einem Gemisch mindestens zweier Verbindungen
eingesetzt werden:
Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Petrolether, Benzin, Paraffine oder Octan.
Ether, wie z. B. Tetrahydrofuran, Diäthyläther oder Di-n-butyläther.
Ester, wie z. B. Essigsäureethylester oder Wachse.
Chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Methylenchlorid, Trichloräthan.
Nitrierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Nitromethan.
Ketone, wie z. B. Aceton.
Siloxane, wie z. B. Siliconöl.
Quarternäre Ammoniumverbindungen, wie z. B. Octadecyldimethylbenzylammoniumchlorid.
Carbonsäure wie z. B. Essigsäure, Propionsäure.
Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Petrolether, Benzin, Paraffine oder Octan.
Ether, wie z. B. Tetrahydrofuran, Diäthyläther oder Di-n-butyläther.
Ester, wie z. B. Essigsäureethylester oder Wachse.
Chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Methylenchlorid, Trichloräthan.
Nitrierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Nitromethan.
Ketone, wie z. B. Aceton.
Siloxane, wie z. B. Siliconöl.
Quarternäre Ammoniumverbindungen, wie z. B. Octadecyldimethylbenzylammoniumchlorid.
Carbonsäure wie z. B. Essigsäure, Propionsäure.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden
Vorteile auf:
Es können definierte hydrophobe Kieselsäuren in einem
Schritt hergestellt werden, wenn das organische
Lösungsmittel ein Siloxan bzw. ein Siliconöl enthält.
Durch die Einstellung der Verfahrensbedingungen ist
die Maßschneiderung der BET-Oberflächen und der
Teilchenverteilung möglich.
Es lassen sich 20 bis 100 µ große vorzugsweise
kompakte Kugeln aus Siliciumdioxid herstellen.
Diese Kugeln können vorteilhafterweise als
Katalysatorträger eingesetzt werden. Die hydrophilen
Kieselsäuren können nach einer Calcination als
Quarzersatzstoff eingesetzt werden. Die Hydrophoben
Kieselsäuren können als Entschäumerkieselsäuren,
Mattierungsmittel oder als Füllstoff in
Siliconkautschuk eingesetzt werden.
Bei den folgenden Versuchen wird ein Dreihals-Kolben
verwendet. Es wird mit Wasser gekühlt. Die
Reaktionsmischung wird mittels eines KPG-Rührers
gerührt. Bei der Reaktion wird in der Regel ein
Temperaturbereich von 10 bis 30°C eingehalten.
Die BET-Oberfläche der erhaltenen Produkte wird nach
DIN 66 131 unter Verwendung von Stickstoffgas
ermittelt.
Die Teilchengrößenverteilung wird nach der
CILAS-Methode und aus Rasterelektronenaufnahmen
ermittelt.
Die Reaktion wird in der Regel so durchgeführt, daß
man eine Komponente vorlegt und unter Rühren die
andere Komponente während eines vorgegebenen
Zeitraumes zutropft.
Vorlage:
300 ml Siliconöl V 100 Rhone Poulenc
Rhodeosil 47 V 100
1 mol H₂O
= 1 h emulgiert (1000 U/min)
300 ml Siliconöl V 100 Rhone Poulenc
Rhodeosil 47 V 100
1 mol H₂O
= 1 h emulgiert (1000 U/min)
| Zugabe: | |
| 1/2 mol SiCl₄ | |
| Zugabezeit: | 50 min |
| Temperaturverlauf: | 14±2°C |
| Nachrührzeit: | 1 h (kühlt bei der Nachrührzeit auf -1°C ab) |
| Ausbeute: | 100% |
| Produkt: | "Hydrophobe Kieselsäure" |
| Oberfläche (BET) nach DIN 66 131: | 19 m²/g |
| mittlere Teilchengröße (Cilas): | 4,2 µ |
| mittlere Teilchengröße (REM): | 2 µ |
| C-Gehalt: | 7,9% |
Vorlage:
20 ml Siliconöl V 100 (Rhone Poulenc)
4,1 mol Essigester
1/2 mol SiCl₄
=600 U/min
20 ml Siliconöl V 100 (Rhone Poulenc)
4,1 mol Essigester
1/2 mol SiCl₄
=600 U/min
| Zugabe: | |
| 1 mol Wasser | |
| Zugabezeit: | 10 min |
| Temperaturverlauf: | 20-25°C |
| Nachrühren: | 1 h=600 U/min |
| Produkt: | "Hydrophobe Kieselsäure" |
| Oberfläche (BET): | 221 m²/g |
| mittlere Teilchengröße (Cilas): | 32 µ (Agglomerate) |
| C-Gehalt: | 7,61% |
Vorlage:
2,05 mol Essigester
200 ml Petrolether, Siedepunkt 140°C
1 mol H₂O
2,05 mol Essigester
200 ml Petrolether, Siedepunkt 140°C
1 mol H₂O
| Zugabe: | |
| 0,5 mol SiCl₄ | |
| Zugabezeit: | 60 min |
| Rührgeschwindigkeit: | 600 U/min |
| Temperaturverlauf: | 46-49°C |
| Nachrühren: | 1 h bei 45°C |
| Ausbeute: | 90% |
| Oberfläche (BET): | 47 m²/g |
| mittlere Teilchengröße (Cilas): | 13 µ |
Vorlage:
2,05 mol Essigester
200 ml Petrolether, Siedepunkt 140°C
1 mol H₂O
2,05 mol Essigester
200 ml Petrolether, Siedepunkt 140°C
1 mol H₂O
| Zugabe: | |
| 0,5 mol SiCl₄ | |
| Zugabezeit: | 55 min |
| Rührgeschwindigkeit: | 600 U/min |
| Temperaturverlauf: | 16-24°C |
| Nachrühren: | 1 h |
| Ausbeute: | 91% |
| Oberfläche (BET): | 110 m²/g |
| mittlere Teilchengröße (Cilas): | 13,6 µ |
Vorlage:
4,1 mol Essigester
1 mol H₂O
4,1 mol Essigester
1 mol H₂O
| Zugabe: | |
| 0,5 mol SiCl₄ | |
| Zugabezeit: | 55 min |
| Rührgeschwindigkeit: | 600 U/min |
| Temperaturverlauf: | 16-20°C |
| Nachrühren: | 1 h |
| Ausbeute: | 95% |
| Oberfläche (BET): | 780 m²/g |
| mittlere Teilchengröße (Cilas): | 30 µ |
Vorlage:
6,2 mol Aceton
400 ml Petrolether,
140°C 1 mol H₂O
6,2 mol Aceton
400 ml Petrolether,
140°C 1 mol H₂O
| Zugabe: | |
| 0,5 mol SiCl₄ | |
| Zugabezeit: | 55 min |
| Rührgeschwindigkeit: | 800 U/min |
| Temperaturverlauf: | 17-9°C |
| Nachrühren: | 1 h |
| Ausbeute: | 100% |
| Oberfläche (BET): | 524 m²/g |
| mittlere Teilchengröße (Cilas): | 56,4 µm |
Vorlage: SiCl₄
Zugabe:
1 mol H₂O
0,00024 mol quart. Ammoniumverbindung (Octadecyldimethylbenzylammoniumchlorid)
90 ml Petrolether, 140°C
Zugabe:
1 mol H₂O
0,00024 mol quart. Ammoniumverbindung (Octadecyldimethylbenzylammoniumchlorid)
90 ml Petrolether, 140°C
| Zugabezeit:|20 min | |
| Rührgeschwindigkeit: | 1000 U/min |
| Temperaturverlauf: | 30-45°C |
| Nachrühren: | 1 h bei gleicher Temperatur |
| Ausbeute: | 100% |
| Oberfläche (BET): | 90 m²/g |
| mittlere Teilchengröße (Cilas): | 31 µm |
| C-Gehalt: | 3,9% |
| Cl-Gehalt: | 0,3% |
400 ml Eisessig
200 ml Benzin
18 ml H₂O
25 ml Silikonöl Rhodisil 47 V 10
600 U/min/5°C
58 ml SiCl₄ in 1 h zugetropft
T Start : 7°C T Ende : 4°C
1 h 15 min. bei 600 U/min gerührt
200 ml Benzin
18 ml H₂O
25 ml Silikonöl Rhodisil 47 V 10
600 U/min/5°C
58 ml SiCl₄ in 1 h zugetropft
T Start : 7°C T Ende : 4°C
1 h 15 min. bei 600 U/min gerührt
| Oberfläche (BET): | |
| 412 m²/g | |
| mittlere Teilchengröße: | 17 µm |
| Methanolbenetzbarkeit: | 57% |
| C-Gehalt: | 4,8% |
400 ml Eisessig
200 ml Benzin
18 ml H₂O
10 ml Silikonöl Rhodisil 47 V 10
600 U/min/35°C
58 ml SiCl₄ in 25 min zugetropft
T Start : 35°C T Ende : 31°C
1 h 30 min gerührt bei 35°C 600 U/min.
200 ml Benzin
18 ml H₂O
10 ml Silikonöl Rhodisil 47 V 10
600 U/min/35°C
58 ml SiCl₄ in 25 min zugetropft
T Start : 35°C T Ende : 31°C
1 h 30 min gerührt bei 35°C 600 U/min.
| Oberfläche: | |
| 265 m²/g | |
| mittlere Teilchengröße: | 14 µm |
| Methanolbenetzbarkeit: | 61% |
| C-Gehalt: | 4,4% |
Claims (1)
- Verfahren zur Herstellung von Kieselsäuren durch Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid mittels Wasser in Gegenwart eines organischen Lösungsmittelsystems, dadurch gekennzeichnet, daß man entweder das Siliciumtetrachlorid oder das Wasser vorlegt und den jeweils anderen Reaktionspartner zutropft, wobei man entweder das Siliciumtetrachlorid oder das Wasser in reiner Form zutropft, während der jeweils andere Reaktionspartner im Gemisch oder in Lösung mit dem organischen Lösungsmittelsystem vorgelegt wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893937394 DE3937394A1 (de) | 1988-11-22 | 1989-11-10 | Verfahren zur herstellung von kieselsaeuren |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3839384 | 1988-11-22 | ||
| DE19893937394 DE3937394A1 (de) | 1988-11-22 | 1989-11-10 | Verfahren zur herstellung von kieselsaeuren |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3937394A1 true DE3937394A1 (de) | 1990-05-23 |
Family
ID=25874417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19893937394 Withdrawn DE3937394A1 (de) | 1988-11-22 | 1989-11-10 | Verfahren zur herstellung von kieselsaeuren |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3937394A1 (de) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2269059A (en) * | 1938-05-14 | 1942-01-06 | Corning Glass Works | Method of preparing finely comminuted oxides |
-
1989
- 1989-11-10 DE DE19893937394 patent/DE3937394A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2269059A (en) * | 1938-05-14 | 1942-01-06 | Corning Glass Works | Method of preparing finely comminuted oxides |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |