FI61199B - FOER FARING FOR FRAMING WITH AMOFA UTFAELLDA KISELSYRAPIGMENT - Google Patents
FOER FARING FOR FRAMING WITH AMOFA UTFAELLDA KISELSYRAPIGMENT Download PDFInfo
- Publication number
- FI61199B FI61199B FI2551/73A FI255173A FI61199B FI 61199 B FI61199 B FI 61199B FI 2551/73 A FI2551/73 A FI 2551/73A FI 255173 A FI255173 A FI 255173A FI 61199 B FI61199 B FI 61199B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- acid
- pigment
- silicate
- alkali metal
- sodium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C01B33/187—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates
- C01B33/193—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/02—Amorphous compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
- C01P2006/82—Compositional purity water content
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
RSSFn [B] (11)KUULUTUSJULICAISU , « . g gRSSFn [B] (11) ADVERTISING PUBLICATIONS, «. g g
Ma lJ ' ' UTLÄCCNINGSSKMFT ö 1 C ...Patentti myönnetty 10 06 1932 ' Patent meddelat ^ T ^ (51) Kv.ik.3/im.ci.3 C 09 C 1/30, A 61 K 7/16 SUOM l—FI N LAN D <*> PtMnttlhtkamui — PKmt*n«6knlnj 2551/73 (22) Hakamlspllvi — Amttknlnpdtg lU.08.73 * * (23) AJkupllvi — Glltl|h«tfdt| lU.08.73 (11) Tulkit |ulklMlul — Bllvlt offentllj 25 02 r*kfrt*HKallltu· (4« NfcMhlp». !·»«*(«Ma lJ '' UTLÄCCNINGSSKMFT ö 1 C ... Patent granted 10 06 1932 'Patent meddelat ^ T ^ (51) Kv.ik.3 / im.ci.3 C 09 C 1/30, A 61 K 7/16 ENGLISH l — FI N LAN D <*> PtMnttlhtkamui - PKmt * n «6knlnj 2551/73 (22) Hakamlspllvi - Amttknlnpdtg lU.08.73 * * (23) AJkupllvi - Glltl | h« tfdt | lU.08.73 (11) Interpreters | ulklMlul - Bllvlt offentllj 25 02 r * kfrt * HKallltu · (4 «NfcMhlp».! · »« * («
Patent- och ragirtarstyralMn ' AmMcan uth|d och utijkrtftm puUicmd 26.02.82 (32)(33)(31) Pyydetty matoikmu— Begird prtorltat 2U. 08.72 USA(US) 283^67 (71) J.M. Huber Corporation, Locust, New Jersey, USA(US) (72) Satish Kumar Wason, Churchville, Maryland, Peter van der Heem,Patent- och ragirtarstyralMn 'AmMcan uth | d och utijkrtftm puUicmd 26.02.82 (32) (33) (31) Pyydetty matoikmu— Begird prtorltat 2U. 08.72 USA (US) 283-67 (71) J.M. Huber Corporation, Locust, New Jersey, USA (72) Satish Kumar Wason, Churchville, Maryland, Peter van der Heem,
Perryville, Maryland, Neil Bernard Jurinski, Churchville,Perryville, Maryland, Neil Bernard Jurinski, Churchville,
Maryland, USA(US) (74 ) Berggren Oy Ab (5*0 Menetelmä amorfisten saostettujen piihappopigmenttien valmistamiseksi - Förfarande för framställning av amorfa utfällda kiselsyra-pigment Tämä keksintö koskee synteettisiä, amorfisia saostettuja piihappopigmenttejä ja tarkemmin sanoen uutta menetelmää synteettisten saostettujen piihappopigmenttien valmistamiseksi, joilla on parannetut fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.The present invention relates to synthetic, amorphous precipitated silica pigments and, more particularly, to a novel process for the preparation of synthetic, amorphous precipitated silica pigments. has improved physical and chemical properties.
Kuten alalla tiedetään hienojakoisia amorfisia, saostettuja piihappopigmenttejä ja tiettyjä tseoliittityyppisiä alumiinisili-kaatteja voidaan valmistaa hapottamalla silikaatin vesiliuosta hapolla tai hapon suolalla, kuten alumiinisulfaatilla. Tällaisia tuotteita on kaupallisesti saatavana ja niitä myy J.M. Huber Corporation kauppanimillä "Zeo", "Zeolex" ja "Arogen". Tyypillisiä esimerkkejä näistä tuotteista samoin kuin menetelmistä niiden valmistamiseksi esitetään amerikkalaisissa pantenteissa 2 739 073; 2 843 346 ja 3 582 179.As is known in the art, finely divided amorphous precipitated silica pigments and certain zeolite-type aluminosilicates can be prepared by acidifying an aqueous solution of silicate with an acid or an acid salt such as aluminum sulfate. Such products are commercially available and sold by J.M. Huber Corporation under the tradenames "Zeo", "Zeolex" and "Arogen". Typical examples of these products as well as methods for their preparation are disclosed in U.S. Panthers 2,739,073; 2,843,346 and 3,582,179.
