MXPA06006866A - Silice altamente estructurada, que tiene baja captacion de agua, su metodo de preparacion y usos de la misma. - Google Patents

Silice altamente estructurada, que tiene baja captacion de agua, su metodo de preparacion y usos de la misma.

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MXPA06006866A
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Abstract

La invencion se refiere a una silice precipitada, altamente estructurada, que tiene una captacion baja de agua y alta dispersabilidad en diferentes matrices o medios pastosos o solidos, elastomeros o de silicona, y a su metodo de preparacion. La invencion tambien se refiere al uso de dicha silice, por ejemplo, con un relleno de refuerzo en matrices basadas en elastomeros (claros o semi-claros para suelas de zapatos) en matrices de silicio (en particular, para el recubrimiento de cables electricos), como un relleno y/o soporte y/o vehiculo en diferentes composiciones (composiciones de alimentos, composiciones cosmeticas, composiciones farmaceuticas, composiciones para la produccion de pinturas o papel, composiciones para la produccion de separadores porosos de membranas para baterias o como un gente de espesamiento de pastas de dientes.

Description

SÍLICE ALTAMENTE ESTRUCTURADA, QUE TIENE BAJA CAPTACIÓN DE AGUA, SU MÉTODO DE PREPARACIÓN Y USOS DE LA MISMA La presente invención se refiere a una novedosa silice precipitada, altamente estructurada, que tiene baja captación de agua, y a un proceso para la preparación de dicha sílice. También se refiere a su uso como relleno de refuerzo en matrices, basados en elastómeros, en particular a elastómeros claros o semi-claros, para suelas de zapatos o en matrices de silicio, por ejemplo, intentadas para el recubrimiento de cables eléctricos. Igualmente se refiere a su uso en particular en rellenos y/o portadores y/o excipientes en varias composiciones, tal como alimentos, cosméticos o composiciones farmacéuticas, composiciones para la fabricación de pinturas o papel o composiciones intentadas para la fabricación de membranas porosas de separación para baterías (separadores de baterías) o como agentes espesantes en formulaciones dentífricas. Las sílices "precipitadas" a menudo exhiben una alta afinidad para el agua, debido, en particular, a la presencia en sus superficies de grupos de Si-OH, ávidos del agua. Las sílices precipitada más comunes exhiben generalmente captaciones del agua (de acuerdo con la prueba definida abajo) mayores del 7%, generalmente del orden del 8 al 10%. Un proceso para preparar una sílice precipitada, que tiene baja captación de agua (del orden del 4 al 6%), forma la materia de la solicitud WO 03/055801; la sílice así obtenida generalmente exhibe una superficie específica CTAB (superficie externa) de 100 a 200 m2/g y una captación de aceite DOP de 150 a 300 ml/100 g; se indica que esta sílice puede ser usada para el refuerzo de matrices elastoméricas basadas en silicona, en particular matrices de silicona vulcanizables a la temperatura ambiente o a altas temperaturas o de matrices elastoméricas transparentes o translúcidas para suelas de zapatos; también se menciona que esta sílice puede también ser usada como un agente de espesamiento en medios orgánicos o acuosos, en particular en pastas de dientes. Las sílices precipitadas, altamente estructuras, que exhiben una captación de aceite DOP mayor de 250 ml/100 g, en particular del orden de 300 a 320 ml/100 g, y una superficie específica CTAB (superficie externa) de 70 a 250 m2/9 Ya se han suministrado como agentes espesantes o de texturización en composiciones dentífricas (solicitud WO 01/93803) ; estas sílices exhiben una captación de agua de más del 7%, es decir convencional para sílices precipitadas. El Solicitante ha encontrado ahora que novedosas sílices precipitadas, que exhiben buenos desempeños de dispersión en la formulación y que exhiben ventajosamente una alta dispersabilidad en varios sólidos, en particular elastoméricos (silicona clara, semi-clara) o matrices o medios pastosos, y en aún una alta transmisión de luz. Esto se refleja en particular, , por una buena potencia de refuerzo y/o espesamiento. Esta sílice es particularmente adecuada para ser empleada especialmente como relleno de refuerzo en matrices basadas en elastómeros, por ejemplo, elastómeros claros o semi-claros, para suelas de zapatos o en matrices de silicona, por ejemplo, matrices de silicona vulcanizables a la temperatura ambiente o altas temperaturas. Una aplicación particularmente ventajosa de esta sílice consiste, entre otros, en su uso como un agente de espesamiento en formulaciones dentífricas . Un primer objeto de la presente invención consiste de sílice precipitada que exhibe : • una superficie específica CTAB de 130 a 230 m2/g, preferiblemente de 145 a 195 m2/g, más preferiblemente de 145 a 185 m2/g, muy particularmente de 150 a 185 m2/g, en particular de 150 a 180 m2/g, por ejemplo de 155 a 175 m2/g o de 160 a 180 m2/g; • una captación de aceite DOP mayor de 100 ml/100 preferiblemente mayor de 310 ml/100 g, más preferiblemente de 315 a 450 ml/100 g, muy particularmente de 320 a 400 ml/100 g, en particular de 340 a 380 ml/100 g; • una captación de agua menor del 6% y preferiblemente mayor del 3%, muy particularmente mayor de o igual al 4% y menor de o igual a 5.8%; • un pH de 3.5 a 7.6, preferiblemente de 4 a 7, muy particularmente de 4 a 6; • un nivel de anión residual, expresado como sulfato de sodio, menor de o igual al 2%, preferiblemente menor de o igual al 1.5%, particularmente menor de o igual al 1% y muy particularmente menor de o igual al 0.5%; • un tamaño promedio de partículas o un diámetro mediano de partículas menor de 30 µm o entre 30 µm y 20 mm.
De acuerdo con una primera forma alternativa de la invención, la sílice exhibe un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas menor de 30 µm, preferiblemente menor de 20 µm, en particular entre 5 y 15 µm, especialmente entre 8 y 13 µm. De acuerdo con una segunda forma alternativa de la invención, la sílice exhibe un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas entre 30 µm y 20 mm. La sílice, de acuerdo con esta segunda forma alternativa de la invención, exhibe, muy preferiblemente, una superficie específica CTAB de 145 a 185 m2/g, en particular de 150 a 180 m2/g, muy particularmente de 155 a 175 m2/g. La superficie específica CTAB es la superficie externa, determinada de acuerdo con la norma NFT 45-007 (Noviembre de 1987) . La captación de aceite DOP se determinó de acuerdo con la norma ISI 787/5, con el empleo del ftalato de dioctilo. La afinidad de una sílice con respecto al agua, expresada por su "captación de agua" característica, refleja la tendencia más o menos marcada que exhiben las moléculas de agua a ser adsorbidas sobre la superficie de la sílice.
