KR100268593B1 - 실리카 및 알루미늄 술페이트 또는 알룸의 수성 현탁액,상기 현탁액의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

실리카 및 알루미늄 술페이트 또는 알룸의 수성 현탁액,상기 현탁액의 제조 및 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100268593B1
KR100268593B1 KR1019960010064A KR19960010064A KR100268593B1 KR 100268593 B1 KR100268593 B1 KR 100268593B1 KR 1019960010064 A KR1019960010064 A KR 1019960010064A KR 19960010064 A KR19960010064 A KR 19960010064A KR 100268593 B1 KR100268593 B1 KR 100268593B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
suspension
silica
less
weight
silicate
Prior art date
Application number
KR1019960010064A
Other languages
English (en)
Other versions
KR960037569A (ko
Inventor
푸루엥 로랑
프라 에블린느
Original Assignee
로디아 쉬미
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로디아 쉬미 filed Critical 로디아 쉬미
Publication of KR960037569A publication Critical patent/KR960037569A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100268593B1 publication Critical patent/KR100268593B1/ko

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
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • 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
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/141—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions
    • C01B33/1415—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by suspending finely divided silica in water
    • C01B33/1417—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by suspending finely divided silica in water an aqueous dispersion being obtained
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/48—Halides, with or without other cations besides aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/10—Accelerators; Activators
    • C04B2103/14—Hardening accelerators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146—Sprayable or pumpable mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/76—Use at unusual temperatures, e.g. sub-zero

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

실리카 및 알루미늄 술페이트 또는 알룸의 수성 현탁액, 상기 현탁액의 제조 및 사용 방법
본 발명은 pH 가 4 미만이고 고체함량이 10 ~ 50 중량 % 이며, 48 시간 동안 방치 후에, 낮은 전단력 하에서 상기 겔 상태인 침강 실리카 및 알루미늄 술폐이트의 수성 현탁액에 관한 것이다.
또한, 특히 모르타르 및 콘크리트의 시멘트 혼합물의 분야에서, 상기 현탁액의 제조 및 그의 사용에 관한 것이다.

