NL8006611A

NL8006611A - Verdikkingsmiddel.

Info

Publication number: NL8006611A
Application number: NL8006611A
Authority: NL
Original assignee: Grace W R & Co
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE3106913A1; GB2070622A; AU6465580A; DE3106913C2; CA1151336A; CH646451A5; JPS56129238A; FR2477173B1; BR8007958A; GB2070622B; FR2477173A1

Description

<» ί *

Verdikkingsmiddel.

De uitvinding heeft betrekking op verdikkingsmiddelen en op organische vloeistoffen, die verdikt zijn met dergelijke middelen. De verdikkingsmiddelen volgens de uitvinding omvatten meer in het bijzonder een mengsel van een fijnverdeelde silica en 5 een fijnverdeeld vezelachtig polyalkeen.

Een grote verscheidenheid van fijnverdeelde anorganische en organische materialen zijn gebruikt voor het vergroten van de viscositeit van organische vloeistoffen ten gebruike voor variërende toepassingen, zoals verven, bekledingen, smeeroliën en 10 vormmengsels. Synthetische amorfe silica’s, zoals silica-aerogelen en pyrogene silica's, zijn algemeen gebruikt, bijvoorbeeld voor het verdikken van vloeistoffen, zoals paraffine-oliën en polyester-, alkyd- en epoxyharsen bij de bereiding van smeervetten uit oliën, harsachtige gelbekledingen en andere analoge toepassingen.

15 Betrekkelijk grote hoeveelheden van vele silica- en andere gebruikelijke verdikkingsmiddelen waren nodig om te voorzien in een verhoging van de viscositeit van organische vloeistoffen, die nodig zijn voor de vorming van thixotrope gelen en zekere andere toepassingen. De toepassing van dergelijke hoeveelheden kan de 20 eigenschappen van de verdikte organische vloeistof, die wenselijk zijn voor de toepassing, nadelig beïnvloeden, terwijl de kosten van het verdikkingsmiddel uit economisch oogpunt te hoog kunnen worden.

Er bestaat dus behoefte aan materialen met een verbeterd verdikkings-rendement teneinde te voorzien in een grotere viscositeitsverho-25 ging bij toepassing van dezelfde hoeveelheden als of kleinere hoeveelheden dan de bekende verdikkingsmiddelen.

Silica-verdikkingsmiddelen met een verbeterd ver-dikkingsrendement zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischrif-ten 3.293.205 en 3.354.114. Het verdikkingsmiddel volgens het 30 Amerikaanse octrooischrift 3.293.205 kan een mengsel omvatten van fijnverdeelde polyoxymethyleen-vezels en materialen met kleine afmetingen, zoals fijnverdeeld polyetheen, geoxydeerd polyetheen, silica-aerogelen of andere synthetische en natuurlijke silica’s.

8006611 * ~ 2

Het verdikkingsmiddel volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.354.114 is een innig gemengd mengsel van fijnverdeelde vezels van polystyreen en silica met kleine deeltjesafmetingen, dat van het aerogel-type is.

5 Volgens de uitvinding is nu gevonden dat een produkt, dat een mengsel omvat van fijnverdeelde silica en fijnverdeelde polyalkeen-vezels, verrassenderwijze een superieure doeltreffend- -heid vertoont bij de thixotrope verdikking van een grote verscheidenheid van organische vloeistoffen in vergelijking met de verdik- 10 kingswerking van de silica-component wanneer deze alleen wordt gebruikt en niet de agglomeratie vertoont, die kan optreden wanneer de polyalkeen-component alleen wordt gebruikt. De vezels bezitten een fibrillaire structuur en een buitengewoon groot specifiek oppervlak.

15 De bij de onderhavige uitvinding gebruikte fijnver deelde silica is in het algemeen een nagenoeg gedehydrateerde synthetische amorfe silica. Het watergehalte bedraagt in het algemeen ongeveer 1 tot ongeveer 15 gew.%, zoals gemeten door gewichtsverlies na een verhitting gedurende 1 uur op 955°C. Deze synthe- 20 tische amorfe silica's bezitten in het algemeen specifieke opper- 2 vlakken van meer dan ongeveer 50 m per gram en gewoonlijk van 2 meer dan ongeveer 150 m per gram. De specifieke oppervlakken worden bepaald volgens de stikstofabsorptie-methode, beschreven door Brunauer, Emmett en Teller, J.Am.Chem.Soc. 60, 309 (1933).

25 De methode wordt uitgevoerd tot een P/P^ van 0,967, zodat poriën met een diameter van 14 tot 600 £ worden gemeten.

De synthetische amorfe silica’s bezitten in het algemeen een aggregaatgewicht-mediaan-deeltjesdiameter van minder dan ongeveer 50 micron en bij voorkeur van minder dan ongeveer 10 mi- 30 cron. Deze aggregaat-silica-deeltjesdiameter is de afmeting tot welke de uiteindelijke silica-deeltjes met een gemiddelde afmeting van ongeveer 10 tot ongeveer 50 millimicron samen groeien door een ' combinatie van chemische reactie, fysische aantrekking en mechanische wisselwerking.