El principio de la prueba para medir esta característica consiste en colocar la muestra secada previamente de la sílice, bajo condiciones dadas de humedad relativa, durante un período de tiempo previamente definido; la sílice hidrata, lo cual causa que cambie el peso de la muestra de un valor de partida (en un estado seco) a un valor final (w + dw) . La "captación del agua" de una sílice denotará específicamente la relación de dw/w, expresada como porcentaje, calculado para una muestra de sílice sometida a las siguientes condiciones, durante la prueba: secar preliminarmente: 8 horas a 105 °C ; hidratación: 24 horas a 20 °C, ,bajo una humedad relativa del 70%; El protocolo experimental empleado, consiste en: - pecar exactamente alrededor de 2 g de la sílice de prueba; secar la sílice pesada, durante 8 horas, en un horno, ajustado a la temperatura de 105°C; determinar el peso w de la sílice secada, obtenida en conclusión de la operación de secado; colocar la sílice secada obtenida en un recipiente cerrado (por ejemplo en un desecador) que contiene una mezcla de agua / glicerol, con una relación de agua / glicerol en peso de 35/65, así que la humedad relativa del medio cerrado sea del 70%, durante 24 horas a 20°C; - determinar el peso (w+dw) de la sílice obtenida en seguida de este tratamiento, durante 24 horas a una humedad relativa del 70%, este peso siendo medido inmediatamente después de remover la sílice de un desecador, para así evitar una variación en el peso de la sílice bajo la influencia del cambio en la higrometría, entre el medio a una humedad relativa del 70% y la atmósfera del laboratorio.
El pH de la sílice se midió de acuerdo con la norma ISO 787/9 (pH de una suspensión al 5% en peso de sílice en el agua desionizada) . La sílice, de acuerdo con la invención, puede ser provista en la forma de esferitas, de granulos (o de otros agregados) o, preferiblemente, de un polvo que tiene un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas de a lo sumo 20 µm La sílice, de acuerdo con la primera forma alternativa de la invención, puede ser provista en la forma de perlitas, de granulos (u otros agregados) o, preferiblemente, de un polvo que tiene un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas menor de 30 µm, preferiblemente menor de 20 µm, en particular entre 5 y 15 µm, especialmente entre 8 y 13 µm. Esta sílice es particularmente adecuada para ser empleada como relleno de refuerzo en matrices basadas en elastómero (s) para suelas de zapatos o como un relleno de refuerzo en matrices basadas en una o más siliconas. La sílice, de acuerdo con la segunda forma alternativa de la invención, puede ser provista en la forma de perlitas, de granulos (u otros agregados) o, preferiblemente de un polvo que tiene un tamaño medio de partículas o un diámetro promedio de partículas entre 30 µm y 20 µm. Puede, en particular, ser un polvo que exhiba un diámetro mediano de partículas de al menos 30 µm, preferiblemente de al menos 50 µm y menor de 350 µm, preferiblemente menor de 180 µm; esta sílice es particularmente adecuada para ser usada como un agente de espesamiento o texturización en composiciones dentífricas o como un relleno de refuerzo en matrices basadas en una o más siliconas. La sílice puede también incluir granulos (u otros agregados) que exhiban un tamaño medio de partículas entre 2 y 20 mm. El tamaño medio de partículas de sílice se puede determinar de acuerdo con la norma NF X 11507 (diciembre de 1970) por el tamizado en seco y determinación del diámetro que corresponde a un sobretamaño acumulativo del 50%. El diámetro mediano de las partículas de sílice puede ser determinado por la difracción de láser, de acuerdo con la norma NF X 11-666. El dispositivo medidor de partículas usado es del tipo Malvern Masterxizer. Criterios de medición: • concentración óptica: 12 + 2% • medición de líquido: agua desmineralizada, desgasificada; • ausencia de ultrasonido; • ausencia de dispersante; • duración de la medición: 10 segundos.
La sílice precipitada, de acuerdo con la invención, generalmente exhibe un diámetro mediano d50 de partículas, después de la desaglomeración bajo ultrasonido, de a lo sumo 35 µm, preferiblemente de a lo sumo 30µm, muy particularmente de a lo sumo 25 µm, en particular de a lo sumo 15 µm, en particular de a lo sumo 15 µm, por ejemplo cuando más de 10 µm. El diámetro mediano d50 de la sílice, después de la desaglomeración bajo ultrasonido se midió usando el medidor de partículas Malvern Mastersizer, de acuerdo con la siguiente prueba: El polvo del ultrasonido en el medidor de partículas Malvern Westersizer, se ajustó a la graduación máxima de 20, una cantidad de sílice se introdujo para así obtener una concentración óptica de 12 + 2%. El diámetro mediano d50 y los porcentajes de las partículas de sílice con un diámetro mayor de 51 µm se midió después de mantener el recipiente sujeto al ultrasonido durante 60 segundos, el recipiente siendo homogeneizado por la circulación de la suspensión, usando una bomba centrífuga. La medición se registró 10 segundos después de cesar la aplicación del ultrasonido. La habilidad de la sílice, de acuerdo con la invención, a dispersar o desaglomerar, puede también ser evaluada por la medición del tamaño de partículas (por la difracción de láser) llevada a cabo en una suspensión de sílice desaglomerada de antemano, por ultrsonicación (división de los objetos de 0.1 a unas cuantas decenas de mieras) . La desaglomeración bajo ultrsonido se llevó a cabo usando un generador de ultrasonido Vibracell Bioblock (600 W) , equipado con una sonda con un diámetro de 19 mm. La medición del tamaño de partículas se llevó a cabo por la difracción láser en el medidor de partículas Sympated. 2 gramos de sílice se pesaron en una tubo de muestra (altura: 6 cm y diámetro: 4 cm) y se obtuvieron 50 gramos por la adición de agua desionizada; : una suspensión de sílice acuosa al 4% se produjo así y se homogeneizó durante 2 minutos con un agitador magnético. La desaglomeración se llevo a cabo subsiguientemente bajo ultrasonido, como sigue: la sonda se sumergió sobre una longitud de 4 cm, la potencia de salida se ajustó para así obtener una desviación de la aguja del cuadrante de potencia indicando el 20%. La desaglomeración se llevó a cabo durante 420 segundos. La medición del tamaño de partículas se llevó a cabo subsiguientemente introduciendo en el recipiente o el medidor de partículas, un volumen V (expresado en ml) de la suspensión homogeneizada necesario para obtener una densidad óptica del orden de 20.
Un factor de desaglomeración FD es luego dado por la ecuación: FD = 10 x V / densidad óptica de la suspensión medida por el medidor de partículas (esta densidad óptica es del orden de 20.. Este factor de desaglomeración FD es indicativo del nivel de partículas con un tamaño menor de 0.1 µm, que no se detectó por el medidor de partículas . Este factor aumenta conforme la sílice exhibe una aptitud aumentada para la desaglomeración. El valor del diámetro mediano d50 se obtuvo de acuerdo con esta prueba y disminuyó conforme la sílice exhibe una aptitud aumentada para la desaglomeración. Preferiblemente, la sílice de acuerdo con la invención tiene un diámetro mediano d50, después de la desaglomeración bajo ultrasonido, menor de 6 µm, en particular menor de 5 µm, por ejemplo menor de 3.5 µm. La sílice, de acuerdo con la invención, exhibe generalmente un factor de desaglomeración de ultrasonido FD mayor de 5.5 ml, en particular mayor de 7.5 ml, por ejemplo mayor de 11.5 ml . Las sílices, de acuerdo con la invención, exhiben preferiblemente una superficie específica BET, de manera que la diferencia BET-CTAB sea a lo sumo de 32 2/g, en particular a lo sumo de 10 m2/g. La superficie específica BET se determinó de acuerdo con el método Brunauer - Emmett - Teller, descrito en la revista Journal of the American Chemical Society, vol. 60, página 309, febrero de 1936, que corresponde a la norma NFT 45007 (noviembre de 1987) . Asimismo, las sílices, de acuerdo con la invención, exhiben generalmente una densidad de empaque, medida de acuerdo con la norma ISO 787/11, de a lo sumo 0.3 g/ml, preferiblemente de 0.04 a 0.3 g/ml, más preferiblemente de 0.05 a 0.3 g/ml, en particular de 0.05 a 0.2 g/ml; esta densidad de empaque puede también estar entre 0.1 y 0.3 g/ml, en particular entre 0.1 y 0.27 g(ml, especialmente entre 0.15 y 0.25 g/ml. La pérdida de encendido (LOI) de la sílice de la invención, medida de acuerdo con la norma ISO 3262/11, después del tratamiento a 1000°C, es generalmente tal que la diferencia entre la LOI y el contenido de agua sea menor de 3.2%, preferiblemente menor del 3%, muy particularmente menor del 2.7%.