Description

실리카 및 알루미늄 술페이트 또는 알룸의 수성 현탁액. 상기 현탁액의 제조 및 사용 방법
본 발명은 실리카, 특히 침전 실리카, 및 알루미늄 화합물, 특히 알루미늄 술페이트의 신규한 수성 현탁액 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 그의 사용 방법, 특히 시멘트 및 물 기재의 시멘트 혼합물 및 모르타르 및 콘크리트의 분야에 관한 것이다.
실리카의 수성 현탁액은 매우 광범위한 분야, 특히 제지 및 콘크리트 산업에서 사용된다.
상기의 다양한 응용에 대해, 특히 콘크리트 분야에서, 고도의 고형분 함량을 가진 유용한 현탁액을 가지는 것이 유리하다. 그러나, 그러한 현탁액은 통상적으로 과다한 고점성을 가지며, 이러한 고점성이 펌핑을 어렵게 하여 산업상 사용 가능성을 감소시킨다.
또한 상기 현탁액, 특히 입자가 큰 실리카의 현탁액은 저장하는 동안 침전되거나 침강되는 경향이 있다. 고체 성분에서 소모되는 유체 슬러리 위의 경질층의 형성은 사실, 며칠동안 저장된 후에 자주 관찰된다. 대부분의 경우에 실리카를 재현탁하거나 또는 균일하며 쉽게 펌프할 수 있을만큼 충분하게 점성이 낮아서 산업상 이용할 수 있는 슬러리를 수득하는 것은 불가능하다.
본 발명의 목적은 특히 상기 언급된 불리함을 나타내지 않는 실리카를 함유하는 신규한 수성 현탁액을 제안하는 것이다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 실리카, 바람직하게는 방치될 때, 겔을 형성하는 경향을 가지는 침전 실리카를 함유하는 수성 현탁액(또는 슬러리)을 구성하여 저장시에 생성물의 침전 또는 침강되는 것을 방지하여 수 주간 또는 심지어 수 개월 간 현탁액의 안정성을 지속시켜 실질적으로 현탁액이 그 기간 동안 그의 균일성을 유지하도록 하는 것이다. 또한, 형성된 겔은 약한 응력하에서 완전히 가역적이다: 약한 전단 또는 휘저음 하에서 저점도의 균일한 현탁액으로 전환되어 쉽게 펌프질할 수 있다.
본 발명에 따른 현탁액은 pH 4 미만이며 10~50 중량% 의 고형분 함량을 가지고, 48 시간 동안 방치된 후에, 겔의 상태로 있어서 약한 전단하에서 상기 겔이 가역적인 것을 특징으로 하는 알루미늄 술페이트, 염기성 알루미늄 술페이트, 알룸 및 그의 혼합물로부터 선택된 실리카 및 알루미늄 화합물의 수성 현탁액이다.
본 발명에 따른 현탁액의 고형분 함량은 10~50 중량%, 바람직하게는 15~45 중량% 이며, 그것은 예를 들어, 20~40 중량% 이다.
본 발명에 따른 현탁액은 pH(ISO 표준 787/9(물중 5 % 현탁액의 pH)에 따라 측정) 4 미만, 바람직하게는 3.5 미만, 예를 들어, 3 미만이다. 상기 pH 는 통상적으로 2 이상, 특히 2.2 이상이다.
상기 현탁액은 유리하게 1~49 중량%, 바람직하게는 3~35 중량% 의 실리카 함량(무수 실리카로서 표현됨)을 가진다. 상기 함량은 5~30 중량%, 특히 8~20 중량% 일 수 있다.
그것은 유리하게 1~49 중량%, 바람직하게는 3~40 중량% 의 알루미늄 화합물 함량(무수 알루미늄 화합물로서 표현됨)을 가진다. 상기 함량은 5~35 중량%, 특히 10~30 중량% 의 실리카 함량일 수 있다.
본 발명의 대안적인 형성에 따라 상기 수성 현탁액은 11~20 중량% 의 실리카 함량 및/또는 21~30 중량% 의 알루미늄 화합물 함량(무수 알루미늄 화합물)을 가진다.
본 발명에 따른 현탁액에 존재하는 알루미늄 화합물은 알루미늄 술페이트, 알룸 및 그의 혼합물로부터 선택된다.
알룸은 일반식 MAl(SO4)2·12H2O(예를 들어, M = Li, Na 또는 K) 이고, 알칼리 금속을 포함하는 알루미늄 술페이트의 평균 화합물을 의도로 한다. 암모늄라디칼 또는 1 가 탈륨은 알루미늄 술페이트를 포함하는 알룸을 형성할 수 잇다.
알루미늄 화합물은 유리하게 알루미늄 술페이트이다.
상기 알루미늄 술페이트는 무수 알루미늄 술페이트 (Al2(SO4)3) 또는 수화된 알루미늄 술페이트(특히 식 Al2(SO4)3·14H2O 또는 (Al2(SO4)3·18H2O)로부터 유래될 수 있다.
그것은 예를 들어, 하기 식:
[AlA(OH)B(SO4)C(H2O)E]N:
(n = 야의정수,
A = 1,
B = 0.75~2,
C = 0.5~1.12,
E 는 술페이트가 고체일 때 1.5~4 이고 술페이트가 수용액의 형태일 때 4 초과이며 B + 2C = 3 이다)으로부터 선택된 염기성 알루미늄 술페이트일 수 있다. 상기는 예를 들어, 미국 특허 제 A-4,877,597 호에 기재된 염기성 알루미늄 술페이트일 수 있다.
또한 상기는 예를 들어, 하기식:
AlA(OH)B(SO4)C(SiOx)D(H2O)E:
(A = 1,
B = 0.75~2,
C = 0.3~1.12,
D = 0.005~0.1,
2 〈 X ≤4,
E 는 술페이트가 고체일 때 1.5~4 이고 술페이트가 수용액의 형태일 때 4 초과이며 3 = B + 2C + 2D(X-2) 이다)으로부터 선택된 염기성 알루미늄 술페이트일 수 있다. 상기는 예를 들어, 미국 특허 제 A-4,981,675 호에 기재된 염기성 알루미늄 술페이트일 수 있다.
본 발명에 따른 현탁액에 존재하는 실리카는 특히 실리카 스모크, 침전 실리카, 예를 들어 롱-쁠랑 등록 틱소실(Tixosil) 28, 스엑틱 또는 스엑틱형 마그네슘 실리케이트 및 그의 혼합물인 실리코알루미네이트로부터 선택되는 유력한 실리카를 포함하는 실리카 화합물로부터 선택될 수 있지만, 적어도 하나의 실리카로서 사용되는 것이 바람직하다.
침전 실리카는 침전체의 적합한 pH, 특히 염기성, 중성 또는 약산성 pH 에서 산을 가진 알칼리 금속 실리케이트, 통상적으로 무기 반응으로부터 침전에 의해 수득된 실리카를 측정하기 위해 사용되며: 실리카는 어떠한 방법(산을 실리케이트의 염기 농축액에 첨가, 산 또는 규산염을 물 또는 규산염 용액의 염기 농축액에 전체 또는 부분적으로 동시에 첨가하는 것등)으로도 제조할 수 있고 상기 방법은 바람직하게 수득할 수 있는 실리카형의 기능으로서 선택되며; 침전단계의 마지막에 반응 혼합물로부터 실리카를 분리하는 단계는 통상적으로 예를 들어, 필터 프레스(filter press) 또는 진공 필터와 같이 공지의 방법으로 수행할 수 있으며; 필요하다면, 세척하여 필터 케이크를 수집하며; 임의로 분쇄시킨 후에 상기 케이크를 공지의 방법, 특히 미립화로 건조시켜 임의로 분해 및/또는 응집한다.
하기의 서술에서, BET 비표면은 문헌["Journal of the American Chemical Society", Vol. 60 p. 309, February 1938 및 대응 NFT 표준 45007(November 1987)]에 기재된 Brunauer - Emmett Teller 방법에 따라 측정된다.
CTAB 비표면은 NFT 표준45007(November 1987)(5.12)에 따라 측정된 외표면이다.
최종적으로, 측정된 구멍 부피는 접촉 세타의 각 130°와 표면장력 감마 484 dynes/cm(마이크로메리틱스(Micromeritics) 9300 포로시미터(porosimeter)) 사이의 와시번(Washburn) 관계를 이용하여 측정된 구멍 직경을 가진 수은 포로시미트리에 의해 측정되어 특징지워진다.
본 발명에 따른 현탁액에서 사용될 수 있는 실리카의 바람직한 분산성 및 분해도는 비분해(specific disintegration) 시험으로 정량화할 수 있다.
분해 시험을 하기의 순서에 따라 수행한다:
응집력은 초음파를 응용하여, 미리 분해된 실리카 현탁액 상에서 수행하여 입자크기 측정(레이저 산란을 이용)에 의해 평가되며; 실리카의 분해도(0.1~수십 마이크론의 물체 파괴)이 측정된다. 초음파를 이용한 분해는 직경 19 mm 인 탐침이 갖추어진 비브라셀 바이오블록(Vibracell Bioblock)(600W)음파 변환기로써 수행한다. 입자크기 측정은 심페텍(Sympatec) 입자 크기 분석기에서 레이저 산란을 이용하여 수행한다.
2 g 의 실리카를 표본튜브(높이: 6 mm 및 직경: 4 cm)에 넣고 탈염수를 첨가하여 50 g 으로 만들고; 실리카가 4% 함유된 수성 현탁액을 생성하여 2 시간 동안 자기 교반을 하여 균일화 한다. 초음파 분해를 하기와 같이 수행한다: 4 cm 깊이로 침하된 탐침으로 출력이 20 %(탐침의 끝부분에 소산되는 120 watt/cm2의 에너지에 해당하는)를 나타내도록 파워 다이알의 편향을 조절한다. 분해를 420 초간 수행한다. 입자크기 측정을 공지의 균일 현탁액의 부피(ml 로서 표현됨)를 입자크기 분석기의 셀에 도입한 후에 수행한다.
수득된 중간 직경 Φ50의 수치는 실리카로 나타낸 분해도가 클수록 비례적으로 작다. 또한 비(10×도입된 현탁액 부피(ml)/입자크기 분석기에 의해 측정된 현탁액의 광학밀도를 측정한다(상기 광학밀도는 약 20 이다). 상기 비는 미세량을 나타낸다. 즉, 입자크기 분석기에 측정되지 않은 0.1 ㎛ 미만의 입자 함량을 말한다. 초음파 분해 인자(FD)라 불리는 비는 실리카로 나타내는 분해도가 클수록 비례하여 더 커진다.
본 발명에 따른 현탁액에 존재하는 바람직한 침전 실리카는 50~250 m2/g, 바람직하게는 100~240 m2/g 의 CTAB 비표면을 나타낸다.
본 발명에 따른 현탁액은 유리하게 매우 우수한 분산성 및 분해도를 갖는 침전 실리카를 함유한다.
유럽 특허 제 0520862 호에 기재된 침전 실리카를 사용하는 것이 또한 가능하다. 특히, 상기 침전 실리카(S1)는 바람직하게는 140~200 m2/g 의 BET 비표면, 140~200 m2/g 의 CTAB 비표면, 175~275 Å 의 직경인 구멍으로 구성된 구멍 부피가 직경이 400 Å 이하인 구멍으로 구성된 구멍 부피의 50 % 이상, 예를 들어, 60 % 이상을 나타내는 구멍 분포( 및, 바람직하게는, 80 ㎛ 이상, 예를 들어, 100 ㎛ 이상인 평균 크기)를 갖는 실질적으로 구형인 비드의 형태일 수 있다. 상기 비드는 5.5 ml 초과의 초음파 분해 인자(FD) 및 초음파로 분해후, 5 ㎛ 미만의 중간 직경Φ50을 가질 수 있다.
일반적으로 분말, 과립 또는 실질적으로 구형의 비드 형태이고, 하기로부터 선택된 침전 실리카는, 탁월한 분산성 및 분해도를 갖는 실리카로서 또한 사용될 수 있다:
- 하기를 포함하는 침전 실리카(S2):
- 140~240 m2/g 의 CTAB 비표면,
- 11 ml 초과, 예를 들어, 12.5 ml 초과인 초음파 분해 인자(FD),
- 초음파로 분해후, 2.5 ㎛ 미만, 특히 2.4 ㎛ 미만, 예를 들어 2.0 ㎛ 미만인, 중간 직경Φ50,
- 하기를 포함하는 침전 실리카(S3):
- 140~240 m2/g 의 CTAB 비표면,
- 직경이 175-275 Å 인 구멍으로 구성된 구멍 부피가 직경이 400 Å 이하인 구멍으로 구성된 구멍 부피의, 50 % 미만, 예를 들어 40 % 미만을 나타내는 구멍 분포,
- 5.5 ml 초과의 초음파 분해 인자(FD),
- 초음파로 분해후, 5 ㎛ 미만인 중간 직경Φ50,
- 하기를 포함하는 침전 실리카(S4):
- 100~140 m2/g 의 CTAB 비표면,
- 초음파로 분해후, 2.8 ㎛ 미만, 특히 2.7 ㎛ 미만, 예를 들어 2.5 ㎛ 미만인, 중간 직경Φ50,
- 일반적으로 3.0 ml 초과의 초음파 분해 인자(FD),
- 하기를 포함하는 침전 실리카(S5):
- 100~140 m2/g 의 CTAB 비표면,