35 Silica-aerogelen, pyrogene silica’s en mengsels daar van zijn de synthetische amorfe silica’s, die in hoge mate de voor- 8 00 6 6 1 1 %. * 3 keur genieten ten gebruike in de verdikkingsmiddelen volgens de uitvinding omdat de mengsels daarvan met een fijnverdeeld vezelachtig polyalkeen een zeer superieure verdikkingswerking vertonen. Deze amorfe silica's omvatten chemisch analoge gepolymeriseerde silica-5 moleculen en bezitten enkele verschillende en enkele analoge fysische eigenschappen. Vanwege deze chemische basis-analogie is in de silica-techniek de synthese-methode aanvaard als het belangrijkste middel voor het onderscheiden van de variërende types van synthetische amorfe silica's.

10 Silica-aerogelen zijn de synthetische amorfe silica's, die in het bijzonder de voorkeur genieten ten gebruike in het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding. Een silica-aerogel wordt types bereid doordat men natriumsilicaat en zwavelzuur mengt onder vorming van een zuur silica-hydrosol, het hydrosol vast laat wor-15 den onder vorming van een hydrogel, het hydrogel behandelt met ammoniumhydroxyde, het hydrogel nagenoeg vrij wast van natrium-en ammoniumverbindingen en het gewassen hydrogel droogt op zodanige wijze, dat er nagenoeg geen krimping van de silica-structuur optreedt. Volgens een bruikbare droogtechniek maakt men gebruik 20 van een fluïdum-energiemolen, die tegelijkertijd een droging en een instelling van het silica-aerogel op het gewenste deeltjes-groottetraject bewerkstelligt. Silica-aerogelen kunnen eveneens worden bereid zonder een behandeling met ammoniumhydroxyde door toepassing van een droogtrap, waarbij het hydrosol of het gewassen 25 hydrogel wordt verhit in tegenwoordigheid van een organisch oplosmiddel, zoals ethylacetaat, tot tenminste de kritische temperatuur van het oplosmiddel en vervolgens het oplosmiddel langzaam uit het systeem wordt verwijderd. De silica-aerogelprodukten bezitten betrekkelijk lage specifieke oppervlakken en grote porie-30 volumes en gemiddelde porie-diameters.

Silica-aerogelen, die in het bijzonder de yoorkeur genieten ten gebruike in het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding, bezitten een gewicht-mediaan-deeltjesdiameter van ongeveer 2 tot ongeveer 10 micron, een specifiek oppervlak van ongeveer 2 35 300 tot ongeveer 400 m per gram, een porie-volume van tenminste - - 3 ongeveer 1,2 cm per gram en een gemiddelde porie-diameter van 8006611 * * * 4 ongeveer 150 tot ongeveer 250 1. Het porie-volume wordt bepaald volgens dezelfde BET-stikstofabsorptiemethode als toegepast voor de bepaling van het specifieke oppervlak. De gemiddelde porie-diameter 3 in Angstrom wordt berekend uit het porie-volume in cm per gram 2 5 en het specifieke oppervlak in m per gram volgens de vergelijking . ,. . 4 x porie-volume x 10^ — Gemiddelde porie-diameter «-r·.·-. .-r-T— specifiek oppervlak

De pyrogene silica's, die de voorkeur genieten, wor-10 den soms eveneens aangeduid als rook-silica's. Pyrogene silica's worden bereid door vervluchtiging en hercondensatie van silica onder toepassing van bij hoge temperatuur uitgevoerde boog- of plasma-straalprocessen of door toevoer van dampen van een siliciumverbin-ding, zoals siliciumtetrachloride, siliciumtetrafluoride of sili-15 ciumsulfide, aan een hydrolyserende vlam met hoge temperatuur.

Het in het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding gebruikte vezelachtige polyalkeen kan een polymeer van een grote verscheidenheid van alkenen zijn en is in het algemeen een kristallijn of gedeeltelijk kristallijn polyalkeen met hoge dichtheid.

20 Vezelachtige polymeren van lagere alifatische alkenen, bevattende ongeveer 2 tot ongeveer 6 koolstofatomen, worden in het algemeen toegepast. Bij voorkeur wordt het polyalkeen gekozen uit poly-etheen, polypropeen en mengsels daarvan. Vezelachtig polyetheen geniet in het bijzonder de voorkeur. Andere alkenen, die gebruikt 25 kunnen worden, zijn onder andere dialkenen, zoals butadieen en isopreen, en α-alkenen, zoals buteen-1, penteen-1, dodeceen-1 en 4-methylpenteen-l. Behalve vezelachtige homopolymeren van deze alkenen kunnen vezelachtige copolymeren en blokcopolymeren, gevormd door polymerisatie van alkeen-mengsels, worden gebruikt.

30 Bij voorkeur bezit het vezelachtige polyalkeen een viscositeits- gemiddelde-molecuulgewicht van groter dan ongeveer 400.000 en meer bij voorkeur van groter darlongeveer 0,5 miljoen. Deze molecuul-gewichten komen overeen met een bevoorkeurde intrinsieke viscositeit van groter dan ongeveer 4,0 dl/gram en met een nog meer be-35 voorkeurde intrinsieke viscositeit van groter dan ongeveer 5,0 dl/gram en een smeltindex van nul, zoals gemeten volgens ASTM D-1238-62T. Het vezelachtige polyetheen, dat de voorkeur geniet, 8006611 * h 5 verweekt bij een temperatuur van ongeveer 120 tot ongeveer 130°C en smelt bij een temperatuur van ongeveer 130 tot ongeveer 135°C.

De vezels zijn tenminste gedeeltelijk samengesteld uit fibrillen en bezitten dus een fibrillaire structuur. Sommige 5 van de vezels zijn samengesteld uit bundels van macrofibrillen, die in het algemeen een diameter van groter dan ongeveer 1 micron bezitten, en sommige van de macrofibrillen hebben gedeelten, die zijn samengesteld uit microfibrillen met een diameter van minder dan ongeveer 1 micron. Bij voorkeur zijn de polyalkeen-vezels 10 in hoge mate gefibrilleerd (dat wil zeggen vertakt) en bezitten deze een buitengewoon hoog specifiek oppervlak van groter dan ongeveer 1 m per gram en bij voorkeur van groter dan ongeveer o 5 m per gram. Het specifieke oppervlak van de vezels varieert 2 typisch van ongeveer 5 tot ongeveer 15 m per gram. Het specifieke 15 oppervlak wordt gemeten onder toepassing van gasabsorptie-tech- nieken, zoals de BET-stikstofmethode, die worden uitgevoerd op monsters, gespoeld in isopropanol, gedroogd in een oven bij 45°C en in vacuo gedroogd.

Geschikte vezelachtige polyalkenen met een hoog 20 specifiek oppervlak kunnen bijvoorbeeld worden bereid door directe omzetting van een alkeenmonomeer-gas. Bij deze processen wordt een monomeer alkeen bij een betrekkelijk hoge reactiesnelheid ge-polymeriseerd in een reactiemedium, waarin het te vormen poly-alkeen tot een aanzienlijke meetbare mate zwelbaar of oplosbaar 25 is, in tegenwoordigheid van een coordinatie-katalysator onder omstandigheden van een hoge afschuüspanning. Representatieve poly-merisatie-processen van dit type zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.891.610 en 3.849.387. Het vezelachtige poly-alkeen kan eveneens worden bereid volgens de werkwijze van het 30 Amerikaanse octrooischrift 3.743.272, waarbij een polyalkeen wordt gedispergeerd in een precipiteermiddel onder omstandigheden van afschuifspanning onder vorming van polyalkeen-vezels met een micro-fibrillaire structuur, een hoog specifiek oppervlak en een afmeting en morfologie, die aanaloog zijn aan die van natuurlijke cel-35 lulose-vezëls.

De door de polymerisatie verkregen vezels vertonen 8006611 6 de neiging onderling te worden verbonden of te worden samengebundeld. De vezels kunnen worden geraffineerd of geslagen teneinde afzonderlijke vezels uit de bundels af te scheiden onder toepassing van gebruikelijke ontvezelings- of snij-technieken in een 5 apparaat, zoals een schijf-raffineerapparaat, een Claflin- raffineerapparaat, een Hollander-slagapparaat, een Dyna-verpul-pingsapparaat en dergelijke.

Het vezelachtige polyalkeen kan donzig worden gemaakt door de vezels verscheidene malen te leiden door een met 10 hoge snelheid werkende materiaal-ventilator. De donzigmakende behandeling op zichzelf bewerkstelligt geen droging van de vezels in enige aanzienlijke mate, maar de donzig gemaakte vezels kunnen door variërende heteluchtsystemen worden gedroogd tot een vochtgehalte van minder dan ongeveer 2 gew.%. Het donzig gemaakts vezel-15 achtige polyalkeen met een vochtgehalte van ongeveer 45 tot ongeveer 55 gew.% geniet de voorkeur bij de bereiding van het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding vanwege de gemakkelijke hanteerbaarheid daarvan.

In het algemeen bezit het fijnverdeelde polyalkeen, 20 dat gebruikt wordt bij deze uitvinding, een gemiddelde vezel- lengte van minder dan ongeveer 900 micron en een diameter van minder dan ongeveer 10 micron. De gemiddelde vezellengte is het ge-wichtsgemiddelde, gemeten in een Bauer-McNett klassificeerapparaat volgens de TAPPI Standaardproef T-233 SU-64. De verhouding van 25 lengte tot diameter van de vezels is groter dan ongeveer 1:1 en deze verhouding is in het algemeen groter dan ongeveer 5:1.

Bij voorkeur wordt de afmeting van het vezelachtige polyalkeen verkleind voor het gebruik in het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding, zodat het een overwegende afmeting 30 van niet groter dan ongeveer SOmicron en bij voorkeur van minder dan ongeveer 10 micron bezit. De kleinere afmeting van de voorkeursvezels varieert van minder dan ongeveer 5 tot minder dan ongeveer 1 micron. De verhouding van lengte tot diameter van de vezelaggregaatdeeltjes is bij voorkeur groter dan ongeveer 10:1 35 en meer bij voorkeur groter dan ongeveer 50:1. Het vezelachtige polyalkeen bevat in het algemeen een overwegende hoeveelheid, 8006611 X i 7 bijvoorbeeld meer dan 90 gew.%, vezels met lengten van ongeveer 5 tot ongeveer 10 micron en diameters van minder dan ongeveer 1 micron. Kleine hoeveelheden, bijvoorbeeld minder dan ongeveer 10 %, grote vezels of agglomeraten van de kleinere vezels met grote af-5 metingen van tot ongeveer 50 micron en kleine afmetingen van ongeveer 5 tot ongeveer 10 micron kunnen worden waargenomen bij microscopisch onderzoek. Het fijnverdeelde silica, gebruikt in het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding, bezit in het algemeen een gewicht-mediaan-deeltjesdiamter van minder dan ongeveer 50 micron 10 en bij voorkeur minder dan ongeveer 10 micron.

Ieder apparaat, dat geschikt is voor de verkleining van het silica en het vezelachtige polyalkeen tot de gewenste afmeting, kan worden gebruikt. De voeding aan het apparaat kan een silica—hydrogel of een silica-aerogel, verkregen door droging van 15 het hydrogel, zijn. De gel- en polyalkeen-componenten worden bij voorkeur gebroken, zoals door snijden of knippen, tot stukjes met een afmeting van ongeveer 1/8 inch of kleiner teneinde de toevoer daarvan aan het apparaat te vergemakkelijken. De polyalkeen-vezels en het silica kunnen op een gebruikelijke wijze worden ge-20 mengd onder vorming van de verdikkingsmiddelen volgens de uitvinding. Bij voorkeur.worden de componenten gemengd alvorens te worden opgenomen in de organische vloeistof en mengmethodes, zoals mengen of tuimelmengen, zijn voldoende. Hoewel daarbij mindere verdikkingsresultaten worden verkregen kunnen de silica- en poly-25 alkeen-componenten desgewenst in de te verdikken vloeistof worden gemengd.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm wordt het mengsel van het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding bereid door een gelijktijdige vermindering van de afmeting van het silica en 30 het polyalkeen in tegenwoordigheid van de andere door een vergrui-zings-, maal- of wrijf-behandeling op zodanige wijze, dat de deeltjes worden gebroken en verse blootgestelde oppervlakken worden gevormd en voorzien wordt in een innig mengsel van de componenten. Geschikte apparaten voor de gelijktijdige verkleining van de af-35 meting, waarbij vers gevormde oppervlakken- worden blootgesteld, zijn bijvoorbeeld kogelmolens, vibratiemolens, potmolens, hamer- 8006611 3 -v 8 molens, draaiende vergruizingsapparaten, verpoederingsapparaten, "speedline"-molens, zand-maalapparaten, colloïdmolens, micron-molens en dergelijke.

De voorkeursmethode ter bereiding van het mengsel 5 omvat de gelijktijdige fluïdumenerg ie-ma1ing van de componenten.

Bij deze methode worden het polyalkeen en het silica gesuspendeerd in een bewegend gasvormig medium en wordt verder gas continu toegevoerd in een veelheid van stromen met hoge snelheid, die binnenwaarts in de molen zijn gericht, op zodanige wijze, dat een 10 buitengewoon sterke turbulentie en afslijting en breking van het gesuspendeerde silica en polyalkeen worden bewerkstelligd. Het fijngemaakte vezelachtige polyalkeen-silica-mengsel wordt continu uit de molen verwijderd samen met het gasvormige medium en uit het suspenderende gas afgescheiden. Lucht en stoom zijn de suspendeer-15 gassen, die de voorkeur genieten, en deze worden eveneens bij voorkeur gebruikt als het extra toegevoerde gas, dat de turbulentie bewerkstelligt, omdat deze gassen goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar zijn.

Bij de toepassing van de fluïdumenergiemolen onder 20 gebruikmaking van lucht als gasvormig maalmedium variëren de ge- 2 schikte drukken van de suspendie-lucht van ongeveer 7 kg/cm tot 2 ongeveer 35 kg/cm en bij voorkeur van ongeveer 7,7 tot ongeveer 2 21 kg/cm . De extra toegevoerde lucht, die de turbulentie veroorzaakt, kan in de wervelende massa van polyalkeen en silica wor- 25 den ingespoten bij drukken, die kunnen variëren van ongeveer 7 tot 2 ongeveer 35 kg/cm en die bij voorkeur liggen tussen ongeveer 7,7 2 en ongeveer 17,5 kg/cm . De suspensie-lucht en de extra toegevoerde lucht zijn op een voldoende lage temperatuur om een verweking of smelting van het polyalkeen te voorkomen. Bij voorkeur bedraagt 30 de lucht-temperatuur ongeveer 10-49°C. De gemiddelde deeltjesgrootte van het produkt kan worden gevarieerd door regelen van de lucht-snelheid, de temperatuur en de voedingssnelheid. Het produkt kan op een willekeurige geschikte wijze uit de suspendeerlucht worden afgescheiden, bij voorkeur onder gebruikmaking van zak-35 verzamelaars, hoewel cyclonen en andere soorten afscheidingsorga-nen eveneens kunnen worden toegepast.

8 00 6 6 1 1 9

De fluïdumenergiemo1en, die de voorkeur geniet, is de microniseerinrichting, waarbij betrekkelijk grote deeltjes worden gesuspendeerd in een gasvormig medium en worden gewerveld rond een omsloten basis, terwijl extra gassen worden toegevoerd 5 aan de wervelende massa, op zodanige wijze, dat een turbulentie binnen deze massa en een vergruizing en breking van de deeltjes wordt bewerkstelligd.

Het gelijktijdig malen van de vezels en het silica bewerkstelligt tegelijkertijd een vermindering van de deeltjes-10 grootte van het silica, een defibrillering (opening of loswikkeling) van de vezels en de vorming van een innig gemengd mengsel.

In het innig gemengde mengsel worden de vezels en de silicadeel-tjes tezamen gehouden en kunnen deze niet worden gescheiden onder-toepassing van normale mechanische middelen, zodat meer dan een 15 louter elektrostatische aantrekking of een mechanische combinatie aanwezig is. Aangenomen wordt dat door het samen malen actieve oppervlakken worden blootgelegd, die de hechting van het polyalkeen en het silica bewerkstelligen. Variërende méthodes kunnen worden toegepast ter verkrijging van een dergelijk innig gemengd mengsel, 20 maar de gelijktijdige fluïdumenergie-maling geniet de voorkeur.

Het polyalkeen moet in het mengsel aanwezig zijn in een voldoende hoeveelheid om te voorzien in een aanzienlijke vergroting in de verdikkingswerking van het silica. Het mengsel bevat in het algemeen ongeveer 95 tot ongeveer 5 gew.% polyalkeen 25 en ongeveer 5 tot ongeveer 95 % silica. Bij voorkeur bevat het mengsel ongeveer 25 tot ongeveer 35 gew.% polyalkeen en ongeveer 75 tot ongeveer 65 gew.% silica.

Een voorkeurstoepassing voor de mengsels volgens de uitvinding is als middel voor het verdikken, dat wil zeggen het 30 vormen van thixotrope gelen, en/of het verhogen van de viscositeit van organische vloeistoffen. De organische vloeistoffen, die gebruikt kunnen worden bij de produkten volgens de uitvinding, zijn bijvoorbeeld organische oplosmiddelen, vloeibare organische film-vormende middelen, vloeibare organische harsen, olie-achtige vloei-35 stoffen en mengsel daarvan. Dergelijke organische oplosmiddelen kunnen oplosmiddelen, die gebruikt worden in verven, vernissen of 8006611 i κ 10 lak-verwijderingsmiddelen, zijn, en omvatten alifatische en aromatische alkoholen, ketonen en esters, zoals ethanol, aceton, methyl-ethylketon, ethylacetaat of amylacetaat. De vloeibare organische filmvormende middelen omvatten in het algemeen oplossingen van 5 hoogmoleculaire filmvormende middelen, opgelost in organische . oplosmiddelen, en worden in het algemeen gebruikt als kleefmidde-len, films, foelies, verven, lakken en dopes. Voorbeelden van der-gelijke hoogmoleculaire organische filmvormende middelen zijn nitrocellulose, cellulose-acetaat, gechloreerde rubber polyvinyΙ-ΙΟ acetaat, polyvinylchloride, polyacrylzuuresters, cellulosebutyraat en cellulosepropionaat. Wanneer deze vloeibare produkten worden gesproeid of uitgespreid op voorwerpen zal het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding bij contact met het voorwerp nagenoeg onmiddellijk de vorming van een thixotroop gel bewerkstelligem en zal het 15 gel niet wegvloeien of wegdruipen.

De vloeibare harsprodukten, die gebruikt kunnen worden met het verdikkingsmiddel van silica en vezelachtig polyalkeen, omvatten plastisol-produkten, die gehalogeneerde vinyl- of vinyli-deenharsen omvatten. Het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding 20 is in het bijzonder bruikbaar voor het verdikken van thixotrope, polymeriseerbare organische vloeibare harsprodukten, die gebruikt worden bij bekledings-, vullings-, verklevings- en laminerings-behandelingen. Dergelijke produkten bevatten vloeibare alkyd- of epoxyharsen of oplossingen van vaste alkyd-, epoxy- of polyester-25 harsen, gedispergeerd in een oplosmiddel (bijvoorbeeld styreen), dat gewoonlijk copolymeriseerbaar is met het polyesterhars. De mengsels volgens de uitvinding worden gemakkelijk bevochtigd en gedispergeerd en bewerkstelligen een zeer sterke verhoging in de viscositeit bij in het algemeen lagere concentraties in hardbare 30 vloeibare harsen, zoals polyesters en polyepoxyden, en hars-lati-ces, zoals verven.

De olie-achtige vloeistoffen, waarin het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding kan worden gebruikt, omvatten oliën van dierlijke en plantaardige oorsprong, bijvoorbeeld lever-35 traanoliën, olijfolie, maïsolie en smeeroliën, zoals koolwater-stof-motoroliën en mengsels daarvan. De smeeroliën kunnen met het 8 00 6 6 1 1 i t 11 \ verdikkingsmiddel volgens de uitvinding worden verdikt teneinde te voorzien in gel-achtige massa's met een smeervet-consistentie.

Het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding kan onder gebruikmaking van een willekeurige gebruikelijke dispergerings-5 methode in de organische vloeistof worden opgenomen. Mengmethodes met een betrekkelijk lage afschuiving, zoals roeren met de hand, zijn dikwijls bevredigend, maar dispersie-mengers met hoge afschuiving, zoals walsmolens, met hoge snelheid werkende mengers of ultrasone mengers, worden bij voorkeur gebruikt voor zekere orga-10 nische vloeistoffen,

De hoeveelheid van het verdikkingsprodukt, dat gebruikt wordt in de te behandelen vloeistof, kan in sterke mate variëren in afhankelijkheid van de aard van de organische vloeistof, de dispergeringsmethode en de gewenste verdikkingsgraad en 15 deze hoeveelheid is in het algemeen de kleinste hoeveelheid, die voldoende is om de viscositeit van de organische vloeistof op de gewenste wijze te verhogen. De hoeveelheid van het verdikkingsmiddel kan in het algemeen variëren van ongeveer 0,05 tot ongeveer 10 Z, maar bedraagt gewoonlijk ongeveer 1-5 gew.% van de te ver-20 dikken vloeistof.

De uitvinding wordt verder toegelicht maar niet beperkt door de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I

250 g silica-aerogel en 200 g geknipte polyetheen-25 vezels met de in tabel A aangegeven eigenschappen werden gebracht in een mengsel en bij hoge snelheid gedurende 1 minuut gemengd.

Deze meng-behandeling werd vele malen herhaald ter verkrijging van 15 pound van het mengsel.

30 8 0 0 6 6 1 1 % 12 o in

CM co CO

ffi O it OO O n -i

• o i o m II

o en co co o O

cm co -¾ JJ cd ca & a) r-i r-t u -u > <D *rt ÖO μ N > β <ü y <U 0) <D ft β > Μ H ft <D β I o /-* +J ft e o> X · r-t m

ω-ι-ιΌ ,¾ <U β β 60 JJ

β ·η w/-> Κλ « τίΜ ΐ β β Μ ,-j α» β ω β ·η β g ω ·μ β γη Mjd α< cd JJ Ό μ ® M *rl ¢0 wo jj ω jj >, μ·ΗΟ SO ----- <H — ,β & ,-s r-4 tH o S ή 3 ·η <ucM ο'^.ϋί-Νδοωο

0 oSgTJSftg||öOOS*<DOgO

ft M OJV M'-' j>v BJW

<1 r-4

<D

: <8

H

vO

O O CD Ό i-i © sf

0 V0 (V) A A A AA A A

« « «I OOCOvOOO^

CO Οι CM —> CO *“i O

σι cn cm cm

M

^ 0}

o JJ

CM 2

Eti /-N g CO I Λ o r-c cö Ö ·Γ4 ed A! ·Η 0) 0) ·Η Μ ·Η Cd wo

Μ ·Η cd Ό f) I

ο pH ω ,α co > Ό βω μ μ ·η ra ω μ β ω·π ο ω /-*. w μ ·ι-ι^ ω ω β ο ** *-< β > υ β β jj β ft «μ ο β β ο 1 CO Ο CU ·μ r-J Ο ft JJ ft JJ ooft ω d wo ft -βωμό ft ϊλ jih n g ο β m οι β a> u μ o uco Ό t-j ® o 3 •μ ·μ r- β β ό ·η ^ οο·ι-^μβ<ι>Ό8Η ι-ίό-* μ μ ι θ ω αι-ί&ιμββομι-ιοο •μ β β β ν ·η ,α — ω — cd~*. ω ωμ !> ^·.

ςοβ-ι-ι ca jj β *μ/-νβΌ0θ'ϋ3’β43,β'μ|6θ μ ·μ > ββμ·--ΐ0θ|β·μβ·μβΜ'βΜω'^ ,ο,ο &>s <ν ο ·η ω ω -», ωβ μβ μβ ο ·η μ tjco μ Ο '0«ω£Μ·Η 00000ίΗ0βμΒ ω ^ Km -π ν ο ai ftS i-ift jj & jj ft ft ωβ ο ο > ^ ft w CO ^ SS CO'-' O N-' CO'-' co ^ O O'-' ft'-' 8006611 13 6 pound van het mengsel werden via een vibrerende schroef-voeder toegevoerd en met samengeperste lucht bij een druk van 8,89 kg/cm^ en een temperatuur van 30-32°C ingespoten in een microniseer-inrichting van 20,32 cm bij een snelheid van 7,5 pound 5 per uur. Lucht met een temperatuur van 35-38°C en een druk van 2 8,05-8,12 kg/cm werd in de wervelende massa van polyetheenvezels en silica-aerogel gespoten teneinde de vorming van een turbulente massa in de molen te bewerkstelligen. De uitlaat-luchttemperatuur was 35-41°C en 4 pound van het gemalen produkt werden uit de lucht-10 stroom afgescheiden in een zak-verzamelinrichting.

Het produkt was een wit, reukloos, gevlokt poeder en bestond uit fijnverdeelde polyetheen-vezels, die innig waren gemengd met fijnverdeeld silica. Uit het microscopische onderzoek van het poeder bleek dat de vezels een hoofdafmeting van minder 15 dan 1 micron en een kleinere afmeting in een laag millimicron-traject bezaten.

Het gemengde mengsel, het gemengde en gemalen mengsel en een monster van hetzelfde silica-aerogel als zodanig werden gebruikt voor het verdikken van een vloeibaar styreen-onverza-20 digd polyester-hars. Het hars bevatte ongeveer 45 gew.dln styreen en ongeveer 55 gew.dln van het onverzadigde polyesterhars. Het vloeibare harsprodukt had een viscositeit van 110 centipoises bij 25°C, zoals gemeten met een Brookfield-viscometer onder gebruikmaking van een spil no. 4 bij 20 omwentelingen per minuut.

25 Variërende gewichtsconcentraties van elk van de verdikkingsmiddelen werden gemengd met afzonderlijke porties van het vloeibare hars gedurende 5 minuten bij 4000 omwentelingen per minuut in een Epperibach-homogenisator, De viscositeit werd vervolgens onmiddellijk gemeten in dezelfde viscometer onder dezelfde 30 omstandigheden als het onverdikte hars. De viscositeiten van de verschillende verdikte monsters werden eveneens bepaald bij 20 omwentelingen per minuut in hetzelfde apparaat bij 25°C onder gebruikmaking van een spil no. 4 en de thixotrope index werd berekend als de viscositeit bij 2 omwentelingen per minuut gedeeld 35 door de viscositeit bij 20 omwentelingen per minuut. De verkregen resultaten zijn aangegeven in onderstaande tabel B.

8006 6 1 1 <· 14

(U

04 o μ u n\o<·- coNn oo«(n

Q ^ A * * A « A ft A A A

X o (n<r*i wsf<r •h Ό *0 o Η ·Η

S

040000000000 μ in en iv oo σ> r·^ st- r- *ei· <u - n <t o in m fo co o\ r-~ «14-10 ·" »* co ·—

J-)l ·Η CS

«SI 4)

,CI U

I I *H

Vil co

(UI O

-UI o col 01 (UI *H 8 >i > 04 <—II uooooooooo oi oooo m m m <n o o OJ es N « ΙΛΌ es vo co o en uo II oe nvo * -nn .01 es -cf <UI *-

O) <UI UI

rH >J <U UI ,o tol ce I H 01 •Hl

I I

(Ui ca •Hl oo · ui O &

cd i ·Η (U

UI ,ü oo UI x

01 ·Η O

(UI Ό O

οι οι μ —

Cl ·Η (U

o u > μ O eö (U — es co ui — es eo — es co μ O 04 ca • uh μ

co OflH (J

> o · <u .C

O & Ό

U 0 (U Ό O

•Η O 00·Η iH

ai ϋ'-'Β'β u

•H

en 0 01

col iH iH

•H| iH O (U

>1 4) co eo 00 00 00 O 0 0 o· μ <u a>

2 2 SS

O <u UI Ο Ό U 4} (U 00 O O iH o >4 ·η cd eu

•H t—( SS

,Ο ·Η <u 3

H CO OU

80 0 6 6 1 1

^ J

15

Uit de yerkregen resultaten blijkt duidelijk dat de toepassing van het verdikkingsmiddel volgens de uitvinding leidt tot een verrassend hogere toeneming in de viscositeit en de thixotxopie bij de opneming daarvan in organische vloeistoffen 5 in vergelijking met de opneming van een silica-aerogel als zodanig in dergelijke organische Vloeistoffen. Door de opneming van de polyetheen-vezels wordt de hoeveelheid silica-materiaal, nodig voor het verdikken van de vloeistof, in aanzienlijke mate verminderd.

Een aanzienlijk hogere viscositeit en thixotrope index werden ver-10 kregen met het samengemalen polyalkeen-siliea-verdikkingsmiddel in vergelijking met die van het louter gemengde mengsel. Eveneens bleek dat de polyetheen-vezels agglomereerden en op het oppervlak van het hars dreven wanneer deze alleen werden gebruikt.

15 800 6 6 1 1

Claims

1. Een verdikkingsmiddel, omvattende een mengsel van ongeveer 5 tot ongeveer 95 gew.% fijnverdeeld silica en ongeveer 95 tot ongeveer 5 gew.% fijnverdeelde polyalkeen-vezels met 5 een fibrillaire structuur. ________

2. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vezels een specifiek oppervlak van groter dan onge-2 veer 1 m per gram bezitten.

3. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat de vezels een specifiek oppervlak van groter dan onge-2 veer 5 m per gram bezitten. __

4. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het silica een gewicht-mediaan-deeltjesdiameter van minder dan ongeveer 50 micron bezit.

5. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het silica een gewicht-mediaan-deeltjesdiameter van minder dan ongeveer 10 micron bezit.

6. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het silica wordt gekozen uit een silica-aerogel, een 20 pyrogene silica en mengsels daarvan.

7. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het silica een silica-aerogel is.

8. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het silica-aerogel een gewicht-mediaan-deeltjesdia- 25 meter van ongeveer 2 tot ongeveer 10 micron, een specifiek opper- 2 vlak van ongeveer 300 tot ongeveer 400 m per gram, een porie- 3 volume van tenminste ongeveer 1,2 cm per gram en een gemiddelde porie-diameter van ongeveer 150 tot ongeveer 250 X bezit.

9. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, mét het 30 kenmerk, dat het ongeveer 25 tot ongeveer 35 gew.% polyalkeen- vezels bevat.

10. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polyalkeen een kristallijn of gedeeltelijk kristallijn polyalkeen met hoge dichtheid is.

11. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polyalkeen een polymeer is van een lager alifa- 8006611 tisch alkeen met ongeveer 2 tot ongeveer 6 koolstofatomen.

12. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polyalkeen wordt gekozen uit polyetheen, poly-propeen en mengsels daarvan.

13. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polyalkeen polyetheen is.

14. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vezels een overwegende afmeting van minder dan ongeveer 50 micron en een onderwegende afmeting van minder dan onge- 10 veer 5 micron bezitten.

15. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vezels een overwegende afmeting van minder dan ongeveer 10 micron en een onderwegende afmeting van minder dan ongeveer 1 micron bezitten.

16. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polyalkeen een viscositeitsgemiddelde-molecuulge-wicht van groter dan ongeveer 400.000 bezit.

17. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polyalkeen een viscositeitsgemiddelde-molecuul- 20 gewicht van groter dan ongeveer 0,5 miljoen bezit.

18. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vezels een verhouding van lengte tot diameter van groter dan ongeveer 5:1 bezitten.

19. Een verdikkingsmiddel, omvattende een innig ge-25 mengd mengsel van (a) ongeveer 75 tot ongeveer 55 gewichtsprocent van een silica-aerogel met een gewicht-mediaan-deeltjesdiameter van ongeveer 2 tot ongeveer 10 micron en (b) ongeveer 25 tot ongeveer 45 gew.% polyetheen-vezels.

20. Verdikkingsmiddel volgens conclusie 19, met het 30 kenmerk, dat de vezels een specifiek oppervlak van groter dan onge-2 veer 1 m per gram, een overwegende afmeting van minder dan ongeveer 10 micron en een onderwegende afmeting van minder dan ongeveer 1 micron bezitten.

21. Een produkt, omvattende een mengsel van (a) een 35 organische vloeistof en (b) een verdikkingsmiddel, met het kenmerk, dat het verdikkingsmiddel omvat ongeveer 5 tot ongeveer 95 gew.% 8006611 fijnverdeeld silica en ongeveer 95 tot ongeveer 5 gew.% fijnverdeel-de polyalkeen-vezels met een fibrillaire structuur, waarbij het verdikkingsmiddel aanwezig is in een kleine hoeveelheid, die voldoende is om de viscositeit van de vloeistof te verhogen. _______

22. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de vezels met specifiek oppervlak van groter dan ongeveer 2 1. per gram bezitten. ____

23. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de vezels een specifiek oppervlak van groter dan ongeveer 2 10. m per gram bezitten.

24. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het silica een gewicht-mediaan-deeltjesdiameter van minder dan ongeveer 50 micron bezit. ___ ______

25. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, 15 dat het silica een gewicht-mediaan-deeltjesdiameter van minder dan ongeveer 10 micron bezit.

26. Produkt volgens conclusie 21, mét hét kenmerk, dat het silica wordt gekozen uit een silica-aerogel, een pyrogene silica en mengsels daarvan.

27. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het silica een silica-aerogel is.

28. Produkt volgens conclusie 27, met het kenmerk, dat het silica-aerogel een gewicht-mediaan-deeltjesdiameter van ongeveer 2 tot ongeveer 10 micron, een specifiek oppervlak van onge- 2 25 veer 300 tot ongeveer 400 m per gram, een pone-volume van ten- 2 minste ongeveer 1,2 cm per gram en een gemiddelde porie-diameter van ongeveer 150 tot ongeveer 250 £ bezit.

29. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het verdikkingsmiddel ongeveer 25 tot ongeveer 35 gew.% poly- 30 alkeen-vezels bevat.

30. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het polyalkeen een kristallijn of gedeeltelijk kristallijn poly-alkeen met hoge dichtheid is.

31. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, 35 dat het polyalkeen een polymeer is van een lager alifatisch alkeen met ongeveer 2 tot ongeveer 6 koolstofatomen. 8 00 6 6 1 1 -> - k« >

32. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het polyalkeen wordt gekozen uit polyetheen, polypropeen en mengsels daarvan.

33. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, 5 dat het polyalkeen polyetheen is.

34. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de vezels een overwegende afmeting van minder dan ongeveer 50 micron en een onderwegende afmeting van minder dan ongeveer 5 micron bezitten.

35. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de vezels een overwegende afmeting van minder dan ongeveer 10 micron en een onderwegende afmeting van minder dan ongeveer 1 micron bezitten.

36. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, 15 dat het polyalkeen een viscositeitsgemiddelde-molecuulgewicht van groter dan ongeveer 400.000 bezit.

37. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het polyalkeen een viscositeitsgemiddelde-molecuulgewicht van groter dan ongeveer 0,5 miljoen bezit.

38. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het mengsel wordt bereid door het polyalkeen en het silica samen te malen.

39. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het verdikkingsmiddel aanwezig is in een hoeveelheid van onge- 25 veer 0,05 tot ongeveer 10 %, gebaseerd op het gewicht van de organische vloeistof.

40. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het verdikkingsmiddel aanwezig is in een hoeveelheid van ongeveer 1 tot ongeveer 5 %, gebaseerd op het gewicht van de organi- 30 sche vloeistof.

41. Produkt volgens conclusie 21, met hét kenmerk, dat de organische vloeistof een polyesterhars of een polyepoxyde-hars omvat.

42. Produkt volgens conclusie 21, met het kenmerk, 35 dat de organische vloeistof een styreen-polyester-hars is.

43. Produkten en werkwijzen als beschreven in de beschrijving en/of voorbeelden. 8 00 6 6 1 1 Η" τ *

44. Voorwerpen, vervaardigd onder toepassing van het produkt volgens conclusies 3-42. ^ \ 8 00 6 6 1 1 \