El contenido de agua es aquel del agua residual, medido de acuerdo con la norma ISO 787/2, después del tratamiento a 105°C durante 2 horas. El contenido de agua de la sílice, de acuerdo con la invención, en particular cuando se intenta para ser usada como relleno en matrices de sílice, es generalmente menor del 5%, preferiblemente menor del 4%, por ejemplo a lo sumo del 3% del peso total de la muestra. La sílice, de acuerdo con la invención, puede exhibir adicionalmente un nivel de transmisión de al menos el 70% con un índice de refracción en glicerol estando entre 1.450 y 1.467. El índice refractivo bajo consideración es aquel que corresponde a la suspensión más transparente (transmisión máxima) de esta sílice, en varias soluciones de agua-glicerol, esta transparencia se determinó por la transmisión a 589 nm con un espectrofotómetro. Cada suspensión se obtuvo dispersando 2 g de sílice en 18 g de una solución de agua / glicerol, y luego desairando bajo leve vacío antes de leer la transmisión (lectura llevada con la solución de agua / glicerol, exenta de sílice, como el producto de referencia) en el espectrofotómetro y el índice de refracción en un refractómetro .
Un segundo objeto de la invención consiste den un proceso para la preparación de sílice altamente estructurada, que tiene una captación de agua baja, descrita anteriormente, el cual comprende las siguientes etapas : • (a) producir una residuo del recipiente de partida con una temperatura entre 80 y 100°C, preferiblemente mayor o igual a 90 °C, que comprende agua y un silicato, la concentración del silicato en el residuo del recipiente, expresada como equivalentes del Si02, siendo menor o igual a 15 g/1; • (b) agregar, a una temperatura entre 80 y 100°C, preferiblemente entre 90 y 100 °C, un agente acidificador para llevar el pH del medio a un valor entre 7 y 8 , preferiblemente a un valor entre 7.2 y 7.8 y ventajosamente entre 7.3 y 7.7 (típicamente a un valor sustancialmente igual a 7.5) ; • (c) en el medio, así producido, llevar a cabo a una temperatura entre 80 y 100°C, preferiblemente entre 90 y 100 °C, la adición simultánea de un silicato y de un agente acidificador, las cantidades respectivas del silicato y el agente acidificador agregados en el tiempo siendo escogidas específicamente de modo que, a través de la duración de la adición: el pH del medio de reacción permanezca entre 7 y 8 y ventajosamente entre 7.2 y 7.8; y la concentración del silicio en el medio, expresada como equivalente del Si02, permanezca menor o igual a 35 g/1; • (d) agregar, a una temperatura entre 80 y 100°C, preferiblemente entre 90 y 100°C, un agente acidificador al medio, obtenido al terminar la etapa (c) , para así llevar el medio a un pH entre 3 y 6.5; • (e) filtrar la dispersión de sílice acuosa obtenida; • (f) secar la masa de filtración producida al terminar la filtración, lavando preferiblemente ésta de antemano; • (g) opcionalmente, moler o micronizar la sílice obtenida, al terminar la etapa (f) ; Este proceso estando caracterizado porque la masa de filtración exhibe, antes del secado de la etapa (f) , una pérdida de encendido a 1000°C mayor del 82%, preferiblemente de al menos el 84%, muy particularmente del 84 al 88%.
Los silicatos empleados en las etapas (a) y (c) del proceso se pueden seleccionar de todas las formas comunes de silicatos. Ventajosamente, los silicatos usados, de acuerdo con la invención son silicatos de metales alcalinos, tal como, por ejemplo, los silicatos de sodio o de potasio. Particularmente, en forma preferida, el silicato de la etapa (a) es un silicato de sodio, al igual que el agregado durante la etapa (c) . El silicato de sodio empleado es luego caracterizado generalmente por una relación de Si02 / Na20, en peso, entre 2 y 4, ventajosamente entre 3 y 3.6. Esta relación de Si02 / Na20 en peso siendo preferiblemente entre 3.3 y 3.6 (típicamente, esta relación es sustancialmente igual a 3.4) . El residuo del recipiente en la etapa (a) del proceso, es generalmente provisto en la forma de una solución acuosa de silicato, , la concentración de la cual es característicamente menor que o igual a 15 g/1. Típicamente, la concentración del silicato en el residuo del recipiente de la etapa (a) , expresado como equivalente del Si02, está entre 1 y 15 g/1. Esta concentración del silicato en el residuo del recipiente de la etapa (a) , expresado como equivalentes de Si02, es ventajosamente menor o igual a 10 g/1, y preferiblemente menor de o igual a 9 g/1. El residuo del recipiente de la etapa (a) , tiene generalmente un pH del orden de 9 a 13. La etapa (b) del proceso de la invención, consiste específicamente en reducir este valor del pH por la adición de un agente acidificador, para así llevar el pH del medio dentro del intervalo de 7 a 8, donde se ha demostrado que la reacción para la precipitación de la sílice toma lugar, o la forma óptima. El término de "agente de acidificación" se entiende significa cualquier compuesto ácido, inorgánico u orgánico, capaz de ser capaz de conducir una reducción en el pH del residuo del recipiente. Asi, se puede usar ventajosamente como el agente de acidificación de un ácido inorgánico, tal como el ácido sulfúrico, ácido clorhídrico o ácido nítrico, o, alternativamente, de un ácido orgánico, tal como el ácido acético, ácido fórmico o ácido carbónico. Ventajosamente, ningún electrolito se agrega durante el proceso, en particular en la etapa (a) . El término de "electrolito" se entenderá aquí como normalmente aceptado, es decir que denota cualquier sustancia iónica o molecular, la cual, cuando está en solución, se descompone o disocia para formar iones o partículas cargadas (los electrolitos usuales son las sales de metales alcalinos y metales alcalinotérreos, en particular la sal del metal de silicato de partida, y del agente acidificador, tal como el cloruro de sodio, en el caso de la reacción de un silicato de sodio con el ácido clorhídrico o el sulfato de sodio en el caso de la reacción de un silicato de sodio con el ácido sulfúrico) . El agente de acidificación empleado en la etapa (b) del proceso es preferiblemente el ácido sulfúrico, en particular cuando el silicato presente en el residuo del recipiente de partida es un silicato de un metal alcalino. Generalmente, el agente -acidificador de la etapa (b) es más a menudo introducido en la forma de una solución acuosa, preferiblemente una solución acuosa diluida, generalmente con una normalidad entre 0.25 y 8N. Así, en la etapa (b) , la reducción en el H del medio puede ventajosamente ser llevada a cabo por la adición de una solución de ácido sulfúrico acuosa con una concentración entre 10 y 350 g/1 y preferiblemente entre 50 y 240 g/1. Cualquiera que sea la naturaleza exacta del agente acidificador de la etapa (b) , este agente acidificador debe ser empleado de modo que su adición resulte en la reducción en el pH del medio a un valor entre 7 y 8. La cantidad del agente acidificador que se va a emplear en este contexto, es generalmente determinada en la práctica por medir el cambio en el pH durante la adición, La adición del agente acidificador de la etapa (b) siendo continuada hasta que el pH llegue al valor deseado. Asimismo, la adición de la etapa (b) es preferiblemente llevada a cabo en forma gradual, es decir ventajosamente, como una regla general, con un tiempo de adición entre 3 y 60 minutos, generalmente al menos igual a 5 minutos, y preferiblemente al menos igual a 10 minutos. Sin embargo, este tiempo de adición es ventajosamente menor de 30 minutos. De acuerdo con una modalidad específica, la cual puede ser dada para le etapa (b) , esta etapa puede incluir un proceso de maduración el cual, si es apropiado, se lleva a cabo dejando que el medio cambie por un período de tiempo generalmente entre 5 y 30 minutos, preferiblemente a una temperatura entre 90 y 100°C, se entenderá que, en seguida de esta maduración, el pH del medio de reacción se ajusta, si fuera necesario, en particular por la adición de un agente acidificador, así que, al terminar la etapa (b) , el pH del medio se encuentre dentro del intervalo del pH entre 7 y 8, y ventajosamente dentro de los intervalos preferidos, antes mencionados . En seguida de la etapa (b) , por la cual el pH del medio de reacción se lleva dentro de la región preferida de 7 a 8, y preferiblemente en alrededor de 7.5, la etapa (c) del proceso consiste en continuar el proceso durante la precipitación de la sílice por introducir silicato adicional y por mantener específicamente el pH del medio dentro de la región entre 7 y 8, preferiblemente a un valor sustancialmente constante. Este valor constate luego estando preferiblemente cerca de 7.5, es decir generalmente entre 7.3 y 7.7. Para hacer esto, el silicato de la etapa (c) se introduce en conjunto con el agente acidificador, el cual se opone al aumento en el pH, que sería observado por la adición del silicato solo. Preferiblemente, la etapa (c) del proceso de la invención se lleva a cabo inmediatamente después de obtener, para el medio, el pH deseado en la etapa (b9. La "adición simultánea" del silicato y del agente de acidificación, la cual se lleva a cabo durante la etapa (c) ventajosamente, consiste de una adición continua de silicato al medio, durante la cual el pH del medio se midió y durante la cual el valor de este pH se regula por la introducción del agente acidificador, siendo posible, por ejemplo, para esta introducción del agente acidificador sea llevada a cabo tan pronto como el pH del medio llega a ser mayor de un valor de control entre 7 y 8, este valor de control siendo generalmente ajustado en una vecindad de 7.5 por este medio, el éxito se logra manteniendo, en el medio, un valor sustancialmente constate del H, es decir, variando ventajosamente la unidad por ± 0.2 del pH, generalmente entre 7.3 y 7.7. Alternativamente, la adición simultánea de la etapa (c) puede también consistir de una adición continua del agente de acidificación al medio, el pH luego siendo regulado durante la adición por la introducción del silicato, siendo posible aquí de nuevo que esta introducción con los silicatos sea, por ejemplo, llevada a cabo tan pronto como el pH del medio llega a ser menor que el valor de control de entre 7 y 8, generalmente fijado en la vecindad de 7.5. Por este medio, el éxito es también logrado manteniendo el medio a un pH sustancialmente constante, es decir, que varíe ventajosamente en ± 0.2 unidades del pH (preferiblemente a ± 0.1 unidad del pH) alrededor de un valor de ajuste generalmente entre 7.3 y 7.7.
De acuerdo con aún otra modalidad, la cual puede ser ideada, la adición simultánea de la etapa (c) puede también consistir de una adición continua de tanto el agente de acidificación como del silicato, con concentraciones y regímenes de flujo calculados de modo que por la duración de la adición, el pH del medio permanezca entre 7 y 8,1 y preferiblemente entre 7.2 y 7.8. En este caso, el pH del medio tiene generalmente una tendencia a cambiar durante la etapa (c) , o permanecer dentro del intervalo antes mencionado, pero puede, en algunos casos, permanecer sustancialmente igual a un valor constante, ventajosamente del orden de 7.5. En este aspecto, es generalmente preferido que a través de la etapa (c) , los regímenes de flujo instantáneos, que corresponden a la cantidad de los grupos funcionales de silicato (expresados como el equivalente molar del NaOH) , introducida por segundo (registrada como ds) y la cantidad de los grupos funcionales de ácido, (como moles) introducida por segundo (registrada como dA sean tal que la relación ds / dA permanezca continuamente entre 1.01 y 1.09 y preferiblemente entre 1.02 y 1.07. Cuando se emplea la modalidad exacta de la etapa (c) , el silicato y el agente acidificador usados son generalmente idénticos a los empleados en las etapas (a) y (b) .Así el silicato de la etapa (c) es preferiblemente un silicato de un metal alcalino, ventajosamente un silicato de sodio, y el agente acidificador es preferiblemente un ácido inorgánico fuerte, generalmente el ácido sulfúrico. En tanto que, durante la adición simultánea de la etapa (c) , la concentración del cilicio en el medio (expresada como equivalentes de Si02, tiene característicamente que mantenerse debajo o igual a 35 g/1, el silicato introducido en el medio de reacción durante la etapa (c) está generalmente en la forma de una solución acuosa diluida, es decir con una concentración, expresada como equivalentes del Si02, ventajosamente entre 10 y 360 g/1, preferiblemente menor de 300 g/1 y ventajosamente menor de 210 g/1, esto es muy particularmente el caso cuando los silicatos de metales alcalinos, tal como los silicatos de sodio, se usan. En la misma manera, el agente acidificador está generalmente en la forma de una solución acuosa diluida que tiene generalmente una normalidad entre 0.25 y 8N y preferiblemente entre 0.5 y 4N. sí, en el caso específico del uso de una solución de ácido sulfúrico como el agente acidificador de la etapa (c) , por ejemplo, la concentración de la solución está ventajosamente entre 25 y 380 g/1 y preferiblemente entre 50 y 300 g/1.
Se debe enfatizar que, en vista del uso de concentraciones diluidas en el medio para la precipitación de las sílices, las concentraciones de sales en este medio, en particular se relaciona a la reacción del silicato y del agente acidificador, son característicamente extremadamente bajas, lo cual es reflejado por la fuerza iónica débil dentro del medio de precipitación empleado. Sin el deseo de estar ligado en alguna manera a una teoría específica, parece posible hipotetizar que el control del pH y de las concentraciones empleadas hace posible reducir al mínimo la formación de dichos grupos de Si-OH superficiales . Así como para mejorar más ' el control de la formación de la sílice, es particularmente ventajoso llevar a cabo la adición simultanea de la etapa (c) con regímenes de flujo de silicato y agente acidificador que sean relativamente bajos, , es decir, generalmente con un tiempo de adición de la etapa (c) preferiblemente entre 14 y 100 - minutos y preferiblemente entre 30 y 100 minutos. Esto se debe a que estos tiempos de adición generalmente resultan en la producción de partículas de silicio que exhiben niveles extremadamente bajos de grupos de Si-OH superficiales.
Generalmente, la etapa (c) del proceso de la invención se lleva a cabo con agitación a una temperatura entre 80 y 100°C y generalmente a la misma temperatura como la adición de la etapa (b) . Así, la temperatura de operación de la etapa (c) , puede ser ventajosamente entre 90 y 100 °C y es preferiblemente del orden de 95°C. De acuerdo con una forma alternativa específica del proceso, esta aplicación en particular con respecto a la preparación de sílices, las cuales pueden luego ser usadas en otras aplicaciones además de alimentos, dentífricos, cosméticos o aplicaciones farmacéuticas, es posible introducir en el medio de reacción, durante la etapa (c) , preferiblemente al final de la etapa (es decir, típicamente durante el período que corresponde al cuarto final de esta etapa, durante generalmente el final de 5 a 15 minutos de esta etapa) , un compuesto a base de aluminio, preferiblemente una al de naturaleza acida, tal como un sulfato de aluminio, o alternativamente un compuesto de naturaleza básica, tal como un aluminato de sodio. La cantidad del compuesto de aluminio introducida en este contexto está generalmente, dentro del medio de reacción, en una relación de Al / Si02 del 0.1 al 1% en peso, esta relación preferiblemente siendo al menos igual al 0.6% y preferiblemente menos o igual al 0.5%.
Cuando se usa la modalidad exacta de la etapa (c) , el medio de reacción está, al terminar esta etapa, específicamente a un pH entre 8 y 8 , y preferiblemente del orden de 7.5. Dependiendo de las aplicaciones ideadas para la sílice, la etapa (d) de acidificación del medio en la región del pH de 3 a 6.5, puede variar por la cantidad del agente de acidificación agregado. Preferiblemente, el pH del medio alcanzado al terminar la etapa (d) , está entre 3.2 y 5.5. El agente acidificador de la etapa (d) puede, sin distinción, ser idéntico a o diferente de aquel empleado en las etapas (b) y (c) . Preferiblemente, este agente acidificador de la etapa (d) se introduce en - el medio en la forma de una solución acuosa con una normalidad entre 0.25 y 8N. Ventajosamente, es una solución acuosa de ácido sulfúrico, generalmente a una concentración entre 25 y 380 g/1, cuando es apropiada. Las etapas combinadas (a) , - (b) , (c) y (d) de este proceso son llevadas a cabo preferiblemente a una temperatura entre 90 y 100°C, ventajosamente a una temperatura entre 93 y 97°C y más ventajosamente aún a una temperatura sustancialmente igual a 95 °C a través del proceso.
De acuerdo con una forma alternativa ventajosa del proceso de la invención, las dispersiones de sílice acuosas obtenidas al terminar las etapas (c) u (d) , pueden ser sujetas a una etapa de maduración, generalmente llevada a cabo, si es apropiado, dejando el medio, preferiblemente con agitación, a una temperatura entre 90 y 100°C, por un período de tiempo, el cual puede estar ventajosamente entre 15 y 240 minutos, y preferiblemente por un período de tiempo mayor de 30 minutos, la temperatura durante la maduración siendo sustancialmente constante, si es apropiado, ventajosamente sustancialmente igual a 95 °C) o también creciente (generalmente en etapas, si es apropiado) dentro del intervalo de temperaturas que se extiende de 90 a 100°C. Se debe enfatizar que la adición de un compuesto de aluminio, en particular del tipo de sulfato de aluminio, el cual se puede considerar al final de la etapa (c) , puede también ser llevada a cabo durante la etapa (d) , o alternativamente durante la etapa subsiguiente de maduración, cuando esta etapa se lleva a cabo. Así, generalmente, esta adición de un compuesto basado en aluminio al medio, puede tomar lugar entre la etapa (c) y la etapa (e) .
Las etapas (e) y f) del proceso consisten generalmente en recupera una sílice en la forma sólida desde la dispersión obtenida al concluir las etapas presentes. Generalmente, durante esta etapa (e) , la dispersión obtenida al terminar la etapa (d) y la etapa de maduración subsiguiente opcional, se filtra a través de una prensa de filtro o se filtra bajo vacío usando un filtro rotatorio, un filtro de banda o un filtro plano, esta filtración resulta en obtener una "masa de sílice" . Esta masa de sílice obtenida es luego sometida generalmente a una etapa de lavado, generalmente lavado con . agua, preferiblemente con una duración suficientemente larga, para así reducir su contenido de sales, y se somete subsiguientemente en la etapa (f) al secado, en particular por una atomización adecuada, por ejemplo cuando una boquilla rotatoria, presión del líquido o un atomizador de dos fluidos. En este contexto, la masa de sílice es generalmente desintegrada de antemano, para así formar una pasta acuosa de sílice con una viscosidad suficientemente baja para proporcionar su bombeo al atomizador. De acuerdo con la invención, esta pasta acuosa exhibe una pérdida en encendido a 1000°C mayor del 82% en peso, preferiblemente de al menos el 84% en peso, más particularmente del 84 al 88% en peso. Si es apropiado, la operación de desintegración puede, por ejemplo, ser llevada a cabo en una manera conocida, por someter la masa a la acción mecánica y, opcionalmente, a una acción química (adición de un ácido o de un compuesto a base de aluminio) . Generalmente, la pasta acuosa de viscosidad baja, que resulta de tal operación de desintegración, es provista en la forma de una dispersión de sílice acuosa, la cual puede ser bombeada directamente a un atomizador, en la etapa (f) . Si fuera apropiado, la operación de desintegración puede, por ejemplo, ser llevada a cabo en una manera conocida, sometiendo la masa a una acción mecánica y, opcionalmente, a una acción química (adición de un ácido o de un compuesto a base de aluminio) . Generalmente, la pasta acuosa de baja viscosidad, que resulta de tal operación de desintegración, es provista en la forma de una dispersión acuosa de sílice, la cual puede ser bombeada directamente a un atomizador para la etapa (f) . Las sílices secas, obtenidas al terminar la etapa (f) , pueden, opcionalmente, ser sometidas a una etapa de aglomeración, en particular por una compresión directa, por la granulación en húmedo (es decir, con el uso de un aglutinante, tal como el agua) , por extrusión y, preferiblemente, por compactación en seco. Cuando se emplea la última técnica, puede probar ser ventajoso, antes de levar a cabo la compactación, desairear .(operación también referida como predensificar o desgasificar) los productos pulverulentos, para así remover el aire incluido en los últimos y proporcionar una compactación más uniforme. Al terminar la etapa de aglomeración, . los productos pueden ser clasificados al tamaño deseado, por ejemplo por tamizado. La sílice precipitada compactada, capaz de ser obtenida, es luego provista ventajosamente en la forma de granulos. Si fuera apropiado, estos granulos pueden ser provistos en mucha diversas configuraciones. Estas configuraciones, que se pueden mencionar especialmente, en forma de ejemplo, son la esférica, cilindrica, en paralelepípedo, tabletas, hojuelas, pellas y extrudados de sección circular o poliglobular . Las dimensiones medias de estos granulos están preferiblemente entre 2 y 20 nm. La sílice obtenida al terminar las etapa (f) y luego, opcionalmente, aglomerar, exhibe preferiblemente un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas entre 30 µm y 20 mm.