- 직경이 175~275 Å 인 구멍으로 구성된 구멍 부피가 직경이 400 Å 이하인 구멍으로 구성된 구멍 부피의, 55 % 미만, 특히 50 % 미만, 예를 들어 40 % 미만을 나타내는 구멍 분포,
- 초음파로 분해후, 4.5 ㎛ 미만, 특히 4 ㎛ 미만, 예를 들어 3.8 ㎛ 미만인 중간 직경Φ50,
- 일반적으로 3.0 ml 초과의 초음파 분해 인자(FD).
수성 현탁액에 존재하는, 실리카, 특히 침전 실리카는 특히, 분쇄(예를 들어, 습식 분쇄), 또는 초음파 분해의 결과로서 일반적으로 미세하게 전단된다.
그럼에도 불구하고, 알루미늄, 특히 알루미늄 술페이트의 화합물의 사용은 미세하게 전단되지 않고, 오히려, 특히, d10가 4~10 ㎛ 이고, d50가 15~30 ㎛ 이고, d90가 50~100 ㎛ 인, 입자 크기가 큰 실리카의 현탁액을 안정화시킬 수 있다. d10양은, 실리카 입자의 분포중 10 % 가 더 적은 직경을 갖는 입자 직경을 나타내고; 유사하게, d50(또는 d90)은 실리카 입자의 분포중 50 %(또는 90 %)가 더 작은 직경을 갖는 입자 직경을 나타낸다. 상기 입자 크기 측정은 바람직하게는 실라스(Cilas) 입자 크기 분석기상에서 레이저 산란에 의해 수행된다. 알루미늄 화합물 첨가제의 사용없이, 상기 실리카 현탁액을 1 주일 미만 보관하여 침강시키고, 특히 기계적 교반 하에서 용이하게 재분산될 수 없는 석출물이 형성된다는 것을 주지해야 한다.
수성 현탁액의 주요 특징은 방치 상태로 방치된후 겔을 형성할 수 있다는 것이고; 이는 보관중 침전 또는 침강되는 형상을 예방하므로, 수주 또는 수개월(특히 3 개월 이상)이상 현탁액의 안정성을 유지시키고; 현탁액은 실질적으로 상기 기간 이상 그의 균일성을 유지한다. 이어서, 방치 상태로 48 시간 후, 바람직하게는 방치 상태로 24 시간 후, 또는 방치 상태로 단 2 시간 후에서도, 현탁액은 겔의 형태이고, 상기 겔은 낮은 전단하에서 가역적일 수 있다.
그러므로, 방치 상태로 24 시간 후, 수성 현탁액은 1 분간 1 s-1의 전단하에서 측정된 0.6 Pa s 초과, 바람직하게는 1.5 Pa s 초과, 특히 2.0 Pa s 초과( 및 통상 25 Pa s 미만)의 점도(V1)를 갖는 겔의 형태가 바람직하다.
일정 기간의 방치 상태후 발명에 따른 현탁액의 겔 특성을 명확하게 하기 위한 공정은 하기와 같다:
겔을 콘트라베스 레오매트(Contraves Reomat) Z115 유동계의 MS 125 또는 MS 145 측정 셀로 도입하고; 겔을 파괴하기 위해 500 s-1에서의 전단을 1 분간 수행하고; 이어서 겔을 24 시간 동안 재형성시키고, 겔의 있을 수 있는 탈수를 예방하기 위해서 샘 방지막으로 셀을 주의하여 도포하고; 상기의 24 시간 말에, 하기의 공정을 수행할 수 있다:
- 점도 측정(V1)은 1 분간 1 s-1으로 전단시켜 수행하고; 현탁액이 겔화되는 경향이 커질수록 측정치는 비례하여 높아지고;
- 또다른 점도 측정(V2)은 1 분간 50 s-1으로 전단시켜 수행될 수 있고; 겔이 더 잘 깨질수록 측정치는 비례하여 낮아지고; 일반적으로, 수성 현탁액은 0.05~0.4 Pa s 의 점도 V2를 가지며;
- 마지막으로, 또다른 점도 측정(V3)은 1 분간 500 s-1으로 전단시켜 수행될 수 있고; 현탁액의 펌프력이 클수록 측정치는 비례하여 낮아지고; 일반적으로, 발명에 따른 현탁액은 0.03~0.35 Pa s 의 점도 V3를 갖는다.
본 발명에 따른 현탁액의 48 시간의 방치 상태후(바람직하게는 24 시간의 방치 상태후 또는 단 2 시간의 방치 상태후)의 형태인 겔은 낮은 응력하에서 가역적일 수 있고; 낮은 전단하에서는 낮은 점도의 균일한 현탁액으로 전환되므로, 용이하게 펌프 가능하고; 더욱 특히, 1 분간 500 s-1의 전단은 상기 겔을 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정된, 0.35 Pa s 이하, 바람직하게는 0.30 Pa s 이하, 예를 들어 0.25 Pa s 이하인, 점도(Vr)를 갖는 현탁액으로 전환시킨다.
상기 점도(Vr)의 측정 방법은 하기와 같다:
겔을 콘트라베스 레오매트 Z115 유동계의 MS 125 또는 MS 145 측정셀로 도입하고; 겔을 파괴하기 위해 500 s-1에서의 전단을 1 분간 수행하고; 수득된 생성물의 점도 측정(Vr)은 이어서 1 분간 50 s-1으로 전단시켜 수행한다.
발명에 따른 현탁액의 특징은, 음이온성, 양이온성, 양쪽성 또는 비이온성이 든 관계없이, 계면활성제를 사용하지 않고 수득된다. 이어서, 바람직하게는 필수적인 것은 아니지만, 수성 현탁액은 임의 계면활성제를 함유하지 않는다.
본 발명에 따른 현탁액을 알루미늄 화합물, 특히 알루미늄 술페이트의 수용액을 교반(특히, 기계적 교반)하면서, 우세하게 실리카를 포함하는 실리카 화합물 및 바람직하게는 분말, 과립 또는 실질적으로 구형 비드의 형태, 특히 침전 실리카 S1~S5의 형태인, 상기와 같은 침전 실리카와의 혼합을 포함하는 방법에 의해 임의로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 현탁액은 분말 형태인 상기 알루미늄 화합물과 실리카의 수성 현탁액, 및 선택적으로 물을 교반하에 혼합시키는 것을 포함하는 방법에 의해 또한 제조할 수 있다. 침전 실리카의 수성 현탁액, 실리카 졸로 통상 명칭되는 콜로이드성 실리카 현탁액과 같은 임의 종류의 수성 실리카 현탁액이 사용될 수 있고, 이는 예를 들어, 이온교환 수지상에서 규산나트륨 또는 상기 정의된 바와 같이, 우선적으로 실리카를 포함하는 실리카 화합물의 수성 현탁액을 여과시키므로서 후자를 수득하는 것이 가능하다.
특히 상기 방법은 예를 들어, 무수 또는 바람직하게는 수화된, 분말 형태의 알루미늄 술페이트, 및 선택적으로 물을 침전 실리카의 수성 현탁액에 기계적 교반하에 첨가하고 이어서 상기 수득된 혼합물을 계속 교반시키는 것을 포함한다.
마직막으로, 본 발명에 따른 현탁액은 수성 실리카 현탁액 및, 선택적으로 물을 상기 알루미늄 화합물의 용액과 교반하에 혼합시키는 것을 포함하는 방법으로 제조될 수 있고, 알루미늄 화합물의 용액은 15~130 ℃ 의 온도에서 존재한다. 특히, 상기 방법은 침전 실리카의 수성 현탁액 및, 선택적으로 물을 15~30 ℃, 또는 바람직하게는 95~130 ℃ 의 온도인, (무수 또는 바람직하게는 수화된) 알루미늄 술페이트 용액(특히, 상기 온도에서 결정화된 물에 용해되는 알루미늄 술페이트 수화물)과 특히 100~120 ℃ 의 온도에서 기계적 교반하에 혼합시키는 것을 포함한다.
수성 실리카 현탁액을 사용하는 제조 방법에 있어서, 수성 실리카 현탁액은 고형의 실리카, 특히 침전 실리카 S1~S5를 수중에 교반(특히, 기계적 교반)하에 현탁시켜 임의 수득될 수 있다.
수중 현탁의 상기 공정 후, 현탁액은 기계적으로 분해될 수 있다. 기계적 분해(또는 해응집)는 분해기/배합기 내에서 수행될 수 있다. 일반적으로 화학적 분해는 분해기/배합기로 알루미늄산나트륨 및 바람직하게는, 일반적으로 동시에 산(특히, 황산과 같은 무기산)을 도입시키므로서 기계적 분해와 결합되어 수행되므로, 현탁액의 pH 는 6~7 로 유지되고 Al/SiO2중량비는 1000~3300 ppm 이다. 일단 상기 첨가가 수행된 후에 기계적 분해는 선택적으로 지속될 수 있다.
분해 공정 또는 수중 현탁 공정(분해 공정이 이용되지 않는다면) 후, 습식 분쇄 또는 현탁액의 초음파 분해가 수행될 수 있다.
습식 분쇄는 콜로이드 밀 타입 도는 비드 밀의 밀을 통해 현탁액을 통과시키므로서 수행될 수 있다.
초음파 분해는 강력 초음파 탐침에 의해 현탁액에 초음파 파장 (초음파 처리)을 적용시키므로서 수행될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 현탁액은, 특히 알칼리 금속 M 의 규산염을 산성화제와 반응시키는 반응인, 실리카 침전 반응으로부터 유래된 필터 케이크의 기계적 분해(특히 분해기/배합기)에 의해 수득된 침전 실리카의 수성 현탁액을 사용하는 방법에 의해 제조되는 것이 가장 바람직하다.
산성화제 및 규산염은 그 자체로서 공지된 방법에 의해 선택된다.
산성화제는 일반적으로 황산, 질산 또는 염산과 같은 강한 무기산, 또는 아세트산, 포름산 또는 탄산과 같은 유기산이 사용된다.
산성화제는 묽거나 진할 수 있고; 그의 노르말농도는 0.4~36 N, 예를 들어 0.6~1.5 N 일 수 있다.
특히, 산성화제가 황산인 경우에 있어서, 그의 농도는 바람직하게는 40~180 g/l, 예를 들어 60~130 g/l 일 수 있다.
더구나, 규산염의 임의의 통상 형태는 메타실리케이트, 디실리케이트 및 유리하게는 알칼리 금속 M 실리케이트(이중, M 은 나트륨 또는 칼륨이다)와 같은 규산염으로서 사용될 수 있다.
알칼리 금속 M 실리케이트는 통상적으로 40~330 g/l, 예를 들면 60~300 g/l, 특히 60~250 g/l 의 농도(SiO2로서 표현됨)를 갖는다.
일반적으로, 황산은 산성화제로서 사용되고 규산나트륨은 규산염으로서 사용된다.
규산나트륨이 사용되는 경우에 있어서, 규산나트륨은 일반적으로 2~4, 보다 특별하게는 3.0~3.7 의 SiO2/Na2O 중량비를 나타낸다.
일차 바람직한 구현예에 따르면, 필터 케이크는 하기 공정을 포함하는 방법에 의해 수득된다:
(A) 하기의 경우에 있어서, 산성화제와 알칼리 금속 M 실리케이트의 작용에 의한 실리카 침전 반응;
(i) 반응에 도입된 알칼리 금속 M 실리케이트의 총량중 적어도 일 분획 및 전해질을 함유하는 초기 염기 농축액이 형성되고, 상기 초기 염기 농축액에서의 규산염 농도(SiO2로서 표현됨)는 100 g/l 미만이고, 상기 염기 농축액중 전해질의 농도는 17 g/l 미만이며,
(ii) 반응 혼합물의 pH 수치가 적어도 7 이 수득될 때까지 산성화제를 상기 염기 농축액에 첨가하고,
(iii) 산성화제를, 적절하다면 잔류량의 알칼리 금속 M 실리케이트를 동시에 반응 혼합물에 첨가하고,
(B) 반응 혼합물을 여과시켜, 고형분 함량이 8~40 중량% 인 필터 케이크를 회수한다.
초기 염기 농축액 중의 규산염 및 전해질의 낮은 농도는 상기 경우에 있어서 중요한 조건이다.
상기 구현예에서, 공정은 하기와 같이 수행된다.
규산염 및 전해질을 포함하는 염기 농축액이 우선적으로 형성된다. 염기 농축액에 존재하는 규산염의 양은 반응에 도입된 총량과 동일하거나 상기 총량의 일부분만을 나타낼 수 있다.
전해질이 관여되는 한, 상기 용어는 여기에서 통상 사용되는 의미로 이해되어져야 하는데, 즉, 용해되는 경우, 분해되거나 해리되어 이온 또는 전하 입자를 형성하는 임의의 이온성 또는 분자성 물질을 의미한다는 것이다.
특히, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염의 군으로부터의 염이 사용되고, 바람직하게는, 규산나트륨과 황산의 반응의 경우에 있어서 예를 들어, 황산나트륨과 같은 초기 규산염 및 산성화제의 금속 M 의 염이 사용된다.
상기 구현예의 주요 특징에 따르면, 초기 염기 농축액중 전해질 농도는 (0 g/l 초과이고) 17 g/l 미만, 바람직하게는 14 g/l 미만이다.
상기 구현예의 또 다른 주요 특징에 따르면, 초기 염기 농축액중 규산염 농도는 (리터당 SiO2가 0 g 초과이고) 리터당 SiO2가 100g 미만이다.
상기 농도는 바람직하게는 80 g/l 미만, 특히 70 g/l 미만이다.
이차 고정은 상기 조성물의 염기 농축액에 산성화제를 첨가하는 것으로 구성된다.
