DE956495C

DE956495C - Verfahren zur Herstellung von amorpher feinteiliger Kieselsaeure

Info

Publication number: DE956495C
Application number: DES35743A
Authority: DE
Original assignee: Silinwerk Van Baerle & Co G M
Current assignee: Silinwerk Van Baerle & Co G M
Priority date: 1953-10-04
Filing date: 1953-10-04
Publication date: 1957-01-17

Description

Verfahren zur Herstellung von amorpher feinteiliger Kieselsäure Die Herstellung von amorpher feinteiliger Kieselsäure bietet große Schwierigkeiten, und seit Jahrzehnten wird nach einem einfachen, großtechnisch anwendbaren Verfahren zu ihrer Herstellung gesucht.
BeimAusfällen von Kieselsäure ausAlkabisilica.tlösungen (Wasserglas) mit Säuren oder sauren Salzen entsteht bekanntlich eine gallertartige Masse, die sich nur schwer auswaschen und filtrieren läßt und beim Trocknen zu harten Massen auftrocknet und zusammenbackt. Selbst wenn diese Massen in Kolloidmüh:len gemahlen werden, genügen sie hinsichtlich ihrer Feinheit und ihres strukturellen Aufbaues nicht den Anforderungen, die z. B. die Kautschukindustrie an weiße Füllstoffe stellt. Andere Verfahren zur Herstellung von pulverförmig ausfallender Kieselsäure sind versucht worden, wie z. B. die Herstellung aus Alkalimeta'silicaten und aus Erdalkalisilicaten nach der topochemischen Reaktion. Auch ist versucht worden, durch Herstellung von Silanolgruppen enthaltender Keime pulverförmig sich abscheidende Kieselsäure zu erzeugen. Alle diese Verfahren sind aber infolge des großen Verbrauchs an Chemikalien und den sehr umständlichen Arbeitsvorgängen teuer.
Es wurde nun ein sehr billiges Verfahren entwickelt, nach welchem direkt aus den üblnchen billigen Alkalisilicaten (Wasserglas) mit an sich bekannten Füllungsstoffen, wie Säure, sauren Alkalisalzen, die lösliche Alkalisalze liefern, und/oder Halogenen Kieselsäure gewonnen werden kann. Erfindungsgemäß wird die Fällung in einer wäßrigen Aufschlämmung von fertiggebildeter Kieselsäure vorgenommen, und zwar derart, daß man die Alkalisilicatlösung und die Füllungslösung getrennt, aber gleichzeitig in stöchiometrischem Verhältnis zugibt.
Starkes Rühren und eine Temperatur zwischen So und 85° sind zweckdienlich. Es war bisher nicht bekannt, daß bei Innehaltung dieser Arbeitsbedingungen die ausfallende Kieselsäure die Struktur der vorgelegten Kieselsäure annimmt. Diese so gewonnene Kieselsäure läßt sich leicht auswaschen, filtrieren und trocknen. Sie trocknet zu einem feinen Pulver auf, in dem eventuell vorhandene zusammengeklebte kleine Teile sich leicht zwischen den Fingern zerdrücken lassen und sich ohne Verwendung von Mühlen rückstandslos durch Siebe durchdrücken lassen. Beispiel In 5001 Wasser werden 1o kg Leichtkieselsäure eingerührt und diese Aufschlämmung dann auf 8o° erhitzt. Getrennt, aber gleichzeitig werden Zoo 1 Natronwasserglas mit einem spezifischen Gewicht von 1,1.52 und 3001 2n-Salzsäure während 2 Stunden langsam unter Rühren einfließen gelassen; nachdem diese Menge eingeflossen ist, werden weitere 3001 Wasser hinzugegeben. Der pH-Wert soll während dieser Operation zwischen 7 und 7,5 gehalten werden.
Nach iostündigem Absetzen teilt sich die Flüssigkeit in zwei Teile. Der untere Teil enthält die Kieselsäure, der obere Teil eine wäßrige Natriumchloridlösung. Der obere Teil wird abgesogen und der untere zweimal mit Wasser gewaschen, dann filtriert und das Filtriergut bei 75 bis ioo° getrocknet und gesiebt. Die Ausbeute beträgt 65 kg Kieselsäure mit einem Schüttgewicht von etwa 6o g/1. Diese Kieselsäure ist hervorragend geeignet als Verstärkungsmittel für die Kautschukindustrie. Die so erhaltene Kieselsäure ergab bei der gummitechnischen Prüfung Einreißfestigkeiten von im Mittel 8/36 bis 8/47 kg. Bisher konnten bei der normalen Testmischung mit anders hergestellter Kieselsäure nur Einrßißfestigkeiten von im Mittel 6/24 bis 8/27 kg erhalten werden.
Neben dieser feinen Kieselsäure verlangt die Kautschukindustrie als weiße Füllstoffe noch eine Kieselsäure mit einem geringen Gehalt an Silicaten der Metalle der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems, z. B. Calciumsilicat. Für besondere Zwecke soll dieser Silicatgehalt 4'% nicht übersteigen. Eigenartig ist nur, daß das chemische Beimischen von Erdalkalisilicat zur Kieselsäure ein Produkt liefert, das nicht die verstärkende Wirkung eines direkt gefällten Produktes hat. Bisher hat man sich so geholfen, daß man ein Erdalkalisilicat, z. B. Calciumsilicat, durch Fällung aus verdünntem Wasserglas mit verdünnter Calciumchloridlösung hergestellt hat und in dieser Fällung durch Zusatz von Säuren so viel Calciumsilicat topochemisch zersetzte,. daß eine Kieselsäure mit etwa 4% Calciumsilicat übrigblieb. Jedem Fachmann ist nun verständlich, daß diese Umsetzung im Großbetrieb große Arbeit erfordert und ferner einen erheblichen Bedarf an Chemikalien, wie z. B. Calciumchlorid und Salzsäure, beansprucht.
Der Erfinder hat nun gefunden, daß die Übertragung des Verfahrens zur Herstellung von reiner Kieselsäure mittels vorgebildeter und den strukturellen Aufbau bedingender Kieselsäure sich sinnentsprechend auch hier anwenden läßt. Als strukturformender Körper werden in diesem Falle Silicate der Metalle der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems entweder allein oder in Mischung mit Kieselsäure in wäßriger Aufschlämmung vorgelegt. Man kann so in direktem Verfahren eine Kieselsäure mit jedem Prozentsatz an diesem Silicat herstellen.

Claims

.PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung amorpher feinteiliger Kieselsäure und Kieselsäure mit einem bestimmten Gehalt an Silicaten der Metalle der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung von Kieselsäure aus Alkalisilicaten und Säuren auf strukturformende, vorgebildete Kieselsäure oder Kieselsäure mit einem Gehalt an Silicaten der Metalle der II. und 11I. Gruppe des Reriodischen Systems derart vorgenommen wird, daß Alkalisilicablösung und die Fällungslösung getrennt, aber gleichzeitig in stöchiometrischem Verhältnis zugegeben werden. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 6o1 235.