La sílice obtenida al terminar la etapa (f) y luego aglomerar, opcionalmente, puede ser subsiguientemente micronizada o, preferiblemente, molida. Esta sílice así obtenida preferiblemente exhibe un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas menor de 30 µm, preferiblemente menor de 20 µm, en particular entre 5 y 15 µm, especialmente entre 8 y 13 µm. La micronización se puede llevar a cabo con un micronizador, tal como un molino de inyección de aire. El molido puede ser llevado a cabo, en particular, usando un molino mecánico, por ejemplo de tipo ACM, Forplez, en particular un molino de martillo clasificador. Las sílices precipitadas, de acuerdo con la presente invención, exhiben una aptitud muy buena para la dispersión. Ellas son adecuadas preferiblemente, en forma ventajosa, cuando exhiben un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas, menor de 30 µm, preferiblemente menor de 20 µm, en particular entre 5 y 15 µm, por ejemplo entre 8 y 13 µm (sílices de acuerdo con la primera forma alternativa de la invención) , para su empleo como • relleno de refuerzo en matrices, , basadas en elastómeros, en particular elastómeros claros o semi-claros, para suelas de zapatos; • relleno de refuerzo en matrices, con base en una o más siliconas, en particular matrices de elastómeros de silicona vulcanizables, a altas temperaturas o a la temperatura ambiente, en las cuales ellas confieren buenas propiedades de reología, mientras proporcionan con propiedades mecánicas altamente satisfactorias.
Las sílices, de acuerdo con la invención, tienen una aplicación ventajosa particular en el refuerzo de matrices, basadas en elastómeros, en particular elastómeros claros o semi-claros, intentados para la fabricación de suelas de zapatos; estas sílices dispersables hacen posible un fuerte refuerzo de las matrices transparentes o translúcidas usadas para le preparación de los componentes hechos de hule transparente o translúcido, que son constituyentes de las suelas de zapatos. Ventajosamente ellas hacen posible obtener matrices reforzadas, las cuales tienen una transparencia muy buena.
La cantidad de sílice, de acuerdo con la invención, que se pueden usar en este tipo de matriz, está generalmente entre el 10 y el 50%, en particular entre el 30 y 40%, con respecto al peso de los elastómeros. Las sílices, de acuerdo con la invención, tienen una aplicación igualmente ventajosa en los refuerzos de composiciones de organosilicio (matrices) pastosas o elastoméricas, vulcanizables a altas temperaturas (siliconas de HTV, por ejemplo) o composiciones de organosilicio (matrices) , pastosas o elasatoméricas, vulcanizables a la temperatura ambiente, intentadas, en particular, para un papel de aislamiento, en particular, el recubrimiento de cables eléctricos. Dichas matrices a base de silicona, en particular aquellas intentas para el papel de aislamiento, pueden ser formadas por extrusión, antes de ser entrelazadas. El valor bajo para la captación de agua de la sílices de la invención hace posible evitar o limitar la formación de burbujas, en particular durante la extrusión. Estas matrices a base de sílice, pueden ser formadas por moldeo. Las sílices, de acuerdo con la invención, confieren ventajosamente, en las matrices de silicona, propiedades eléctricas y mecánicas muy buenas, en particular con respecto a la resistencia al desgarre o resistencia final.
La naturaleza del organopolisiloxano vulcanizable o los organopolisiloxanos presentes en este tipo de composición y aquel de los agentes de vulcanización y otros aditivos opcionalmente presentes, al igual que las condiciones de vulcanización, son bien conocidos por las personas expertas en la materia; ellas se describen, en particular, en la solicitud WO 03/055801. La cantidad de sílice, de acuerdo con la invención, que se puede emplear para el refuerzo de dichas matrices, con base en las siliconas, puede variar del 3 al 20%, por lo que se refiere a las pastas de silicona, o del 5 al 50%, preferiblemente del 10 al 40%, cuando se refiere a una composición de naturaleza elastomérica. Una aplicación posible de las sílices, de acuerdo con la invención, radica en su empleo como portadores para líquidos, en particular debido a su buena capacidad de absorción y una capacidad de fluir altamente satisfactoria. Se puede hacer mención como líquidos, de líquidos orgánicos, tal como los ácidos orgánicos, agentes tensoactivos, por ejemplo de tipo aniónico o no iónico, aditivos orgánicos para hule / polímeros, o pesticidas. Preferiblemente, , se hace uso aquí como líquidos en partículas a aditivos líquidos, tal como agentes de sabor, colorantes suplementos alimenticios líquidos (en particular para la alimentación de animales (por ejemplo la vitamina E, acetato de vitamina E o clorhidrato de colina) o preservativos, preferiblemente ácidos carboxílicos (ácido p opiónico, por ejemplo) . Las composiciones acondicionadas que comprenden al menos un líquido absorbido en un portador, formado por una sílice, de acuerdo con la invención, exhiben preferiblemente un contenido de líquido de al menos el 50% en peso, en particular entre el 50 y 75% en peso, por ejemplo entre el 50 y el 65% en peso. Igualmente, las sílices de la invención pueden ser empleadas como rellenos y/o portadores y/o excipientes en varias composiciones, tal como alimentos, cosméticos o composiciones farmacéuticas o composiciones para la fabricación de pinturas o de papel . Se puede también hacer mención del uso, por ejemplo en una cantidad del orden del 60% en peso, de la sílice de la invención como portador para el solvente y/o para el aceite en composiciones a base de los polímeros intentados para la preparación de membranas porosas de separación para baterías (separador de baterías) ; el solvente y/o el aceite llevados, una vez extraído después de la extrusión / calandrado, dando lugar a una red de poros . La sílice, de acuerdo con la invención, ventajosamente cuando exhibe un tamaño medio de partículas o un diámetro de partículas mediano entre 30 µm y 20 mm (sílice de acuerdo con la segunda forma alternativa de la invención, puede ser incorporada en composiciones dentífricas durante la preparación de dichas composiciones, que pueden ser provistas en la forma de pasta o gel, y pueden así hacer posible espesar estas composiciones o proporcionarlas con la textura. De acuerdo con la invención, dicha sílice puede ser usada como un agente de espesamiento o que forma textura, en una proporción de 0.1 a 20%, preferiblemente de 0.5 a 15%, muy particularmente de 1 al 10% en peso de la composición dentífrica. Dicha composición dentífrica puede comprender adicionalmente otos ingredientes normales, en particular agentes abrasivos inorgánicos, insolubles en agua, opcionalmente otros agentes de espesamientos, humectantes y similares. Mención en particular se hace, como agentes abrasivos, a las sílices abrasivas, carbonato de calcio, alúmina hidratada, bentonita, silicato de aluminio, silicato de zirconio o metafosfatos y fosfatos de sodio, potasio, calcio y magnesio. La cantidad total de los polvos abrasivos puede constituir del orden de 5 a 50% del peso de la composición dental . Se puede hacer mención, entre otros agentes de espesamiento, a la goma de xantano, goma guar, carragaheninas, derivados de celulosa, alginatos, en una cantidad la cual puede variar hasta el 5% del peso de dicha composición, y similares. Se puede también hacer mención, entre los agentes humectantes, por ejemplo, de glicerol, sorbitol, polietilenglicoles, polipropilen-glicoles o xilitol, en una cantidad del orden del 2 al 85%, preferiblemente del oren del 3 al 55% del peso de la composición dentífrica, expresado en una base seca. Además, estas composiciones pueden comprender, en particular, agentes tensoactivos, agentes detergentes, , colorantes, antibacteriales, derivados fluorados, agentes de opacidad, agentes de sabor, edulcorantes, agentes para combatir el sarro o placas dentales, agentes blanqueadores, bicarbonato de sodio, antisépticos, enzimas o extractos naturales (manzanilla, tomillo, y similares) . Los siguientes ejemplos ilustran la invención, sin embargo, no limita su alcance.