반응 혼합물 pH 의 연관된 저하를 수반하는, 상기 첨가는 수치가 약 7 이상, 일반적으로 7~8 에 도달할 때까지 수행된다.
일단 상기 수치가 도달되고, 도입된 규산염의 총량중 일부분만을 포함하는 초기 염기 농축액의 경우에 있어서, 산성화제 및 규산염의 잔여량의 동시 첨가가 이어서 수행되는 것이 유리하다.
실제적인 침전 반응은 규산염의 총 잔여량이 첨가되었을 때 종료된다.
침전의 말기에서 및 특히 침전 동시 첨가 후에, 반응 혼합물의 에이징을 수행하는 것이 유리하고, 예를 들어, 5 분 내지 1 시간 동안 상기 에이징을 지속시키는 것이 가능하다.
마지막으로, 모든 경우(도입된 규산염의 총량중 일부만을 포함하는 초기 염기 농축액의 경우, 및 도입된 규산염의 총량을 포함하는 염기 농축액의 경우)에 있어서, 침전 후 임의 차기 공정에서 산성화제의 부가량을 반응 혼합물에 첨가하는 것이 가능하다. 상기 첨가는 일반적으로 pH 수치가 3~6.5, 바람직하게는 4~6.5 에 도달할 때까지 수행된다.
반응 혼합물의 온도는 일반적으로 70~98 ℃ 이다.
대안적 형태에 따르면, 반응은 80~95 ℃ 의 일정 온도에서 수행된다. 또 다른 대안적 형태에 따르면, 반응 말기의 온도는 반응 초기 온도보다 더 높고; 그러므로, 반응 초기 온도는 70~95 ℃ 로 유지되는 것이 바람직하고; 온도는 이어서 반응 말기까지 유지되는, 바람직하게는 80~98 ℃ 의 수치까지 수분간 증가한다.
실리카 슬러리로 구성된 반응 혼합물을 바로 전에 기재된 공정의 말기에서 수득한다.
상기 일차 바람직한 구현예의 공정 (B)는 고형분 함량이 8~40 중량% 인 필터 케이크를 회수하기 위해서 상기 실리카 슬러리를 여과시키는 것으로 구성된다.
여과는 예를 들어, 벨트 필터, 진공 회전 필터를 사용하는, 또는 바람직하게는, 필터 프레스를 사용하는 임의의 적합한 방법에 의해서 수행될 수 있다.
필터 프레스에 의해서 수득된 케이크는 일반적으로 상당히 높은 고형분 함량을 갖는다.
상기 설명에서 언급된 침전 실리카 S1은 수득한 필터 케이크를 분무 건조시켜(특히 필터 프레스를 사용하는 경우), 바람직하게는 멀티 노즐 분무기를 사용하여 제조할 수 있다는 것을 주지해야 하여, 건조 바로 전에 상기 케이크가 24 중량% 이하(바람직하게는 23 중량% 이하) 내지 18 중량% 초과(바람직하게는 20 중량% 초과)의 고형분 함량을 갖는 것이 부가적으로 필요하고, 달리 나타낸 바와 같이, 상기 케이크를 건조전에 기계적 및, 선택적으로, 화학적 분해시키는 것이 가능하다.
이차 바람직한 구현예에 따르면, 필터 케이크는 하기 공정을 포함하는 방법에 의해서 수득된다:
(A) 하기의 경우에 있어서, 산성화제와의 알칼리 금속 M 실리케이트의 작용에 의한 실리카 침전 반응;
(i) 반응에 도입된 알칼리 금속 M 실리케이트의 총량중 일부분을 함유하는 초기 염기 농축액이 형성되고, 상기 초기 염기 농축액에서의 규산염 농도(SiO2로서 표현됨)는 20 g/l 미만이고,
(ii) 상기 초기 염기 농축액에 존재하는 M2O 의 양이 5 % 이상으로 중화될 때까지 산성화제를 상기 초기 염기 농축액에 첨가하고,
(iii) 산성화제 및 잔여량의 알칼리 금속 M 실리케이트를 반응 혼합물에 동시에 첨가하므로써, 응고비라 칭하는, 규산염의 첨가량(SiO2로서 표현됨)/초기 염기 농축액에 존재하는 규산염의 양(SiO2로서 표현됨)의 비율이 4 초과 내지 100 이하이고,
(B) 반응 혼합물을 여과시켜, 고형분 함량이 8~40 중량 % 인 필터 케이크를 회수한다.
초기 염기 농축액중 매우 낮은 규산염 및 동시 첨가 공정중의 적정한 응고비는 상기 경우에 있어서 중요한 조건이다.
상기 구현예에서, 공정은 하기와 같이 수행된다.
규산염을 포함하는 염기 농축액이 우선적으로 형성된다. 상기 초기 염기 농축액에 존재하는 규산염의 양은 유리하게는 반응으로 도입된 규산염의 총량중 일부분만을 나타낸다.
상기 구현예의 주요 특징에 따르면, 초기 염기 농축액중 규산염의 농도는 (리터당 SiO2가 0 g 초과이고) 리터당 SiO2가 20 g 미만이다.
상기 농도는 11 g/l 이하 및 선택적으로 8 g/l 이하이다.
상기 농도는 특히 이후 수행되는 여과가 필터 프레스에 의해 수행되는 경우, 8 g/l 이상, 특히 10~15 g/l 일 수 있다.
초기 염기 농축액은 전해질을 포함할 수 있다. 그럼에도, 바람직하게는, 상기 구현 과정에 있어서 전해질을 사용하지 않는 것이고; 특히 초기 염기 농축액은 바람직하게는 어떠한 전해질도 포함하지 않는다.
이차 공정은 상기 조성물의 염기 농축액에 산성화제를 첨가하는 것으로 구성된다.
그러므로, 상기 이차 공정에서, 상기 초기 염기 농축액에 존재하는 M2O 의 양 중 5 % 이상, 바람직하게는 50 % 이상이 중화될 때까지 상기 초기 염기 농축액에 산성화제를 첨가한다.
상기 이차 공정에서, 상기 초기 염기 농축액에 존재하는 M2O 의 양중 50~99 % 가 중화될때까지 산성화제를 상기 초기 염기 농축액에 첨가하는 것이 바람직하다.
일단 중화된 M2O 의 양이 목적 수치에 도달하면, 산성화제 및 일정량의 알칼리금속 M 실리케이트의 동시 첨가 (공정 (iii)) 를 이어서 수행하고, 이중 응고비, 즉 규산염의 첨가량 (SiO2로서 표현됨)/초기 염기 농축액에 존재하는 규산염의 양 (SiO2로서 표현됨)의 비율은 4 초과 내지 100 이하이다.
대안적 형태에 따르면, 상기 산성화제 및 일정량의 알칼리금속 M 실리케이트의 동시 첨가가 수행되고, 이중 응고비는 보다 특별하게는 12~100, 바람직하게는 12~50, 특히 13~40 이다.
또다른 대안적 형태에 따르면, 상기의 산성화제 및 일정량의 알칼리금속 M 실리케이트의 동시 첨가가 수행되고, 이중 응고비는 4 초과 내지 12 미만이고, 바람직하게는 5~11.5, 특히 7.5~11 이다. 상기 형태는 일반적으로 초기 염기 농축액중 규산염의 농도가 8 g/l 이상, 특히 10~15 g/l , 예를 들면 11~15 g/l 인 경우에, 일반적으로 사용된다.
공정 (iii) 을 통해서, 산성화제의 첨가량은 M2O 의 첨가량중 80~99 %, 예를 들면 85~97 % 가 중화될 수 있는 정도가 바람직하다.
공정 (iii) 에서, 7〈pH2〈pH1〈9 와 같은, 반응 혼합물의 일차 pH 플래토우, pH1및 반응 혼합물의 이차 pH 플래토우, pH2에서 산성화제 규산염의 동시 첨가를 수행하는 것이 가능하다.
실제적인 침전 반응은 규산염의 잔여량 모두를 첨가했을때 종료된다.
특히 상기 언급된 동시 첨가 후에, 반응 혼합물의 에이징을 수행하는 것이 유리할 수 있고, 상기 에이징은 예를 들면, 1~60 분간, 특히 5~30 분간 지속하는 것이 가능하다.
마지막으로, 차기 공정에서, 특히 선택적인 에이징 전 침전후에 반응 혼합물에 잔여량의 산성화제를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다. 반응 혼합물의 pH 수치가 3~6.5 이고, 바람직하게는 4~5.5 에 도달할 때까지 상기 첨가가 일반적으로 수행된다. 특히, 이는 공정 (iii) 중에 첨가되는 M2O 의 총량을 중화시킬 수 있다.
상기 첨가를 하는 동안 산성화제는 통상적으로 단계 (iii) 동안 사용되는 것과 동일하다.
반응 혼합물의 온도는 통상적으로 60~98 ℃ 이다.
단계 (ii) 동안 산성화제의 첨가는 바람직하게는 60~96 ℃ 온도의 초기 염기에서 수행한다.
대안적인 형태에 따라 반응을 75~96 ℃ 온도에서 일정하게 수행한다. 또 다른 대안적 형태에 따라 반응의 말기의 온도는 반응 초기 보다 더 높고; 따라서, 반응 초기의 온도는 바람직하게는 70~96 ℃ 를 유지하며, 바람직하게는 80~98 ℃ 이하이며, 반응이 끝날때까지 그 수치가 유지된다.
실리카 슬러리로 구성된 반응 혼합물을 앞서 기술된 공정의 말기에서 수득한다.
다음에 발명의 유리한 상기 2 차 구현예의 단계 (B) 를 상기 실리카 슬러리를 여과할때 구성하여 8~40 중량% 함량의 고형분 함량을 가진 필터 케이크를 회수한다.
여과는 어떠한 적절한 방법 (예를 들어, 필터 프레스, 벨트 필터, 진공 회전 필터를 사용) 으로도 수행할 수 있지만, 초기 여과 농축액에 실리케이트의 농도가 8 g/l 이상 (및 20 g/l 미만) 특히 10~15 g/l, 특별히 11~15 g/l 일때, 필터 프레스를 사용하여 수행한다.
가압 여과에 의해 수득된 케이크는 통상적으로 매우 높은 고형분 함량을 가진다.
상기 서술된 침전 실리카 S2~S5는 분무 건조, 바람직하게는 다중노즐 분무기 (통상적인, 실질적으로 구형 비드의 형태로 수득하는 것이 바람직하다면) 또는 다중터빈 분무기 (통상적으로, 분말형태로 수득하는 것이 바람직하다면), 수득된 케이크(실질적으로 구형 비드의 형태로 수득하는 것이 바람직하다면, 가압 여과에 의해, 또는 분말 형태로 수득하는 것이 바람직하다면, 진공 회전 여과에 의해)를 사용하여 제조할 수 있으며; 건조전에 상기 케이크를 기계적으로 임의로는 다른 곳에서 나타난 바와 같이 화학적으로 분해될 수 있다.
건조되어야 할 케이크가 15 중량% 초과의 고형분 함량을 가질때, 바람직하게는 건조는 다중노즐 분무기를 사용하여 수행하며; 상기 함량이 15 중량% 이하일때, 바람직하게는 다중터빈 문무기를 사용하여 수행한다.
침전 실리카 S2~S5는 건조된 생성물(특히 고형분 함량이 15 중량% 이하인 케이크로써 시작할때)을 응집공정(특히 직접 압축, 습식 루트 과립화, 압출, 또는 바람직하게는 건조 압축에 의해)을 수행하여 과립상으로 수득할 수 있다.
상기 기재된 2 개의 유리한 구현예에 의해 생성된 발명에 따른 현탁액은 통상적으로 최고의 품질을 나타낸다.
필요하다면, 필터 케이크는 물, 특히 발명의 2 개 유리한 구현예에서, 특히 침전 반응동안에 형성된 알칼리 금속 M 염을 제거한 물로써 세척할 수 있다. 예를 들어, 규산나트륨 및 황산이 침전시에 관련될때, 1.5 중량 % 이하의 Na2SO4함량을 가진 케이크를 단계 (B) 의 말기에 단리할 수 있다.
가능하면, 임의로 필터케이크를 농축하여 고형분 함량을 증가시켜 8~40 중량 % 로 하는 것이 바람직하다. 농축은 고체 형태 (무른 실리카) 인 충분한 양의 실리카를 상기 케이크에 첨가하는 것으로 이루어지며, 상기 실리카는 건조, 특히 분무 건조, 과량으로 만들어지는 케이크에 비례하여 수득할 수 있다. 또한 무른 실리카는 유기용매로써 세척한 후에 케이크를 통상적인 건조를 수행하여 수득할 수 있다.
따라서, 발명에 따른 현탁액은 상기 기재된 2 개의 구현예에 따라 유리하게 수득된 필터 케이크의 실리카 필터 케이크를 기계적으로 분해시켜 수득된 현탁액의 침전 실리카의 수성 현탁액을 사용한 방법으로 제조할 수 있다.
화학적 분해는 기계적 분해에 도입되어 예를 들어, 분해기/배합기, 알루미늄산나트륨, 바람직하게는 통상적으로 동시에, 산(특히, 황산과 같은 무기산)을 도입하여 동시에 수행할수 있으므로, 현탁액의 pH 를 6~7 을 유지하며, Al/SiO2중량비는 1000~3300 ppm 이다. 기계적 분해는 임의로 일단 첨가가 수행되면 계속적이다.
분해 단계 후에, 습식 분쇄 또는 현탁액의 초음파 분해를 유리하게 수행할 수 있다.
습식 분쇄 및 초음파 분해를 상기 기재된 바와 같이 수행할 수 있다.
현탁액을 초음파로 분해하기 전에 기계적 교반을 수행할 수 있다.