Yleensä tällaisille tunnetuille pigmenteille on luonteenomaista ja niillä on seuraavat ominaisuudet: tiheä huokosrakenne, suuri märkäkakun kosteuspitoisuus, suuri öljyn absorptio, alhainen poimukulutuskestoisuus, suuri pinta-ala ja alhainen tiivistiheys. Näistä ominaisuuksista, kuten suuresta öljyn absorptiosta, suuresta pinta-alasta jne. johtuen näitä pigmenttejä on käytetty laajasti ja menestyksellisesti vahvistavina pigmentteinä kumissa, maa- 2 611 99 leissaj paperin valmistuksessa, kosteuden säätäjinä jne. Suuri märkäkakun kosteuspitoisuus on kuitenkin epäedullinen siinä, että kuivaus- ja suodatusmäärät kasvavat nostaen täten lopputuotteen kokonaishintaa. Esimerkiksi tavanomaisessa yllä määritettyjen pii-happopigmenttien valmistuksessa tuotteen märkäkakun kosteuspitoisuus (saostetun reaktiomassan suodatuksen jälkeen) on suunnilleen 82 %; tämä merkitsee, että 100 osasta märkäkakkua voidaan saada talteen vain 18 osaa kuivaa pigmenttiä.In general, such known pigments are characterized and have the following properties: dense pore structure, high wet cake moisture content, high oil absorption, low corrugation resistance, high surface area and low seal density. Due to these properties such as high oil absorption, large surface area, etc., these pigments have been widely and successfully used as reinforcing pigments in rubber, in the manufacture of paper, in moisture regulators, etc. However, the high moisture content of the wet cake is disadvantageous in drying. and the filtration amounts increase, thus raising the total price of the final product. For example, in the conventional preparation of the silicic acid pigments defined above, the moisture content of the wet cake of the product (after filtration of the precipitated reaction mass) is approximately 82%; this means that only 18 parts of dry pigment can be recovered from 100 parts of a wet cake.
Tässä mielessä on hiljattain kehitetty menetelmä kvartsi-pigmenttien valmistamiseksi, joilla on parannetut fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, kuten harva huokosrakenne, alhainen märkäkakun kosteuspitoisuus, suuri kulutuskestoisuus, alhainen öljyn absorptio ja suuret tiivistiheydet. Yllä mainitun hakemuksen opetusten mukaisesti pigmentit valmistetaan hapottamalla alka-limetallisilikaatin liuosta hapolla, kunnes saostuminen juuri alkaa. Tässä vaiheessa reaktiomassaa vanhennetaan jonkin aikaa ja sen jälkeen hapon lisäämistä jatketaan, kunnes saadaan saostunut tuote. Erään esitetyn menetelmän toteutusmuodon mukaisesti adduktimateriaalia, kuten alumiinia sekoitetaan edeltäkäsin happoon pigmentin taitekertoimen säätämiseksi siten, että sitä voidaan käyttää kirkkaissa hammastahnavalmisteissa.In this sense, a process has recently been developed for the production of quartz pigments with improved physical and chemical properties such as sparse pore structure, low wet cake moisture content, high wear resistance, low oil absorption and high seal densities. According to the teachings of the above application, the pigments are prepared by acidifying a solution of alkali metal silicate with acid until precipitation just begins. At this point, the reaction mass is aged for some time and then the addition of acid is continued until a precipitated product is obtained. According to an embodiment of the method shown, an adduct material such as aluminum is premixed with an acid to adjust the refractive index of the pigment so that it can be used in clear toothpaste preparations.
Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan edelleen parannettu menetelmä hammastahnoissa käytettävien amorfisten, saostet-tujen piihappopigmenttien valmistamiseksi, joilla on alhainen suodatuskakun kosteuspitoisuus ja alhainen veden pidätys ja yleensä ainutlaatuinen fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien tasapaino verrattuna tavanomaisiin tunnettuihin saostettui-hin pigmentteihin, jolloin samalla valmistuskustannuksia voidaan alentaa. Keksinnön mukaisessa menetelmässä hapotetaan natrium-, kalium- tai litiumsilikaatin vesiliuosta hapolla pigmentin saos-tamiseksi ja reaktioliuokseen lisätään alkalimetallisilikaatti-liuosta, ja saostunut pigmentti otetaan talteen, ja keksintö on tunnettu siitä, että alkalimetallisilikaatin, jonka moolisuhde SiC^/^0 on noin 1-4, edullisesti 2,3-2,7, jolloin X on natrium, kalium tai litium, vesiliuokseen lisätään ensin yksinomaan happoa, kunnes pigmentin saostuminen juuri alkaa, ja hapon lisäämistä jatketaan tästä kohdasta keskeyttämättä reaktiota, samalla kun lisätään alkalimetallisilikaattiliuosta, kunnes pigmentin saostuminen on tapahtunut täydellisesti, ja hapon ja silikaatin samanaikaisia lisäysnopeuksia säädetään siten, että reaktiomassan pHIt is an object of the present invention to provide a further improved process for the preparation of amorphous, precipitated silica pigments for use in toothpastes having a low filter cake moisture content and low water retention and a generally unique balance of physical and chemical properties over conventional known precipitated pigments. In the process of the invention, an aqueous solution of sodium, potassium or lithium silicate is acidified with an acid to precipitate a pigment, and an alkali metal silicate solution is added to the reaction solution, and the precipitated pigment is recovered, and the invention is characterized in that the alkali metal silicate has a SiO 2 / O 4, preferably 2.3-2.7, where X is sodium, potassium or lithium, the acid is first added exclusively to the aqueous solution until precipitation of the pigment just begins, and the addition of acid is continued from this point without interrupting the reaction while the alkali metal silicate solution is added until the pigment precipitates. the simultaneous addition rates of acid and silicate are adjusted so that the pH of the reaction mass
3 61199 pysyy vakiona välillä noin 8,0-11,0, jolloin saadaan pigmentti, 2 jonka pinta-ala on noin 50-200 m /g.3,61199 remains constant between about 8.0 and 11.0 to give a pigment 2 having a surface area of about 50-200 m / g.
Keksinnön havainnollistamiseksi viitataan seuraavaan yksityiskohtaiseen kuvaukseen, joka paljastaa erityisen edulliset menetelmä- ja valmistemuodot kuvaamistarkoituksessa.To illustrate the invention, reference is made to the following detailed description, which discloses particularly preferred methods and preparations for purposes of illustration.