EJEMPLOS 1-3 Pasta de dientes de modelo opaco Medición de la viscosidad de una formulación de dentífrico Se determinó la viscosidad en un tubo de pasta con un diámetro de 25 mm en períodos predeterminados a 37°C, después de la preparación de la pasta. El equipo de medición usado es un viscosímetro Brookfield RVT, equipado con un dispositivo Helipath. El eje SE TE usó a 5 rpm (revoluciones por minuto) . La medición se llevó a cabo en una dirección descendente después de 90 segundos .
EJEMPLO 1 14,000 g de agua Y 450 g de una solución de silicato de sodio acuosa de 236 g/1 (como equivalente de Si02) se introdujeron en un reactor, equipado con un sistema para regular la temperatura y pH y con un sistema para agitar con un propulsor de 3 hojas, la relación de Si02 / Na20 en peso (Rw) del silicato de sodio usado fue de 3.46. Después de agitar (250 revoluciones por minuto) , el residuo del recipiente, así formado, se calentó a 35°C y el pH se llevó a 7.5 en 11 minutos, por la adición de 80 g/1 de una solución de ácido sulfúrico acuosa (régimen de flujo medio de 61 g por minuto) . Una vez que el pH se 7.5 se alcanzó, 3045 g de una solución de silicato de sodio acuosa de 236 g/1 (como equivalentes de Si02) (Rw = 3.46) se agregó continuamente a un régimen de flujo constante de 35 gramos por minuto (duración de adición: 87 minuto) , mientras se mantiene el pH del medio a un valor de 7.5 (hasta dentro de alrededor de 0.1 unidad del pH) por la adición al medio de una solución de ácido sulfúrico acuosa de 80 g/1, con un régimen de flujo controlado, de acuerdo con el cambio medido para el pH del medio. Tomando material, 3383 g de la solución de ácido sulfúrico se agregó al medio, que corresponde al régimen de flujo medio de 40 gramos de una solución de ácido sulfúrico que se agrega por minuto. Después del período de adición de 87 minutos, se detuvo la adición de silicato y se continuó la adición de ácido hasta que el pH de la mezcla de reacción había estabilizado en 3.6.- La maduración se llevó a cabo agitando la solución durante 5 minutos. La pasta acuosa obtenida se filtró subsiguientemente y se lavó sobre un filtro plano y luego se obtuvo una masa, la pérdida de encendido de la cual es de 80.5%, se desintegró mecánicamente a un pH de 5.5 y luego se secó por atomización rotatoria. Las características fisicoquímicas de la sílice seca obtenida son las siguientes : pH de 5.9 diámetro mediano de partículas: 80 µm - diámetro mediano después del ultrasonido: 31.0 µm % mayor de 51 µm después del ultrasonido: 18.6 contenido de Na2S04 : 1.6% en peso (con respecto al peso total del material en el estado seco) superficie específica CTAB: 133 m2/g superficie específica BET: 143 m2/g captación de aceite DOP: 305 ml/100 g pérdida de encendido a 1000°C: 6.5% - contenido de agua residual, después de 2 horas a 105°C: 3.9% captación de agua: 5.8% transmisión: 80% con un índice refractivo de 1.460 densidad de empaque (PD) : 0.27 g/ml - viscosidad de la pasta de dientes modelo, después de 4 semanas: 250 mPa-s.
EJEMPLO 2 Las operaciones descritas en el ejemplo comparativo 1, se repitieron, el producto secado se molió para así obtener un diámetro mediano de partículas de 10 µm. Las características fisicoquímicas de la sílice seca molida obtenida, son como sigue: pH de 5.9 - diámetro mediano de partículas: 10 µm diámetro mediano después del ultrasonido.- 7 µm % de más de 51 µm después del ultrasonido: 1.0 contenido de Na2S04 : 1.6% en peso (con respecto al peso total del material en el estado seco) superficie específica CTAB: 133 m2/g superficie específica BET: 141 m2/g - captación de aceite DOP: 335 ml/100 g pérdida de encendido a 1000°C: 7% contenido de agua residual, después de 2 horas a 105°C: 4.4% captación de agua: 5.9% - transmisión: 80% con un índice refractivo de 1.460 densidad de empaque (PD) : 0.1 g/ml viscosidad de la pasta de dientes modelo, después de 4 semanas: 325 mPa-s.
EJEMPLO 3 14,000 g de agua y 630 g de una solución de silicato de sodio acuosa de 236 g/1 (como equivalente de Si02) se introdujeron en un reactor, equipado con un sistema para regular la temperatura y el pH y con un sistema para agitar con un propulsor de 3 hojas, la relación de Si02/Na20 en peso (8w) del silicato de sodio usado fue de 3.46.
Después de comenzar a agitar (250 revoluciones por minuto) , el residuo del recipiente, así formado, se calentó a 85°C y el pH se llevó a 7.5 en 11 minutos, por la adición de 80 g/1 de una solución de ácido sulfúrico acuosa (régimen de flujo medio de 61 g por minuto) . Una vez que el pH fe 7.5 se alcanzó, 3500 g de una solución de silicato de sodio acuosa de 236 g/1 (como equivalentes de Si02) (Rw = 3.46) se agregó continuamente a un régimen de flujo constante de 58 gramos por minuto (duración de adición: 75 minuto) , mientras se mantiene el pH del medio a un valor de 7.5 (hasta dentro de alrededor de 0.1 unidad del pH) por la adición al medio de una solución de ácido sulfúrico acuosa de 80 g/1, con un régimen de flujo controlado, de acuerdo con el cambio medido para el pH del medio. Tomando material, 3975 g de la solución de ácido sulfúrico se agregaron al medio, que corresponde al régimen de flujo medio de 53 gramos de una solución de ácido sulfúrico agregado por minuto. Después del período de adición de 90 minutos, se detuvo la adición de silicato y se continuó la adición de ácido hasta que el pH de la mezcla de reacción había estabilizado en 3.4.- La maduración se llevó a cabo agitando la solución durante 5 minutos .
La pasta acuosa obtenida se filtró subsiguientemente y se lavó sobre un filtro plano y luego se obtuvo una masa, la pérdida de encendido de la cual es de 86%, se desintegró mecánicamente a un pH de 5 y luego se secó por atomización rotatoria. Las características fisicoquímicas de la sílice sea obtenida son las siguientes : pH de 5.3 diámetro mediano de partículas : 65 µm - diámetro mediano después del ultrasonido: 22.0 µm % de más de 51 µm después del ultrasonido: 3.3 contenido de Na2S0 : 1.0% en peso (con respecto al peso total del material en el estado seco) superficie específica CTAB: 182 m2/g - superficie específica BET: 185 m2/g captación de aceite DOP: 340 ml/100 g pérdida de encendido a 1000°C: 6.5% contenido de agua residual, después de 2 horas a 105°C: 3.9% - captación de agua: 5.7% transmisión: 85% con un índice refractivo de 1.460 densidad de empaque (PD) : 0.18 g/ml viscosidad de la pasta de dientes modelo, después de 4 semanas: 615 mPa-s.
EJEMPLO 4 14,000 g de agua Y 450 g de una solución de silicato de sodio acuosa de 236 g/1 (como equivalente del Si02) se introdujeron e? un reactor, equipado con un sistema para regular la temperatura y el pH y con un sistema para agitar con un propulsor de 3 hojas, la relación de Si02/Na20 en peso (Rw) del silicato de sodio usado fue de 3.46. Después de agitar (250 revoluciones por minuto) , el residuo del recipiente, así formado, se calentó a 09°C y el pH se llevó a 7.5 en 11 minutos, por la adición de 80 g/1 de una solución de ácido sulfúrico acuosa (régimen de flujo medio de 61 g por minuto) . Una vez que el pH se 7.5 se alcanzó, 3050 g de una solución de silicato de sodio acuosa de 236 g/1 (como equivalentes de Si02) (Rw = 3.46) se agregó continuamente a un régimen de flujo constante de 35 gramos por minuto (duración de adición: 90 minutos) , mientras se mantiene el pH del medio a un valor de 7.5 (hasta dentro de alrededor de 0.1 unidad del pH) por la adición al medio de una solución de ácido sulfúrico acuosa de 80 g/1, con un régimen de flujo controlado, de acuerdo con el cambio medido para el pH del medio. Tomando material, 3510 g de la solución de ácido sulfúrico se agregó al medio, que corresponde al régimen de flujo medio de 39 gramos de una solución de ácido sulfúrico agregado por minuto . Después del período de adición de 90 minutos, se detuvo la adición de silicato y se continuó la adición de ácido hasta que el pH de la mezcla de reacción se había estabilizado en 3.4. La maduración se llevó a cabo agitando la solución durante 5 minutos. La pasta acuosa obtenida se filtró subsiguientemente y se lavó sobre un filtro plano y luego se obtuvo una masa, la pérdida de encendido de la cual es de 86.40%, se desintegró mecánicamente a un pH de 4.3 y luego se secó por atomización rotatoria. Las sílice secada se molió subsiguientemente usando un molino de martillo clasificador. Las características fisicoquímicas de la sílice sea obtenida son las siguientes : - pH de 4.6 diámetro mediano de partículas : 12 µm diámetro mediano después del ultrasonido: 31.0 µm % de más de 51 µm después del ultrasonido: 31.0 % mayor de 51 µm después del ultrasonido: 18.6 contenido de Na2S04 : 1.6% en peso (con respecto al peso total del material en el estado seco) superficie específica CTAB: 166 m2/g superficie específica BET: 170 m2/g captación de aceite DOP: 365 ml/100 g pérdida de encendido a 1000°C: 6.5% contenido de agua residual, después de 2 horas a 105°C: 2.5% captación de agua: 5.8% densidad de empaque (PD) : 0.08 g/ml

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES 1. Una sílice precipitada, la cual exhibe: • una superficie específica CTAB de 140 a 230 m2/g, preferiblemente de 145 a 195 m2/g, más preferiblemente de 145 a 185 m2/g, muy particularmente de 150 a 185 m2/g, en particular de 150 a 180 m2/g; • una captación de aceite DOP mayor de 300 ml/100 g preferiblemente mayor de 310 ml/100 g, más preferiblemente de 315 a 450 ml/100 g, muy particularmente de 320 a 400 ml/100 g, en particular de 340 a 380 ml/100 g; • una captación de agua menor del 6% y preferiblemente mayor del 3%, muy particularmente mayor de o igual al 4% y menor de o igual a 5.8%; • un pH de 3.5 a 7.5, preferiblemente de 4 a 7, muy particularmente de 4 a 6; • un nivel de anión residual, expresado como sulfato de sodio, menor de o igual al 2%, preferiblemente menor de o igual al 1.5%, particularmente menor de o igual al 1% y muy particularmente menor de o igual al 0.5%; • un tamaño promedio de partículas o un diámetro mediano de partículas menor de 30 µm o entre 30 µm y 20 mm.
  2. 2. La sílice, según se reclama en la reivindicación 1, caracterizada porque exhibe un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas menor de 30 µm, preferiblemente menor de 20 µm, en particular entre 5 y 15 µm, especialmente entre 8 y 13 µm.
  3. 3. La sílice, según se reclama en la reivindicación 1, caracterizada porque exhibe un tamaño medio de partículas o un diámetro mediano de partículas entre 30 µm y 20 mm.
  4. 4. La sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque exhibe un diámetro mediano de partículas, después de la desaglomeración bajo ultrasonido, de a lo sumo 35 µm, muy particularmente, de al lo sumo 25 µm.
  5. 5. La sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque exhibe una superficie específica BET, de manera que la diferencia de BET-CTAB, sea a lo sumo de 30 m2/g, más preferiblemente a lo sumo de 20 m2/g, y en particular de a lo sumo 10 m2/g.
  6. 6. La sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque exhibe una densidad de empaque de a lo sumo 0.3 g/ml, preferiblemente de 0.04 a 0.3 g/ml .
  7. 7. La sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque es provista en la forma de un polvo.
  8. 8. Un proceso para la preparación de una sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende las siguientes etapas : • (a) producir un residuo del recipiente de partida con una temperatura entre 80 y 100°C, preferiblemente mayor o igual a 90 °C, que comprende agua y un silicato, la concentración del silicato en el residuo del recipiente, expresada como equivalentes del Si0 , siendo menor o igual a 15 g/1; • (b) agregar, a una temperatura entre 80 y 100°C, preferiblemente entre 90 y 100°C, un agente acidificador para llevar el pH del medio a un valor entre 7 y 8, preferiblemente a un valor entre 7.2 y 7.8 y ventajosamente entre 7.3 y 7.7 (típicamente a un valor sustancialmente igual a 7.5) ; • (c) en el medio, así producido, llevar a cabo a una temperatura entre 80 y 100°C, preferiblemente entre 90 y 100°C, la adición simultánea de un silicato y de un agente acidificador, las cantidades respectivas del silicato y el agente acidificador agregadas en el tiempo siendo escogidas específicamente de modo que sean a través de la duración de la adición: el pH del medio de reacción permanezca entre 7 y 8 y ventajosamente entre 7.2 y 7.8; y la concentración del silicio en el medio, expresada como equivalente del Si02, permanezca menor o igual a 35 g/1; • (d) agregar, a una temperatura entre 80 y 100 °C, preferiblemente entre 90 y 100°C, un agente acidificador al medio, obtenido al terminar la etapa (c) , para así llevar el medio a un pH entre 3 y 6.5; • (e) filtrar la dispersión de sílice acuosa obtenida; • (f) secar la masa de filtración producida al terminar la filtración, lavando preferiblemente ésta de antemano; • g) opcionalmente, , moler o micronizar la sílice obtenida, al terminar la etapa (f) ; este proceso está caracterizado porque la masa de filtración exhibe, antes del secado del mismo en la etapa f) , una pérdida de encendido a 1000°C mayor del 82%, preferiblemente de al menos el 84%, muy particularmente del 84 al 88%.
  9. 9. El empleo de una sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 7, u obtenida por el proceso según se reclama en la reivindicación 8 , como un relleno de refuerzo en una matriz basada en elastómeros, en particular elastómeros claros o semi-claro, para suelas de zapatos.
  10. 10. El empleo de una sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 7, u obtenida por el proceso según se reclama en la reivindicación 8, como un relleno de refuerzo en una matriz a base de una o más siliconas.
  11. 11. El empleo de una sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 7, u obtenida por el proceso según se reclama en la reivindicación 8 , como un portador para líquidos.
  12. 12. El empleo de una sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 7, u obtenida por el proceso según se reclama en la reivindicación 8, como un relleno de espesamiento, portador o excipiente en una matriz, orgánica o acuosa, pastosa, , en gel, sólida o líquida.
  13. 13. El empleo, según se reclama en la reivindicación 12, como un relleno de espesamiento en una composición dentífrica, en la forma de pasta o gel.
  14. 14. El empleo de una sílice, según se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 7, u obtenida por el proceso según se reclama en la reivindicación 8, para la preparación de separadores de baterías.
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