상기 습식 분쇄 또는 상기 초음파 분해후에, 상기 기재된 2 개의 유리한 구현예에 따라 수득된 필터 케이크로부터 제조될때, 침전 실리카의 수성 현탁액은 예를 들어 고형분 함량이 10 ~ 40 중량 % 이고, 1 분간 50 s-1의 전단하에 측정된 점도는 0.04 Pa s 미만, 특히 0.02 Pa s 미만이며, 30 분간 7500 rev/분에서 상기 현탁액을 원심분리한 후에 수득한 상층액에 존재하는 실리카의 양은 현탁액에 존재하는 실리카의 50 중량 % 초과, 특히 60 중량% 초과, 특별히 70 중량% 초과 또는 심지어 90 중량% 초과이다(물질의 중량 함량이 수득될때까지 160 ℃ 에서 상등액을 건조시킨 후에 측정된 양).
최종적으로, 발명에 따른 현탁액의 제조에 대해 공정에 사용할 수 있고, 상기 언급된 특질을 나타낼 수 있는 또 따른 침전 실리카의 수성 혼탁액은 임의로, 하기에 의한 방법으로 상기 발명의 2 가지의 유리한 구현예에 합성된 필터 케이크의 전환 공정에 의해 수득될 수 있다;
(a) 상기 케이크를 유기용매로 세척하고 세척된 케이크를 건조시켜 무른 형태인 실리카를 수득한다.
(b) 무른 형태인 상기 실리카의 양을 물속에서 현탁시켜 수득된 침전 실리카의 수성 현탁액의 고형분 함량은 10~40 중량 % 이다.
유기 용매로 세척하여 케이크의 구멍에 존재하는 물을 탈수시킬 수 있다. 본 목적에 사용되는 용매는 바람직하게는, 극성용매, 특히 혼합물로 사용할 수 있는 에탄올 및 에테르이다.
특히, 하기와 같이 수행할 수 있다 ;
- 첫째, 에탄올로 세척,
- 둘째, 50/50 의 에탄올/에테르 혼합물로 세척,
- 세째, 에테르로 세척.
상기 세척된 케이크를 예를 들어, 대기에서 건조시킬 수 있다. 탈수함량을 분무 건조에 의해 수득된 것과 함께 다량으로 수득한다.
건조의 상기 형태는 건조 동안에 모세혈관 작용의 원인이 되는 공극의 파괴를 방지할 수 있다.
실리카를 아주 조금만 응집되고, 분무 건조 기술에 의해 수득된 것보다 훨씬 큰 공극(수은 포로시미트리로 특정한)을 갖도록 (무른형태로) 수득한다.
현탁액의 고형분 함량이 10~40 중량% 의 양으로 물로 재현탁될때, 통상적으로 상기 실리카는 분무 건조에 의해 통상적으로 수득된 실리카를 재현탁하여 수득된 것보다 더 낮은 점도인 침전 실리카의 수성 현탁액을 생산한다.
방치될때, 겔 형태인 발명에 따른 현탁액의 제조는 생성물의 침전 또는 침강의 문제를 일으키지 않고; 상기 현탁액을 일정 기간 이상 동안 균일하게 유지한다. 또한 형성된 겔은 낮은 전단하에서 완전히 가역적이고; 낮은 전단하에서 "붕괴되고" 쉽게 펌프할 수 있는 저점도의 균일 현탁액으로 전환된다.
발명에 따른 현탁액은 특히 하기에서 사용될 수 있다:
- 제지 펄프의 제조용, 특히 충전제 또는 충전제 및 미세섬유의 보존용의 그 밖의 제제;
- 수처리용;
- 제지, 보드 및 건축에서 무기 접착제의 구성분으로서,
또한, 건축재료 분야에서 특히 유리하게 적용되는 것을 알 수 있다. 따라서, 시멘트 혼합물(그라우트 또는 시멘트 및 물 (및 임의로 다른 접착제)로부터 형성된 소화 조성물 모르타르 및 콘크리트에 사용될 수 있다.
사실, 가역적인 겔 형태 이외에, 바람직하게는 균일성, 접착 및/또는 상기 시멘트 조성물의 접착성(접착의 측면)을 개선시키는 장점을 가진다.
마찬가지로, 장기간 기계적 특성도 약화되지 않고; 반면에, 특히 사용되는 실리카의 중량이 시멘트 중량에 대해 0.5~5 중량%, 특히 0.5~2.5 중량% 이고, 사용되는 알루미늄 화합물의 중량(무수 알루미늄 화합물로서 표현됨), 예를 들어, 사용된 알루미늄 술페이트는 시멘트 중량에 대해 0.2~6 중량%, 특히 0.2~3 중량% 일 때, 28 일간 높은 압축 강도 수치를 나타낸다(통상적으로 모르타르의 경우, 45 MPa 이상).
또한 추운 날씨에 콘크리트 작업시에도 유리하다.
또한, 그라우트, 모르타르 및 분무(습식루트의 방식으로, 또는 결국 분무노즐을 첨가하여 습식루트 분무기술의 방식으로)되는 콘크리트의 분야에서, 기타 뚜렷한 장점(또한, 특히, 우수한 장기간 기계적 특성에 대해)을 제공한다.
무엇보다도, 낮은 요동하에서, 통상적으로 사용되는 분무 기계에 의해 완전히 분무할 수 있는 생성물을 만들어낸다.
위생 및 안전성 조건은, 특히 분무 장치를 사용할 때, 발명에 따른 매우 약한 자극 성분을 일으킴으로써, 개선된다.
또한 발명에 따른 현탁액의 용도는 재결합의 원인인 분무시의 손실을 확실히 감소시키고, 출력 효율을 수득한 결과, 매우 두꺼운 분무된 코팅을 수득할 수 있다.
사용되는 알루미늄 화합물의 양, 특히 알루미늄 술페이트(무수 생성물로서 표현됨)의 양은 시멘트 중량에 대해 0.5 % 초과, 바람직하게는 1.5~6 % 이고, 분무된 코팅의 신속한 경화는 완전히 안전한 작업으로, 예를 들어, 둥근천장하에서, 분무후 수시간후 바로, 관찰된다(특히 건축용 모르타르 및 콘크리트의 생산에 응용).
사용되는 알루미늄 화합물의 양, 특히 알루미늄 술페이트(무수 생성물로서 표현됨)의 양이 시멘트 중량에 대해 0.5 % 이하이고, 시멘트 조성물의 겔의 요변성 및 형성 성질은 분무후 0.5 시간 초과 유지된다(특히 부유-말단될 수 있는 모르타르 및 콘크리트의 생산에 응용).
본 발명에 따른 현탁액은 시멘트 혼합물(그라우트 또는 시멘트 및 물) 및 임의로 다른 접착제)로부터 형성된 소화 조성물), 모르타르 및 유정 또는 천연 가스정의 제조예에 사용될 수 있다.
하기의 예는 그 범위에 국한하지 않고 발명을 설명한다.
[실시예 1]
하기와 같이 침전 실리카 케이크 C1 을 제조한다.
프로펠러를 사용하는 교반 시스템 및 자켓(jacket)을 사용하는 가열 시스템이 장착된 스텐레스강 반응기에 하기를 도입한다:
- 물 346 리터
- 7.5 kg 의 Na2SO4(전해질)
- SiO2/Na2O 중량비가 3.50 이며, 20 ℃ 에서의 상대 밀도가 1.133 인 수성 규산나트륨 587 리터
염기 농축액에서의 규산염 농도(SiO2로서 표현됨)는 85 g/l 이다. 반응 혼합물을 계속 교반하면서 79 ℃ 로 가열한다. 다음에, 20 ℃ 에서의 상대 밀도가 1.050 인 묽은 황산 386 리터를 pH 가 8(혼합물의 온도에서 측정)이 될 때까지 도입한다. 반응 혼합물의 온도는 처음 25 분간 79 ℃ 이며, 그 후 15 분에 걸쳐 79 ℃ 에서 86 ℃ 로 상승시킨 다음 반응이 종결될 때까지 86 ℃ 로 유지한다.
일단 pH 가 8 에 도달하면, SiO2/Na2O 중량비가 3.50 이며, 20 ℃ 에서의 상대 밀도가 1.133 인 수성 규산나트륨 82 리터 및 상기 유형의 산 131 리터를 반응 혼합물에 함께 도입하는데, 이러한 산과 규산염의 동시 도입이 수행됨으로써 반응 혼합물의 pH 는 8±0.1 로 유지된다. 규산염이 모두 도입된 후, 9 분동안 묽은 산을 계속 도입하여 반응 혼합물의 pH 를 5.2 로 조정한다. 다음에, 산의 도입을 중지하고, 반응 슬러리를 5 분 동안 계속 더 교반시킨다.
총 반응 시간은 118 분이다.
침전 실리카를 수득하고 필터 프레스를 사용 여과 및 세척하여 최종적으로 실리카 케이크 C1 이 회수되는데, 이것의 연소손실은 78 %(따라서, 고형분 함량은 22 중량%)이며, Na2SO4함량은 1 중량% 이다.
[실시예 2]
실시예 1 에서 제조한 케이크 C1 (가압 여과에 의해 수득되었으며, 고형분 함량은 22 중량% 이고, Na2SO4함량은 1 중량% 임) 4 kg 을 60 ℃ 로 미리 가열하고, 셀리에르(Cellier) 분해 배합기에 도입한다.
다음에, 알루미늄산나트륨 용액(Al2O3함량은 22 중량% 이며, Na2O 함량은 18 중량%(상대밀도 1.505)임) 13.1 ml 및 80 g/l 농도의 황산용액(상대밀도 1.505) 7.47 ml 를 케이크의 해응집 시에 동시에 도입하여 pH 값을 6.5 로 유지한다.
Al/SiO2중량비는 약 2600 ppm 이다.
기계적인 해응집을 계속하면서 20 분 동안 에이징을 발생시킨다.
수득된 실리카 현탁액 C2 의 특징은 하기와 같다:
- 점도는 0.06 Pa s(1 분간 50 s-1의 전단하에 측정):
- 입자크기는 d10= 5 ㎛, d50= 19 ㎛, d90= 60 ㎛.
1 주일간 보관후, 하기와 같이 관찰되었다.
- 보관 용기 하부에, 재분산되기 어렵거나 불가능한 과량의 침작물이 형성되며:
- 현탁액의 점도가 0.45 Pa s(1 분간 50 s-1의 전단하에 측정)로 증가한다.
[실시예 3]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2(분해후 채집)에서 제조한 현탁액 C2 1 kg 을 라이네리(Rayneri) 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.
분말 형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al2(SO4)3·14H2O 220 g 을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500 rev/분) 3 분에 걸쳐 첨가한다.
약 15 분 동안 교반을 계속한다.
하기의 특성을 가지는 균일 현탁액 C3 이 수득된다:
- pH 3.25
- 고형분 함량(중량%) 28.4
- 실리카 함량(중량%) 18.0
(무수 실리카 계산치)
- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 10.4
(무수 알루미늄 술페이트 계산치)
또한, 2 시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔형태가 된다.
1 주일간 보관후, 1 분간 500 s-1의 전단에 의하여 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정한 점도(Vr)가 0.25 Pa s 인 균일 현탁액으로 전환된다.
그대로 방치하면, 현탁액은 2 시간후 다시 겔로 전환된다.
상기 겔을 한달간 보관한 후, 부드럽게 교반하여(1 분간 500 s-1) 1 주일간 보관후 겔을 "붕괴"시킨 것과 실질적으로 동일한 특성을 가지는 현탁액으로 전환시킨다.
[실시예 4]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2(분해후 채집)에서 제조한 현탁액 C2 1 kg 을 라이네리 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.
물 100 g 과 분말 형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al2(SO4)3·14H2O 880 g 을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500 rev/분) 3 분에 걸쳐 첨가한다.
약 15 분 동안 교반을 계속한다.
하기의 특성을 가지는 균일 현탁액 C4 가 수득된다:
- pH 2.6
- 고형분 함량(중량%) 36.7
- 실리카 함량(중량%) 11.1
(무수 실리카 계산치)
- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 25.6
(무수 알루미늄 술페이트 계산치)
또한, 24 시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔형태가 된다.
이 겔의 점도는 각각 V1, V2및 V3(명세서에 나타난 절차에 따라 측정됨)으로 표시되는 1.8 Pa s, 0.23 Pa s 및 0.17 Pa s 이다.
1 주일간 보관후, 1 분간 500 s-1의 전단에 의하여 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정한 점도(Vr)가 0.17 Pa s 인 균일 현탁액으로 전환된다.