Kuten yllä lyhyesti esitettiin tavanomaiset saostetut pii-hapot valmistetaan antamalla silikaatin vesiliuoksen reagoida hapon kanssa. Valmistetun lopullisen piihapon luonne riippuu osaksi sen valmistukseen käytetyn silikaattiliuoksen luonteesta. Yleisesti hyväksytään esimerkiksi, että kaupallisesti saatavat natriumsilikaattiliuokset polymeroituvat enemmän tai vähemmän riippuen niiden piihappo/natriumoksidisuhteista (SiC^/NagO). Esimerkiksi natriummetasilikaatin (moolisuhde 1) tiedetään olevan pääasiassa monomeerisen luonteeltaan, kun taas vesilasi (moolisuhde 3»3) on luonteeltaan sekä monomeerinen että polymeerinen. Huolimatta tästä kun happoa lisätään alkalimetallisili-kaatin liuokseen, saatu reaktioväliaine pysyy kirkkaana siihen asti kunnes ilmenee lievää sameutta (jota kutsutaan opaloitu-mispisteeksi). Kun hapon lisäämistä jatketaan, piihappo- tai piidioksidipigmentti alkaa saostua, kunnes koko silikaattiliuos on saostunut. Sovinnaisesti tunnetuissa menetelmissä reaktio-massan pH vaihtelee, kun hapon lisäystä jatketaan ja se on tavallisesti välillä n. 5,5-6,5 panoksen loppuessa. Tässä vaiheessa massa muodostetaan, pestään ja kuivataan.As briefly described above, conventional precipitated silicic acids are prepared by reacting an aqueous solution of silicate with an acid. The nature of the final silicic acid produced depends in part on the nature of the silicate solution used to make it. For example, it is generally accepted that commercially available sodium silicate solutions polymerize more or less depending on their silica / sodium oxide ratios (SiO 2 / NagO). For example, sodium metasilicate (molar ratio 1) is known to be predominantly monomeric in nature, while water glass (molar ratio 3 → 3) is both monomeric and polymeric in nature. Nevertheless, when the acid is added to the alkali metal silicate solution, the resulting reaction medium remains clear until a slight turbidity (called opal point) occurs. As the addition of acid continues, the silica or silica pigment begins to precipitate until the entire silicate solution has precipitated. In conventionally known methods, the pH of the reaction mass varies as the addition of acid is continued and is usually between about 5.5 and 6.5 at the end of the charge. At this point, the pulp is formed, washed and dried.
Tämän keksinnön mukaisesti on havaittu, että jos happoa syötetään silikaattiliuokseen niin kauan kunnes kaikkein ensimmäinen 11 61199 opaloituminen on havaittavissa ja reaktiota tai pigmentin saostumista jatketaan sen jälkeen vakio-pH-arvolla, on saaduilla pigmenteillä ainutlaatuiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, jotka itse asiassa riippuvat käytetystä pH-arvosta. Kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin selostetaan sen lisäksi, että tuotetaan pigmenttejä, joilla on erityisen edulliset ominaisuudet (kuten alempi märkäkakun kosteuspitoisuus, joka tekee mahdolliseksi suuremmat kuivaus- ja suodatusmäärät), on havaittu, että tuotteita joilla on suuri määrä toivottavia ominaisuuksia, voidaan valmistaa vaihtelemalla pH-arvoa, jossa saostus suoritetaan sameuden ensimmäisen ilmestymisen jälkeen. Tarkemmin sanoen on havaittu, että ’’harvan huokosrakenteen” piihappo-ja, joilla on sekä suuret että pienet pinta-alat ja tasaisempi hiuk-kaskoko, voidaan valmistaa tämän keksinnön avulla.In accordance with the present invention, it has been found that if the acid is introduced into the silicate solution until the very first 11 61199 opalescence is observed and the reaction or pigment precipitation is then continued at constant pH, the resulting pigments have unique physical and chemical properties which in fact depend on the pH used. -arvosta. As will be explained in more detail below, in addition to producing pigments with particularly advantageous properties (such as a lower wet cake moisture content, which allows for higher drying and filtration rates), it has been found that products with a large number of desirable properties can be prepared by varying pH. , where precipitation is performed after the first appearance of turbidity. More specifically, it has been found that “low pore structure” silicic acids having both large and small surface areas and a more uniform particle size can be prepared by the present invention.
Tässä kohdin voidaan huomauttaa, että tässä käytettynä sanonnan ’’huokosrakenne’’ tarkoitetaan käsittävän piihappomateriaalin kyvyn pidättää vettä märkäkakussaan ja näin se myös määritellään.In this regard, it may be noted that as used herein, the term “pore structure” is intended to include the ability of a silica material to retain water in its wet cake and is thus also defined.
Kun piihapot kuten edellä mainitut sovinnaiset saostetut piihapot pidättävät suuren prosenttimäärän vettä, so. lähellä 75-85 %, ne tunnetaan ja niistä käytetään nimitystä tiheän huokosrakenteen p^j.-hapot. Materiaaleista, jotka pidättävät alle 75 % ja mieluummin lähellä 50-70 % vettä märkäkakussaan, käytetään nimitystä harvan huokosrakenteen piihapot.When silicas such as the conventional precipitated silicas mentioned above retain a large percentage of water, i. close to 75-85%, they are known and are referred to as dense pore structure p ^ j.-acids. Materials that retain less than 75% and preferably close to 50-70% water in their wet cake are referred to as low pore silica.
Puuttuen nyt spesifisempiin yksityiskohtiin keksintöä toteutettaessa osa reaktiossa käytettävästä alkalimetallisilikaatin kokonaismäärästä syötetään ensin reaktoriin liuoksena ja liuos kuumennetaan lämpötilaan välille n. 37-121°C ja mieluummin välille n. 66-79°C. Yleensä ja ellei tässä erityisesti mainita reaktiolämpötilat ja nopeudet samoin kuin reagenssien, so. silikaattiliuoksen ja hapon väkevyys ovat samat kuin yllä selostetuissa tunnetuissa saostettujen piihappopigmenttien valmistusmenetelmissä. Keksintöä toteutettaessa on kuitenkin havaittu, että erityisen edulliset tulokset saavutetaan, jos silikaattiliuoksen väkevyys on luokkaa n. 0,12-0,30 kg/1. Hapo-tusainetta tai happoa, esim. rikkihappoa syötetään seuraavaksi reaktoriin, kunnes ensimmäisen kerran ilmenee lievää sameutta (so. opaloi-tumispiste). Tällä hetkellä ja keskeyttämättä reaktiota hetkeksikään hapon ja jäljellä olevien silikaattiosien seosta (jotka voidaan lisätä erillisinä virtoina tai niiden vesipitoisena esiseoksena) lisätään sellaisella tavalla ja nopeudella, että saostuvan massan pH on vakio, kunnes pigmentin saostuminen on päättynyt.In the absence of more specific details in carrying out the invention, part of the total amount of alkali metal silicate used in the reaction is first fed to the reactor as a solution and the solution is heated to a temperature between about 37-121 ° C and preferably between about 66-79 ° C. In general, and unless specifically mentioned herein, reaction temperatures and rates as well as reagents, i. the concentrations of the silicate solution and the acid are the same as in the known processes for the preparation of precipitated silica pigments described above. However, in carrying out the invention, it has been found that particularly advantageous results are obtained if the concentration of the silicate solution is of the order of about 0.12 to 0.30 kg / l. The acidifying agent or acid, e.g. sulfuric acid, is next fed to the reactor until a slight turbidity (i.e. an opal point) occurs for the first time. At this time and without interrupting the reaction for a moment, a mixture of acid and the remaining silicate moieties (which can be added as separate streams or as an aqueous premix thereof) is added in such a way and at such a rate that the pH of the precipitating mass is constant until pigment precipitation is complete.
Vaikka reaktoriin alunperin syötetyn silikaatin määrä voi olla niinkin pieni kuin neljäsosa silikaatin kokonaismäärästä, on 5 61199 havaittu, että homogeenisempi tuote voidaan aikaansaada, kun n. puolet tai kaksi kolmannesta silikaatin kokonaismäärästä panostetaan alunperin reaktoriin ja loput silikaatista lisätään yhtäaikaa hapon kanssa siten, että reaktio suoritetaan olennaisesti muuttumattomalla pH-arvolla. Kuten alaan perehtyneiden pitäisi helposti todeta saostus-pH-arvoa voidaan vaihdella muuttamalla silikaatti ja/tai happomäärää tai suhteita. Jos halutaan saada huokosrakenteeltaan harva, suhteel- 2 lisen suuri pmta-alainen, so. yli 100 m /g:n pigmentti, on pH pidettävä (samenemiseen tapahtuvan hapotuksen jälkeen) suurempana kuin 10. Panoksen lopullinen pH on sitten laskettava noin arvoon 5,0-5,5. Jos tahdotaan saada huokosrakenteeltaan harva, pienipinta-alainen pigmentti, on pH pidettävä vakiona välillä n. 8,0-9,5. Kun pigmentti on saostettu ja kaikki silikaatti lisätty, lasketaan saadun lietteen pH arvoon n. 6,5-7,0 lisäämällä ylimäärin happoa. Tämä on kuitenkin suoritettava hitaasti pienten pinta-alaominaisuuksien säilyttämiseksi.Although the amount of silicate initially fed to the reactor may be as small as a quarter of the total amount of silicate, it has been found that a more homogeneous product can be obtained when about half or two thirds of the total silicate is initially charged to the reactor and the rest of the silicate is added simultaneously with acid. at a substantially constant pH. As should be readily apparent to those skilled in the art, the precipitation pH can be varied by varying the amount or ratios of silicate and / or acid. If it is desired to obtain a sparse pore structure with a sparse, relatively large pmta, i.e. pigment above 100 m / g, the pH must be kept (after acidification to turbidity) higher than 10. The final pH of the batch must then be lowered to about 5.0-5.5. If it is desired to obtain a pigment with a sparse, small-area pore structure, the pH must be kept constant between about 8.0 and 9.5. After the pigment has precipitated and all the silicate has been added, the pH of the resulting slurry is lowered to about 6.5-7.0 by adding an excess of acid. However, this must be done slowly to maintain small surface properties.
Menetelmän lisätoteutusmuodossa käytetään adduktioalku-ainetta, kuten alumiinia, magnesiumia tms. huokosrakenteeltaan harvan silikaatin, kuten natriumalumiinisilikaatin muodostamiseksi. Tässä toteutusmuodossa happo esisekoitetaan adduktiomateriaalin, kuten alumiinin liuokseen (mieluummin vesiliukoisen suolan, kuten alumiinisul-faatin jne. muodossa) ja happo-metallisuolaseosta käytetään sitten alkalimetallisilikaatin vesiliuoksen hapottamiseen, kunnes saostuminen juuri alkaa. Tässä vaiheessa ja samalla tavoin kuin yllä happo-metallisuola/silikaattisesta jatketaan, kunnes tuotteen saostuminen on mennyt loppuun.In a further embodiment of the method, an adductive element such as aluminum, magnesium or the like is used to form a low-pore silicate, such as sodium aluminosilicate. In this embodiment, the acid is premixed with a solution of an adductive material such as aluminum (preferably in the form of a water-soluble salt such as aluminum sulfate, etc.) and the acid-metal salt mixture is then used to acidify the aqueous alkali metal silicate solution until precipitation just begins. At this point and in the same manner as above, the acid-metal salt / silicate is continued until the precipitation of the product is complete.
Kuten ylläolevasta nähdään, tässä keksinnössä käytettyjä lähtöaineita tai reagensseja ovat alkalimetallisilikaatit, happo ja vesiliukoinen metallisuola. Tässä käytettynä sanonta alkalimetalli-silikaatit käsittää kaikki silikaattien yleiset muodot, kuten esim. metasilikaatit, disilikaatit ja vesilasin. Vesiliukoiset kalium-silikaatit ja natriumsilikaatit ovat erityisen edullisia. Johtuen natriumsilikaattien suhteellisen alhaisesta hinnasta niitä suositellaan. Jos käytetään natriumsilikaatteja, ne ovat tehokkaita kaikissa seoksissa,joissa moolisuhde SiC^/NagO on n. 1-4. Tässä mielessä kaupallisesti saatavat natriumsilikaattiliuokset ovat enemmän tai vähemmän polymeroituneita riippuen niiden piihappo/natriumoksidisuh-teista (Si02/Na20). Esimerkiksi natriummetasilikaattiliuoksen (moolisuhde 1) tiedetään olevan luonteeltaan pääasiassa monomeerisen, kun taas vesilasi (moolisuhde 3*3) on luonteeltaan sekä monomeerinen että 6 61199 polymeerinen. Kun natriumsilikaatin piihappo/natriumoksidimoolisuhde kasvaa, kasvaa myös sen silikaattianioninen polymeeri/monomeerisuhde. Vaikka natriumsilikaatteja, joiden Si02/Na20-moolisuhde on 1-4, voidaan käyttää, saadaan erityisen edullisöb- tulokset, kun Si02/Na20-suhde on välillä n. 2,3-2,7.As can be seen from the above, the starting materials or reagents used in this invention include alkali metal silicates, an acid and a water-soluble metal salt. As used herein, the phrase alkali metal silicates encompasses all common forms of silicates, such as, for example, metasilicates, disilicates, and water glass. Water-soluble potassium silicates and sodium silicates are particularly preferred. Due to the relatively low cost of sodium silicates, they are recommended. If sodium silicates are used, they are effective in all mixtures with a SiO 2 / NagO molar ratio of about 1-4. In this sense, commercially available sodium silicate solutions are more or less polymerized depending on their silica / sodium oxide ratios (SiO 2 / Na 2 O). For example, sodium metasilicate solution (molar ratio 1) is known to be predominantly monomeric in nature, while water glass (molar ratio 3 * 3) is both monomeric and 6,61199 polymeric in nature. As the silicic acid / sodium oxide molar ratio of sodium silicate increases, so does its silicate anionic polymer / monomer ratio. Although sodium silicates with a SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 1 to 4 can be used, particularly advantageous results are obtained when the SiO 2 / Na 2 O ratio is between about 2.3 and 2.7.
Vaikka hapotusaine tai happo on mieluummin vahva mineraali-happo, kuten rikkihappo, typpihappo ja kloorivetyhappo, on ymmärrettävä, että muitakin happoja kuten orgaanisia happoja, esim. etikka-happoa, muurahais- tai hiilihappoa voidaan käyttä. Adduktimateriaali voi sisältää metalleja, kuten alumiinia, sinkkiä, magnesiumia ja muita maa-alkalimetalleja, kuten kalsiumia ja bariumia.Although the acidulant or acid is preferably a strong mineral acid such as sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid, it is to be understood that other acids such as organic acids, e.g. acetic acid, formic acid or carbonic acid may be used. The adduct material may contain metals such as aluminum, zinc, magnesium and other alkaline earth metals such as calcium and barium.
Kuten edellä mainittiin adduktia käytetään kuitenkin mieluummin metallin vesiliukoisen suolan muodossa, jonka tulee olla sekoittuva saostukseen käytetyn hapon kanssa, so. se ei saa tuottaa liukenematonta tuotetta saostukseen käytetyssä hapossa. Esimerkiksi keksinnön menetelmässä käyttökelpoiset alumiinisuolat ovat alumiinin ja vahvojen happojen vesiliukoisia suoloja, kuten alumiinisulfaattia, alumiinikloridia, alumiininitraattia ja ammoniumalunaa. Hapotusaine tai happo lisätään mieluummin sen laimeana liuoksena. Suositeltavat tulokset saavutetaan, jos hapan liuos sisältää n. 10-25 paino-# happoa laskettuna liuoksen kokonaispainosta. Tämä voi kuitenkin vaihdella riippuen kulloinkin käytetystä haposta jne. kuten alalla tiedetään.However, as mentioned above, the adduct is preferably used in the form of a water-soluble salt of the metal, which should be miscible with the acid used for precipitation, i. it must not produce an insoluble product in the acid used for precipitation. For example, aluminum salts useful in the process of the invention include water-soluble salts of aluminum and strong acids, such as aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum nitrate and ammonium alum. The acidulant or acid is preferably added as a dilute solution thereof. The recommended results are obtained if the acidic solution contains about 10-25% by weight of acid, based on the total weight of the solution. However, this may vary depending on the acid used, etc., as is known in the art.
Keksintöä kuvataan tarkemmin seuraavilla esimerkeillä. Vaikka esimerkkien tarkoituksena on kuvata tätä keksintöä, sen ei ole ajateltu rajoittuvan niihin.The invention is further illustrated by the following examples. Although the examples are intended to illustrate the present invention, it is not intended to be limited thereto.
Esimerkki 1 132 1 0.15 kg/l:n silikaattiliuosta, jonka moolisuhde Si02/Na20 oli 2,5, lisättiin sekoitettuun reaktoriin ja silikaatti-liuos kuumennettiin 79°C:en. Rikkihappoa, jonka väkevyys oli 11,4 #, lisättiin reaktoriin nopeudella 3,18 1/min, kunnes saavutettiin pH-arvo 10,1 - 0,1. Tässä vaiheessa sekä happoa että silikaattia lisättiin yhtäaikaisesti nopeuksilla 3,18 ja 5,30 1/min niin, että pH pysyi vakiona arvossa 10,1. Silikaatin lisäys lopetettiin 25 minuutin kuluttua. Happoa lisättiin ylimäärin ja panostus lopetettiin pH-arvolla 5,0 ja panos suodatettiin, pestiin, kuivattiin ja jauhettiin. Tämän p esimerkin tuotteen pinta-ala oli 110 m /g ja märkäkakun kosteus-# oli 70.Example 1 132 L of a 0.15 kg / l silicate solution having a SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 2.5 was added to the stirred reactor and the silicate solution was heated to 79 ° C. Sulfuric acid having a concentration of 11.4 # was added to the reactor at a rate of 3.18 l / min until a pH of 10.1 to 0.1 was reached. At this point, both acid and silicate were added simultaneously at 3.18 and 5.30 1 / min so that the pH remained constant at 10.1. The addition of silicate was stopped after 25 minutes. Excess acid was added and the charge was stopped at pH 5.0 and the charge was filtered, washed, dried and ground. The product of this p example had a surface area of 110 m / g and a wet cake moisture content of 70.
7 61 1 997 61 1 99
Esimerkki 2 Tässä kokeessa 38 1 0,15 kg/l:n natriumsilikaattiliuosta, jonka moolisuhde Si02/Na20 oli 2,5, lisättiin sekoitettuun reaktoriin ja liuos kuumennettiin 79°C:en. Rikkihappoa, jonka väkevyys oli 11,4 %, lisättiin reaktoriin nopeudella 0,45 1/min, kunnes piihappo juuri alkoi saostua. Tällä hetkellä reaktioseoksen pH oli 10,1. Tässä vaiheessa sekä happoa että silikaattia lisättiin samanaikaisesti reaktoriin nopeuksilla 3,7 ja 4,5 1/min. Reaktiomassan pH pidettiin vakiona arvossa 9,0. Ajatuksena panoksen pitämisessä pH-arvossa 9,0 oli saada piihappohiukkaset kasvamaan suurempikokoisiksi ja saada lopputuotteelle harvempi huokosrakenne, pienempi pinta-ala ja suurempi tiivistiheys kuin sovinnaisella piihapolla. Saostettua massaa käsiteltiin tai puhdistettiin muutoin samalla tavoin kuin esimerkissä 1, paitsi että lopullinen pH laskettiin arvoon 6,0 lisäämällä vähitellen ylimäärin happoa. Tuotteen pinta-ala oli 53 m /g ja märkäkakun kos-teus-$ 64.Example 2 In this experiment, 38 l of a 0.15 kg / l sodium silicate solution having a SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 2.5 was added to the stirred reactor and the solution was heated to 79 ° C. Sulfuric acid at a concentration of 11.4% was added to the reactor at a rate of 0.45 l / min until the silica just started to precipitate. At this time, the pH of the reaction mixture was 10.1. At this point, both acid and silicate were added to the reactor simultaneously at 3.7 and 4.5 l / min. The pH of the reaction mass was kept constant at 9.0. The idea of keeping the charge at pH 9.0 was to make the silica particles grow to a larger size and to give the final product a less porous structure, a smaller surface area and a higher density than conventional silica. The precipitated mass was otherwise treated or purified in the same manner as in Example 1, except that the final pH was lowered to 6.0 by the gradual addition of excess acid. The product had an area of 53 m / g and a wet cake moisture- $ 64.
Esimerkki 3 Tässä esimerkissä 18,9 1 0,15 kg/l:n natriumsilikaattiliuosta, jonka moolisuhde Si02/Na20 oli 2,5, lisättiin sekoitettuun reaktoriin ja silikaatti kuumennettiin 79°C:en. Happoa, jonka väkevyys oli 10,5 %> lisättiin silikaattiin, kunnes reaktorissa ilmeni samentumista tai heikkoa saostumista. Tässä vaiheessa lisättiin 18,9 1 silikaattia ja 11,4 5i:sta happoa samanaikaisesti nopeuksilla 0,76 ja 0,45 1/min ja panos viimeisteltiin pH-arvoon 6,0, suodatettiin, pestiin, kuivattiin ja jauhettiin.Example 3 In this example, 18.9 L of a 0.15 kg / L sodium silicate solution having a SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 2.5 was added to the stirred reactor and the silicate was heated to 79 ° C. Acid at a concentration of 10.5% was added to the silicate until turbidity or slight precipitation occurred in the reactor. At this point, 18.9 L of silicate and 11.4 L of acid were added simultaneously at 0.76 and 0.45 L / min and the batch was finalized to pH 6.0, filtered, washed, dried and ground.
Esimerkki 4Example 4
Esimerkin 3 menettely toistettiin paitsi, että reaktoriin lisättiin 22,7 1 silikaattia ja loput 15,1 1 lisättiin hapon kanssa. Esimerkki 5The procedure of Example 3 was repeated except that 22.7 L of silicate was added to the reactor and the remaining 15.1 L was added with acid. Example 5
Esimerkin 4 yleinen menettely toistettiin paitsi, että 26,4 1 silikaattia lisättiin reaktoriin ja loput 11,3 1 lisättiin yhtäaikaisesti hapon kanssa. Panosta käsiteltiin samalla tavoin kuin esimerkissä 4.The general procedure of Example 4 was repeated except that 26.4 L of silicate was added to the reactor and the remaining 11.3 L was added simultaneously with the acid. The batch was treated in the same manner as in Example 4.
Esimerkki 6Example 6
Esimerkin 2 menettely toistettiin paitsi,että saostus-pH säädettiin arvoon 9,9 - 0,1. Panos viimeisteltiin ja puhdistettiin samoin kuin esimerkissä 2.The procedure of Example 2 was repeated except that the precipitation pH was adjusted to 9.9 to 0.1. The batch was finalized and purified as in Example 2.
Esimerkki 7Example 7
Esimerkin 1 menettely toistettiin paitsi, että lopetus-pH saatettiin arvoon 3,2. Havaittiin, että myös alhaisemmalla lopetus- 8 61199 pH-arvolla saadaan tuotteita, joilla on suurempi pinta-ala.The procedure of Example 1 was repeated except that the final pH was adjusted to 3.2. It was found that even with a lower pH of 8 61199, products with a larger surface area are obtained.
Esimerkki 8Example 8
Koesarjassa toistettiin esimerkkien 1-7 yleiset menettelyt paitsi, että saostus-pH-arvoa vaihdeltiin välillä n. 6,5-11,0. Näiden kokeiden tulokset olivat olennaisesti samat kuin esimerkeissä 1-7 paitsi, että havaittiin voitavan saada tuotteita, joilla on ennalta määrätyt ominaisuudet ja piirteet. Kaikilla valmistetuilla tuotteilla oli alemmat märkäkakun kosteuspitoisuudet kuin sovinnaisilla tuotteilla ja ne kaikki olivat alle 75 %· Myös saostus-pH-arvon nostaminen suurensi tuotteen pinta-alaa.The general procedures of Examples 1-7 were repeated in a series of experiments except that the precipitation pH was varied between about 6.5-11.0. The results of these experiments were essentially the same as in Examples 1-7 except that it was found that products with predetermined properties and characteristics could be obtained. All manufactured products had lower wet cake moisture contents than conventional products and were all less than 75%. · Increasing the precipitation pH also increased the surface area of the product.
Esimerkki 9Example 9
Esimerkkien 1-8 yleinen menettely toistettiin paitsi, että rikkihappo korvattiin typpihapolla, kloorivetyhapolla, etikkahapolla ja muurahaishapolla. Tulokset olivat olennaisesti samat kuin esimerkeissä 1-8.The general procedure of Examples 1-8 was repeated except that sulfuric acid was replaced with nitric acid, hydrochloric acid, acetic acid and formic acid. The results were essentially the same as in Examples 1-8.
Esimerkki 10Example 10
Koesarjassa toistettiin esimerkkien 1-9 yleiset menettelyt paitsi, että esimerkkien 1-9 2,5-silikaatti korvattiin natriumsili-kaattien vesiliuoksilla, joissa moolisuhteet (SiC>2/Na20) olivat välillä 1-4. Tulokset olivat olennaisesti samat kuin yllä paitsi, että havaittiin märkäkakun kosteuspitoisuuden olevan pienemmän kuin käytettäessä 2,5-silikaattia. Lisäksi pinta-alan havaittiin olevan olennaisesti pienemmän, kun käytettiin moolisuhteen 2,5 omaavaa silikaattia.The general procedures of Examples 1-9 were repeated in a series of experiments except that the 2,5-silicate of Examples 1-9 was replaced with aqueous solutions of sodium silicates with molar ratios (SiO 2 / Na 2 O) between 1-4. The results were essentially the same as above except that the wet cake was found to have a lower moisture content than when 2,5-silicate was used. In addition, the surface area was found to be substantially smaller when silicate having a molar ratio of 2.5 was used.
Esimerkki 11 Tässä esimerkissä valmistettiin piihappopigmentti aiemmin tunnetun tekniikan mukaisesti. Siinä koko silikaattiliuos hapotettiin hapolla (pH ei vakio) kunnes saostuminen oli mennyt loppuun. Tuotteen märkäkakun kosteuspitoisuus oli 85 % eikä tuote ollut niin homogeenista kuin keksinnön tuote.Example 11 In this example, a silica pigment was prepared according to the prior art. There, the entire silicate solution was acidified with acid (pH not constant) until precipitation was complete. The wet cake had a moisture content of 85% and the product was not as homogeneous as the product of the invention.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US28346772A | 1972-08-24 | 1972-08-24 | |
US28346772 | 1972-08-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI61199B true FI61199B (en) | 1982-02-26 |
FI61199C FI61199C (en) | 1982-06-10 |
Family
ID=23086204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI2551/73A FI61199C (en) | 1972-08-24 | 1973-08-14 | FOER FARING FOR FRAMING WITH AMOFA UTFAELLDA KISELSYRAPIGMENT |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS4999998A (en) |
BE (1) | BE836648Q (en) |
BR (1) | BR7306423D0 (en) |
CA (1) | CA990905A (en) |
DE (1) | DE2342713C2 (en) |
DK (1) | DK144732C (en) |
FI (1) | FI61199C (en) |
FR (1) | FR2208948B1 (en) |
GB (1) | GB1445575A (en) |
IT (1) | IT990406B (en) |
NL (1) | NL180845C (en) |
ZA (1) | ZA735414B (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2344805A1 (en) * | 1972-08-24 | 1974-03-21 | Sifrance | Silicon oxide pigments used for toothpaste prodn |
DE2609831B2 (en) * | 1976-03-10 | 1979-05-23 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt | Process for processing waste dust containing silicon dioxide into precipitated silicas and silicates |
FR2418917B1 (en) * | 1978-03-03 | 1986-06-06 | Emi Ltd | SELF-CORRELATION RADAR ROCKET DEVICE FOR EXPLOSIVE PROJECTILE |
JPS60105609A (en) * | 1983-03-04 | 1985-06-11 | Taki Chem Co Ltd | Silica base for dentifrice and its preparation |
JPS59163306A (en) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Taki Chem Co Ltd | Silica as tooth paste base and its preparation |
BR8307103A (en) * | 1983-12-19 | 1985-07-30 | Rhodia Sa | PROCESS OF OBTAINING A PRECIPITATION SILICA AND ELASTOMER REINFORCEMENT PROCESS USING THIS SILICA |
DE4133319A1 (en) * | 1991-10-08 | 1993-04-15 | Sued Chemie Ag | Coarse milled amorphous pptd. silicic acid - used in heat-sensitive recording media opt. together with finely-divided white pigment |
DE4427137B4 (en) * | 1993-10-07 | 2007-08-23 | Degussa Gmbh | precipitated silica |
US6977065B1 (en) | 1993-10-07 | 2005-12-20 | Degussa Ag | Precipitated silicas |
US5846506A (en) * | 1994-10-07 | 1998-12-08 | Degussa Aktiengesellschaft | Precipitated silicas |
CN114380296B (en) * | 2021-12-29 | 2023-09-08 | 四川马边龙泰磷电有限责任公司 | Method and device for producing precipitated white carbon black and formate |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2657149A (en) * | 1952-10-21 | 1953-10-27 | Du Pont | Method of esterifying the surface of a silica substrate having a reactive silanol surface and product thereof |
NL289590A (en) * | 1962-03-02 | |||
FR1530836A (en) * | 1966-07-08 | 1968-06-28 | Bayer Ag | Fillers containing silicic acid useful as diluents and process for their preparation |
-
1973
- 1973-07-30 FR FR7327777A patent/FR2208948B1/fr not_active Expired
- 1973-08-06 GB GB3727173A patent/GB1445575A/en not_active Expired
- 1973-08-09 ZA ZA735414A patent/ZA735414B/en unknown
- 1973-08-14 FI FI2551/73A patent/FI61199C/en active
- 1973-08-15 CA CA178,840A patent/CA990905A/en not_active Expired
- 1973-08-21 BR BR6423/73A patent/BR7306423D0/en unknown
- 1973-08-21 JP JP48093758A patent/JPS4999998A/ja active Pending
- 1973-08-22 DK DK463273A patent/DK144732C/en not_active IP Right Cessation
- 1973-08-23 IT IT52139/73A patent/IT990406B/en active
- 1973-08-23 DE DE2342713A patent/DE2342713C2/en not_active Expired
- 1973-08-23 NL NLAANVRAGE7311627,A patent/NL180845C/en not_active IP Right Cessation
-
1975
- 1975-12-15 BE BE162752A patent/BE836648Q/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2342713A1 (en) | 1974-03-07 |
BE836648Q (en) | 1976-04-01 |
NL7311627A (en) | 1974-02-26 |
IT990406B (en) | 1975-06-20 |
FR2208948A1 (en) | 1974-06-28 |
JPS4999998A (en) | 1974-09-20 |
DE2342713C2 (en) | 1982-04-08 |
CA990905A (en) | 1976-06-15 |
FI61199C (en) | 1982-06-10 |
NL180845B (en) | 1986-12-01 |
NL180845C (en) | 1987-05-04 |
GB1445575A (en) | 1976-08-11 |
DK144732B (en) | 1982-05-24 |
DK144732C (en) | 1982-10-18 |
BR7306423D0 (en) | 1974-07-18 |
FR2208948B1 (en) | 1977-02-25 |
ZA735414B (en) | 1974-07-31 |
AU5907973A (en) | 1975-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4122160A (en) | Toothpaste compositions containing improved amorphous precipitated silicas | |
KR910009572B1 (en) | Process for producing a precipituted silica | |
US4122161A (en) | Amorphous precipitate silica compositions | |
US4105757A (en) | Amorphous precipitated siliceous pigments for cosmetic or dentifrice use and methods for their production | |
FI61200B (en) | FOER FARING FOR FRAMING WITH AMOFA UTFAELLDA KISELSYRAPIGMENT | |
US2848346A (en) | Production of zeolitic pigments | |
FI61199B (en) | FOER FARING FOR FRAMING WITH AMOFA UTFAELLDA KISELSYRAPIGMENT | |
US3988162A (en) | Amorphous precipitated silica products and method for their production | |
FI72497B (en) | FAELLNINGSKISELSYROR MED HOEG STRUCTUR OCH FOERFARANDE FOER DERAS FRAMSTAELLNING. | |
US3967563A (en) | Process for producing precipitated thickener silica | |
US3977893A (en) | Amorphous precipitated siliceous pigments and improved process for producing such pigments | |
BR112014015235B1 (en) | silica preparation process | |
JP2003525191A (en) | Amorphous silica particles containing boron | |
US4045240A (en) | Amorphous precipitated siliceous pigments and methods for their production | |
US4481116A (en) | Cationic aminoplastic resin, preparation process and application thereof to water treatment | |
US4038098A (en) | Amorphous precipitated siliceous pigments for cosmetic or dentrifice use and methods for their production | |
US4537699A (en) | Process for improving the rheological properties of a suspension of precipitated silica | |
US4156717A (en) | Process for producing precipitated thickener silica | |
US3307906A (en) | Silica pigments and preparation thereof | |
CN111533951B (en) | Preparation method of aluminum silicate-white carbon black composite filler | |
US3993497A (en) | Coating compositions containing precipitated silica | |
FI61910B (en) | SAETT ATT FRAMSTAELLA AMORFA UTFAELLDA KISELSYRAPIGMENT | |
RU2674801C1 (en) | Method of producing aluminosilicate glue binder | |
FI62129C (en) | FREQUENCY REFRIGERATION AV ETT AMORFT UTFAELLT KISELDIOXIDPIGMENT | |
US3110606A (en) | Preparation of crystalline silicic acid pigments |