그대로 방치하면, 현탁액은 24 시간후 다시 겔로 전환된다.
상기 겔을 한달간 보관한 후, 부드럽게 교반하여(1 분간 500 s-1) 1 주일간 보관후 겔을 "붕괴"시킨 것과 실질적으로 동일한 특성을 가지는 현탁액으로 전환시킨다.
[실시예 5]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2(분해후 채집)에서 제조한 현탁액 C2 1 kg(분해후 채칩)을 라이네리 외날 기계식 교반기(5 분 동안 500 rev/분)가 장착된 용기내에서 기계적인 교반으로 균일화시킨다.
그 다음, 수득한 현탁액의 분쇄를 19 mm 직경의 탐침을 갖춘 비브라셀 바이오블록 음파 변환기(600 W)를 사용해서 실행한다.
이렇게 하기 위해, 250 ml 의 현탁액을 400 ml 비이커 내로 도입하고, 그 다음 분쇄를 하기에 따라 수행한다: 탐침을 폭 4 cm 로 잠기게 해서, 40 %(240 watts/cm2의 탐침 끝에 분산된 에너지에 상응함)을 가리키는 전력 다이얼 바늘 편향을 얻기 위해 출력을 조절한다. 분해를 15 분 동안 수행한다.
수득된 실리카 현탁액 C5 의 특징은 하기와 같다:
- 점도는 0.011 Pa s(1 분간 500 s-1의 전단하에 측정);
- 입자크기는 d10= 1.9 ㎛, d50= 5.6 ㎛, d90= 13 ㎛
- 고형분 함량은 22 중량% 이다.
[실시예 6]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 5 에서 제조한 현탁액 C5 1 kg 을 라이네리 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.
분말 형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al2(SO4)3·14H2O 220 g 을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500 rev/분) 3 분에 걸쳐 첨가한다.
약 15 분 동안 교반을 계속한다.
하기의 특성을 가지는 균일 현탁액 C6 이 수득된다:
- pH 3.25
- 고형분 함량(중량%) 28.4
- 실리카 함량(중량%) 18.0
(무수 실리카 계산치)
- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 10.4
(무수 알루미늄 술페이트 계산치)
또한, 2 시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔형태가 된다.
1 주일간 보관후, 1 분간 500 s-1의 전단에 의하여 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정한 점도(Vr)가 0.045 Pa s 인 균일 현탁액으로 전환된다.
그대로 방치하면, 현탁액은 2 시간후 다시 겔로 전환된다.
상기 겔을 한달간 보관한 후, 부드럽게 교반하여(1 분간 500 s-1) 1 주일간 보관후 겔을 "붕괴"시킨 것과 실질적으로 동일한 특성을 가지는 현탁액으로 전환시킨다.
[실시예 7]
넷취(Netzch) LME1 밀의 챔버에 22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2 에서 수득한 현탁액 C2(분해후 채집) 2 리터를 0.083 리터/분의 속도로 공급하는 데; 알루미나 비드(직경 0.6~1 mm)를 가진 챔버의 공급비는 75 % 이며, 샤프트의 회전속도는 2000 rev/분이다.
상기 습식 분쇄 단계를 종결한 후, 하기의 특성을 가지는 현탁액 C7 를 수득한다:
- 점도는 0.016 Pa s(1 분간 50 s-1의 전단하에 측정) 이고;
- 입자크기는 d10= 1.13 ㎛, d50= 2.1 ㎛, d90= 5.4 ㎛ 이며;
- 고형분 함량은 22 중량% 이다.
[실시예 8]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 7 에서 제조한 현탁액 C7 1 kg 을 라이네리 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.
분말 형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al2(SO4)3·14H2O 220 g 을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500 rev/분) 3 분에 걸쳐 첨가한다.
약 15 분 동안 교반을 계속한다.
하기의 특성을 가지는 균일 현탁액 C8 이 수득된다:
- pH 3.25
- 고형분 함량(중량%) 28.4
- 실리카 함량(중량%) 18.0
(무수 실리카 계산치)
- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 10.4
(무수 알루미늄 술페이트 계산치)
또한, 2 시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔형태가 된다.
1 주일간 보관후, 1 분간 500 s-1의 전단에 의하여 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정한 점도(Vr)가 0.08 Pa s 인 균일 현탁액으로 전환된다.
그대로 방치하면, 현탁액은 2 시간후 다시 겔로 전환된다.
상기 겔을 한달간 보관한 후, 부드럽게 교반하여(1 분간 500 s-1) 1 주일간 보관후 겔을 "붕괴"시킨 것과 실질적으로 동일한 특성을 가지는 현탁액으로 전환시킨다.
[실시예 9]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 7 에서 제조한 현탁액 C7 1 kg 을 라이네리 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.
분말 형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al2(SO4)3·14H2O 440 g 을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500 rev/분) 3 분에 걸쳐 첨가한다.
약 15 분 동안 교반을 계속한다.
하기의 특성을 가지는 균일 현탁액 C9 가 수득된다:
- pH 3.05
- 고형분 함량(중량%) 32.9
- 실리카 함량(중량%) 15.3
(무수 실리카 계산치)
- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 17.6
(무수 알루미늄 술페이트 계산치)
또한, 24 시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔형태가 된다.
이 겔의 점도는 각각 V1, V2및 V3(명세서에 나타난 절차에 따라 측정됨)으로 표시되는 7.27 Pa s, 0.20 Po s 및 0.075 Pa s 이다.
1 주일간 보관후, 1 분간 500 s-1의 전단에 의하여 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정한 점도(Vr)가 0.11 Pa s 인 균일 현탁액으로 전환된다.
그대로 방치하면, 현탁액은 24 시간후 다시 겔로 전환된다.
상기 겔을 한달간 보관한 후, 부드럽게 교반하여(1 분간 500 s-1) 1 주일간 보관후 겔을 "붕괴"시킨 것과 실질적으로 동일한 특성을 가지는 현탁액으로 전환시킨다.
[실시예 10]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 7 에서 제조한 현탁액 C7 1 kg 을 라이네리 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.
물 100 g 및 분말 형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al2(SO4)3·14H2O 880 g 을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500 rev/분) 3 분에 걸쳐 첨가한다.
약 15 분 동안 교반을 계속한다.
하기의 특성을 가지는 균일 현탁액 C10 이 수득된다:
- pH 2.6
- 고형분 함량(중량%) 36.7
- 실리카 함량(중량%) 11.1
(무수 실리카 계산치)
- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 25.6
(무수 알루미늄 술페이트 계산치)
또한, 24 시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔형태가 된다.
이 겔의 점도는 각각 V1, V2및 V3(명세서에 나타난 절차에 따라 측정됨)으로 표시되는 2.5 Pa s, 0.12 Pa s 및 0.10 Pa s 이다.
1 주일간 보관후, 1 분간 500 s-1의 전단에 의하여 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정한 점도(Vr)가 0.11 Pa s 인 균일 현탁액으로 전환된다.
그대로 방치하면, 현탁액은 24 시간후 다시 겔로 전환된다.
상기 겔을 한달간 보관한 후, 부드럽게 교반하여(1 분간 500 s-1) 1 주일간 보관후 겔을 "붕괴"시킨 것과 실질적으로 동일한 특성을 가지는 현탁액으로 전환시킨다.
[실시예 11]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2 에서 제조한 현탁액 C2 1 kg (분해후 채집) 과 물 100 g 을 결정수 110 ℃ 에 녹은 알루미늄 술페이트 수화물 Al2(SO4)3·14H2O 880 g 에 걸쳐 첨가한다.
약 15 분 동안 교반을 계속한다.
하기의 특성을 가지는 균일 현탁액 C11 이 수득된다:
- pH 2.6
- 고형분 함량(중량%) 36.7
- 실리카 함량(중량%) 11.1
(무수 실리카 계산치)
- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 25.6
(무수 알루미늄 술페이트 계산치)
이 현탁액은 현탁액 C4 와 동일한 성질을 나타낸다.
[실시예 12]
22 중량% 의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2 에서 제조한 현탁액 C2 1 kg (분해후 채집) 과 물 240 g 을 결정수 110 ℃ 에 녹은 알루미늄 술페이트 수화물 Al2(SO4)3·14H2O 1020 g 에 걸쳐 첨가한다.
약 15 분 동안 교반을 계속한다.
하기의 특성을 가지는 균일 현탁액 C12 이 수득된다:
- pH 2.4
- 고형분 함량(중량%) 35.8
- 실리카 함량(중량%) 9.8
(무수 실리카 계산치)
- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 26.0
(무수 알루미늄 술페이트 계산치)
또한, 24 시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔형태가 된다.
이 겔의 점도는 각각 V1, V2및 V3(명세서에 나타난 절차에 따라 측정됨)으로 표기되는 1.0 Pa s, 0.12 Pa s 및 0.09 Pa s 이다.
1 주일간 보관후, 1 분간 500 s-1의 전단에 의하여 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정한 점도(Vr)가 0.09 Pa s 인 균일 현탁액으로 전환된다.
그대로 방치하면, 현탁액은 24 시간후 다시 겔로 전환된다.
상기 겔을 한달간 보관한 후, 부드럽게 교반하여(1 분간 500 s-1) 1 주일간 보관후 겔을 "붕괴"시킨 것과 실질적으로 동일한 특성을 가지는 현탁액으로 전환시킨다.

Claims (41)

  1. pH 가 4 미만이고, 10~50 중량% 의 고형분 함량을 가지며, 48 시간 동안 방치한 후에, 낮은 전단하에서 가역적인 겔의 형태임을 특징으로 하는, 알루미늄 술페이트, 염기성 알루미늄 술페이트, 알룸 및 그의 혼합물로부터 선택된 실리카 및 알루미늄 화합물의 수성 현탁액.
  2. 제1항에 있어서, pH 가 3.5 미만인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1~49 중량% 인 실리카 함량(무수 실리카로서 표현됨)을 가지는 것을 특징으로 하는 현탁액.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1~49 중량% 인 알루미늄 화합물 함량(무수 알루미늄 화합물로서 표현됨)을 가지는 것을 특징으로 하는 현탁액.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알루미늄 화합물이 알루미늄 술페이트인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리카가 실리카 스모크, 침전 실리카 및 그의 혼합물인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  7. 제6항에 있어서, 실리카로서 하나 이상의 침전 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 현탁액.
  8. 제6항에 있어서, 상기 침전 실리카가 140~200 m2/g 의 BET 비표면, 및 140~200 m2/g 의 CTAB 비표면, 구멍 직경이 175~275 Å 으로 이루어진 구멍 부피가 400 Å 이하의 구멍 직경으로 이루어진 구멍 부피의 50 % 이상이고, 80 ㎛ 이상의 평균 크기를 나타내는 구멍 분포를 가지는 구형 비드의 형태인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  9. 제6항에 있어서, 상기 침전 실리카가:
    - 140~240 m2/g 의 CTAB 비표면,
    - 11 ml 초과의 초음파 분해 인자(FD),
    - 초음파로 분해후, 2.5 ㎛ 미만의 중간 직경Φ50인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  10. 제6항에 있어서, 상기 침전 실리카가:
    - 140~240 m2/g 의 CTAB 비표면,
    - 구멍 직경이 175~275 Å 으로 이루어진 구멍 부피가 400 Å 이하의 구멍 직경으로 이루어진 구멍 부피의 50 % 미만을 나타내는 구멍 부피인 구멍 분포,
    - 5.5 ml 초과의 초음파 분해 인자(FD),
    - 초음파 분해후, 5 ㎛ 미만의 중간 직경Φ50인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  11. 제6항에 있어서, 상기 침전 실리카가:
    - 140~240 m2/g 의 CTAB 비표면,
    - 초음파로 분해후, 2.8 ㎛ 미만의 중간 직경Φ50인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  12. 제6항에 있어서, 상기 침전 실리카가:
    - 140~240 m2/g 의 CTAB 비표면,
    - 구멍 직경이 175~275 Å 으로 이루어진 구멍 부피가 400 Å 이하의 구멍 직경으로 이루어진 구멍 부피의 55 % 미만을 나타내는 구멍 부피인 구멍 분포,
    - 초음파로 분해후, 4.5 ㎛ 미만의 중간 직경Φ50인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 24 시간 동안 방치한 후에 낮은 전단하에서 가역적인 겔의 형태인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2 시간 동안 방치한 후에 낮은 전단하에서 가역적인 겔의 형태인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 24 시간 동안 방치한 후에 1 분간 1 s-1의 전단하에서 측정된 점도(V1)가 0.6 Pa s 초과인 겔의 형태인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 겔이 1 분간 500 s-1의 전단에 의해, 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정시, 0.35 Pa s 이하인 점도(Vr)를 가지는 현탁액으로 전환되는 것을 특징으로 하는 현탁액.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리카가 미세하게 나누어지는 것을 특징으로 하는 현탁액.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리카가 d10이 4 ~ 10 ㎛, d50이 15~30 ㎛ 및 d90이 50~100 ㎛ 인 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 현탁액.
  19. 고체 형태인 실리카를 알루미늄 화합물의 수성 용액과 교반하여 혼합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제18항중 어느 한 항에 따른 현탁액의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 침전 실리카가 제8항 내지 제12항중 어느 한 항에 정의된 것임을 특징으로 하는 방법.
  21. 실리카의 수성 현탁액을 분말 형태인 상기 알루미늄 화합물 및 물과 교반하여 혼합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제18항중 어느 한 항에 따른 현탁액의 제조 방법.
  22. 실리카의 수성 현탁액 및 물과 15~130 ℃ 인 상기 알루미늄 화합물의 용액을 교반하여 혼합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제18항중 어느 한 항에 따른 현탁액의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 침전 실리카의 수성 현탁액 및 물과 온도가 95~130 ℃ 인 알루미늄 술페이트의 용액을 기계적으로 교반하여 혼합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 수성 실리카 현탁액이 고체 형태인 실리카를 물에서 교반하여 현탁에 의해 수득된 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 수성 실리카 현탁액이 침전 실리카를 기계적으로 교반하여 현탁에 의해 수득된 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 현탁액이 물에서 현탁 단계후에 기계적으로 분해되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 화학적 분해를 알루미늄산나트륨 및 산을 도입하여 기계적 분해와 같이 수행하여 현탁액의 pH 가 6 내지 7 을 유지하고 Al/SiO2질량비가 1000~3300 ppm 인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제24항 또는 제25항에 있어서, 물에서 현탁 단계 또는 분해 단계후에, 현탁액을 습식 분쇄 또는 초음파 분해를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제21항에 있어서, 상기 수성 실리카 현탁액이 실리카 침전 반응으로부터 생긴 필터 케이크의 기계적 분해에 의해 수득된 침전 실리카의 수성 현탁액인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 필터 케이크를 하기의 공정:
    (A) (i) 초기 염기 농축액이 반응에 도입된 알칼리 금속 M 실리케이트의 전체 양의 일 분획 이상 및 전해질을 포함하여 형성되고, 이때 상기 초기 염기 농축액에서 실리케이트 농도(SiO2로서 표현됨)가 100 g/l 미만이고, 상기 초기 염기 농축액에서 전해질 농도(SiO2로서 표현됨)가 17 g/l 미만이고,
    (ii) 산성화제를 반응 혼합물의 pH 가 적어도 7 이 수득될 때까지 상기 염기 농축액에 첨가하고,
    (iii) 산성화제를 알칼리 금속 M 실리케이트의 잔류량과 동시에 반응 혼합물에 첨가하는, 알칼리 금속 M 실리케이트를 산성화제와 반응시킨 실리카 침전 반응,
    (B) 8~40 중량% 의 고형분 함량을 가진 필터 케이크를 회수하기 위한 반응 혼합물의 여과를 포함하는 방법에 의해 수득하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제29항에 있어서, 필터 케이크를 하기의 공정:
    (A) (i) 초기 염기 농축액이 반응에 도입된 알칼리 금속 M 실리케이트의 전체 양의 적어도 일 분획을 포함하여 형성되고, 이때 상기 초기 염기 농축액에서 실리케이트 농도(SiO2로서 표현됨)가 20 g/l 미만이고,
    (ii) 산성화제를 상기 초기 염기 농축액에 존재하는 M2O 의 5 % 이상의 양이 중화 될 때까지 상기 초기 염기 농축액에 첨가하고,
    (iii) 산성화제 및 알칼리 금속 M 실리케이트의 잔류량을 실리케이트의 첨가량(SiO2로서 표현됨)/초기 염기 농축액에 존재하는 실리케이트(SiO2로서 표현됨)의 양의 비가 4 초과 내지 100 이하로 동시에 반응 혼합물에 첨가하는, 알칼리 금속 M 실리케이트를 산성화제와 반응시킨 실리카 침전 반응.
    (B) 8~40 중량% 의 고형분 함량을 가진 필터 케이크를 회수하기 위한 반응 혼합물의 여과를 포함하는 방법에 의해 수득하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 단계 (B) 에서 여과를 필터 프레스를 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제29항 내지 제31항중 어느 한 방법에 있어서, 화학적 분해를 알루미늄산나트륨 및 산을 도입하여 기계적 분해와 함께 수행하여 혀탁액의 pH 가 6 내지 7 을 유지하고 Al/SiO2중량비가 1000~3300 ppm 인 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제29항 내지 제31항중 어느 한 방법에 있어서, 분해 단계 후에, 습식 분쇄 또는 현탁액의 초음파 분해를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 습식 분쇄 또는 상기 초음파 분해후에, 침전 실리카의 상기 수성 현탁액이 고형분 함량이 10~40 중량% 이고, 1 분간 50 s-1의 전단하에서 측정된 점도가 4×10-2Pa s 미만이고, 30 분간 7500 rev/분에서 상기 현탁액을 원심분리한 후에 수득된 상등액에 존재하는 실리카의 양이 현탁액에 존재하는 실리카의 50 중량% 초과를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제지 펄프의 제조 또는 수처리용으로, 제1항 내지 제18항중 어느 한 항에 따른 현탁액 또는 제19항 내지 제35항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 현탁액을 사용하는 방법.
  37. 모르타르 또는 콘크리트의 시멘트 혼합물의 제조에 있어서, 제1항 내지 제18항중 어느 한 항에 따른 현탁액 또는 제19항 내지 제35 항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 현탁액을 사용하는 방법.
  38. 유정 또는 천연 가스정의 강화용의 모르타르 또는 콘크리트의 시멘트 혼합물의 제조에 있어 제1항 내지 제18항중 어느 한 항에 따른 현탁액 또는 제19항 내지 제35 항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 현탁액을 사용하는 방법.
  39. 제15항에 있어서, 점도(V1)가 1.5 Pa s 초과인 겔의 형태인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  40. 제16항에 있어서, 측정된 점도(Vr)가 0.30 Pa s 이하인 것을 특징으로 하는 현탁액.
  41. 제25항에 있어서, 침전 실리카가 제8항 내지 제12항중 어느 한 항에 정의된 침전 실리카임을 특징으로 하는 방법.
KR1019960010064A 1995-04-03 1996-04-03 실리카 및 알루미늄 술페이트 또는 알룸의 수성 현탁액,상기 현탁액의 제조 및 사용 방법 KR100268593B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9503901 1995-04-03
FR9503901A FR2732327B1 (fr) 1995-04-03 1995-04-03 Suspension aqueuse de silice et de sulfate d'aluminium ou d'alun, procedes de preparation et utilisations de ladite suspension

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR960037569A KR960037569A (ko) 1996-11-19
KR100268593B1 true KR100268593B1 (ko) 2000-10-16

Family

ID=9477685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960010064A KR100268593B1 (ko) 1995-04-03 1996-04-03 실리카 및 알루미늄 술페이트 또는 알룸의 수성 현탁액,상기 현탁액의 제조 및 사용 방법

Country Status (21)

Country Link
US (1) US6136867A (ko)
EP (1) EP0736489B1 (ko)
JP (1) JP2882518B2 (ko)
KR (1) KR100268593B1 (ko)
CN (1) CN1081607C (ko)
AT (1) ATE167846T1 (ko)
AU (1) AU683794B2 (ko)
BR (1) BR9601244A (ko)
CA (1) CA2173384C (ko)
CZ (1) CZ289246B6 (ko)
DE (1) DE69600386T2 (ko)
DK (1) DK0736489T3 (ko)
ES (1) ES2120799T3 (ko)
FR (1) FR2732327B1 (ko)
GR (1) GR3027766T3 (ko)
MX (1) MX9601290A (ko)
MY (1) MY112829A (ko)
PL (1) PL183567B1 (ko)
SK (1) SK282455B6 (ko)
TW (1) TW457222B (ko)
ZA (1) ZA962619B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101303622B1 (ko) 2013-02-21 2013-09-11 주식회사 인트켐 자기치유 특성의 콘크리트 혼화재 및 이를 포함하는 시멘트 혼합물과 자기치유 스마트 콘크리트

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2769308B1 (fr) 1997-10-03 1999-12-24 Rhodia Chimie Sa Suspension aqueuse contenant des particules de silice
FR2792629B1 (fr) * 1999-04-26 2001-06-29 Rhodia Chimie Sa Procede de preparation d'un accelerateur de prise liquide pour liant hydraulique
KR100473904B1 (ko) * 1999-05-04 2005-03-08 악조 노벨 엔.브이. 실리카-기초졸
KR20000074574A (ko) * 1999-05-21 2000-12-15 오근호 단당류와 이당류를 이용한 환경 친화성 고농도 유동성 알루미나 현탁액 유동화조제 조성물 제조
TW572999B (en) * 1999-08-03 2004-01-21 Nippon Kayaku Kk Sealing agent and sealing method
FR2800062B1 (fr) * 1999-10-25 2001-12-28 Rhodia Chimie Sa ACCELERATEUR DE PRISE POUR LIANT HYDRAULIQUE A BASE DE COMPOSES DE l'ALUMINIUM ET DE POLYOLS
FR2800061B1 (fr) * 1999-10-25 2001-12-28 Rhodia Chimie Sa ACCELERATEUR DE PRISE POUR LIANT HYDRAULIQUE A BASE DE COMPOSEES DE l'ALUMINIUM ET DE POLYOLS
DE60133411T2 (de) * 2000-11-15 2009-04-16 Cabot Corp., Boston Verfahren zur herstellung einer dispersion pyrogener metalloxide
JP2005521991A (ja) * 2002-02-07 2005-07-21 ケイヴィージー テクノロジーズ インコーポレイテッド 吸収性セパレータの濾過作用により形成されたゲル化電解質を有する鉛酸電池、その電解質、及びその吸収性セパレータ
US20030181542A1 (en) * 2002-03-21 2003-09-25 Vijn Jan Pieter Storable water-silica suspensions and methods
US6644405B2 (en) * 2002-03-21 2003-11-11 Halliburton Energy Services, Inc. Storable water-microsphere suspensions for use in well cements and methods
US6861112B2 (en) * 2002-11-15 2005-03-01 Cabot Corporation Dispersion, coating composition, and recording medium containing silica mixture
US6983800B2 (en) * 2003-10-29 2006-01-10 Halliburton Energy Services, Inc. Methods, cement compositions and oil suspensions of powder
US7156174B2 (en) 2004-01-30 2007-01-02 Halliburton Energy Services, Inc. Contained micro-particles for use in well bore operations
DE102005012409A1 (de) 2005-03-17 2006-09-21 Wacker Chemie Ag Wäßrige Dispersionen teilhydrophober Kieselsäuren
ATE429410T1 (de) * 2006-07-14 2009-05-15 Constr Res & Tech Gmbh Stabile spritzbetonbeschleunigerdispersion mit hohem aktivstoffgehalt
JP2009114343A (ja) * 2007-11-07 2009-05-28 Raito Kogyo Co Ltd フュームドシリカスラリーの製造方法及び地盤改良材
DE102008041466A1 (de) * 2008-08-22 2010-02-25 Wacker Chemie Ag Wäßrige Dispersionen hydrophober Kieselsäuren
CN101948277B (zh) * 2010-09-08 2012-11-14 广西大学 用凝胶颗粒配制轻质多孔无机胶凝材料制品的方法
ES2364937B1 (es) * 2011-03-17 2012-08-22 Industrias Químicas Del Ebro, S.A. Método de preparación de un producto acelerante de fraguado, producto obtenido y uso.
FR3019174B1 (fr) 2014-03-25 2016-05-06 Lafarge Sa Liant sulfoalumineux belitique
JP2016132849A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 有限会社イザキ セメント混抄紙、セメント混抄紙の製造方法、セメント混抄紙を用いた防水工法およびセメント混抄紙を用いた防水構造
CN109292937A (zh) * 2018-12-09 2019-02-01 安徽航天环境工程有限公司 一种含铁酸洗污泥再利用方法
CN113072230A (zh) * 2021-03-26 2021-07-06 鹰潭市林兴建材有限公司 一种生产铝材的重金属废水处理方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2892797A (en) * 1956-02-17 1959-06-30 Du Pont Process for modifying the properties of a silica sol and product thereof
US3007878A (en) * 1956-11-01 1961-11-07 Du Pont Aquasols of positively-charged coated silica particles and their production
US3291626A (en) * 1962-12-26 1966-12-13 Huber Corp J M Stabilized pigment slurries
US3709823A (en) * 1970-06-16 1973-01-09 Mizusawa Industrial Chem Method of manufacturing highly viscous,acidic base materials for detergents
US4359339A (en) * 1980-12-16 1982-11-16 Nl Industries, Inc. Bentonite clay and water soluble aluminum salt compositions
FR2536380B1 (fr) * 1982-11-24 1985-12-13 Rhone Poulenc Chim Base Procede pour ameliorer les proprietes rheologiques d'une suspension de silice precipitee
JPS60105609A (ja) * 1983-03-04 1985-06-11 Taki Chem Co Ltd 歯磨用シリカ基剤及びその製造方法
FR2627176B1 (fr) * 1988-02-11 1990-06-15 Rhone Poulenc Chimie Suspension aqueuse stable de silice de precipitation
US5028263A (en) * 1988-08-05 1991-07-02 Aqualon Company Suspension of water-soluble polymers in aqueous media containing dissolved salts
FR2649089B1 (fr) * 1989-07-03 1991-12-13 Rhone Poulenc Chimie Silice a porosite controlee et son procede d'obtention
FR2678259B1 (fr) * 1991-06-26 1993-11-05 Rhone Poulenc Chimie Nouvelles silices precipitees sous forme de granules ou de poudres, procedes de synthese et utilisation au renforcement des elastomeres.
FR2710630B1 (fr) * 1993-09-29 1995-12-29 Rhone Poulenc Chimie Nouvelles silices précipitées, leur procédé de préparation et leur utilisation au renforcement des élastomères.
US5482693A (en) * 1994-03-14 1996-01-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing water soluble polyaluminosilicates
FR2732260B1 (fr) * 1995-04-03 1997-05-09 Rhone Poulenc Chimie Procede de projection de beton ou de mortier

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101303622B1 (ko) 2013-02-21 2013-09-11 주식회사 인트켐 자기치유 특성의 콘크리트 혼화재 및 이를 포함하는 시멘트 혼합물과 자기치유 스마트 콘크리트

Also Published As

Publication number Publication date
CN1081607C (zh) 2002-03-27
BR9601244A (pt) 1998-01-06
GR3027766T3 (en) 1998-11-30
US6136867A (en) 2000-10-24
EP0736489B1 (fr) 1998-07-01
FR2732327A1 (fr) 1996-10-04
PL313613A1 (en) 1996-10-14
CN1145889A (zh) 1997-03-26
FR2732327B1 (fr) 1997-05-09
JPH08333111A (ja) 1996-12-17
CZ289246B6 (cs) 2001-12-12
EP0736489A1 (fr) 1996-10-09
TW457222B (en) 2001-10-01
CA2173384C (fr) 2000-06-13
CZ96896A3 (en) 1996-10-16
PL183567B1 (pl) 2002-06-28
ES2120799T3 (es) 1998-11-01
KR960037569A (ko) 1996-11-19
ZA962619B (en) 1996-10-07
SK282455B6 (sk) 2002-02-05
DE69600386T2 (de) 1999-01-07
JP2882518B2 (ja) 1999-04-12
ATE167846T1 (de) 1998-07-15
CA2173384A1 (fr) 1996-10-04
DE69600386D1 (de) 1998-08-06
AU683794B2 (en) 1997-11-20
DK0736489T3 (da) 1998-11-16
AU5045396A (en) 1996-10-17
MY112829A (en) 2001-09-29
SK44096A3 (en) 1996-11-06
MX9601290A (es) 1997-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100268593B1 (ko) 실리카 및 알루미늄 술페이트 또는 알룸의 수성 현탁액,상기 현탁액의 제조 및 사용 방법
JP3118186B2 (ja) コンクリート又はモルタルの吹付方法
KR0158071B1 (ko) 침강 실리카
JP3325029B2 (ja) エラストマー補強充填剤用沈降シリカ
JP5727605B2 (ja) 新規の沈降シリカ製造方法
US6761867B1 (en) Concentrated suspension of precipitation silica, processes for its preparation and uses of this suspension
JP3411585B2 (ja) 沈降シリカを基材とする担体に液体を吸収させてなる組成物
JP2004522682A (ja) アルミニウムを含有する沈降シリカの製造法
PL183897B1 (pl) Sposób wytwarzania strącanej krzemionki oraz strącana krzemionka
JP4263864B2 (ja) 製紙用新規複合物及びその合成方法
JP3993822B2 (ja) 分散性高構造性の沈殿シリカを用いる練り歯磨きの増粘剤又は肌理剤組成物
EP1019333A1 (fr) Suspension aqueuse a base de polysulfate d'aluminium alcalin, son procede de preparation et son utilisation dans le domaine des materiaux de construction
JP5096028B2 (ja) 軽質炭酸カルシウム−シリカ複合物及びアルミニウム系水溶性無機化合物を含むスラリー
MXPA96001265A (es) Procedimiento para proyectar hormigon o mortero
JPH05311150A (ja) 揺変性付与剤
JP2003137548A (ja) 酸化チタン−炭酸カルシウム複合粒子の製造方法
JPS58135122A (ja) 懸濁安定性のよいゼオライトスラリ−及びその製造法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130620

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140701

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee