RU2021203C1

RU2021203C1 - Method of modified silicon dioxide producing

Info

Publication number: RU2021203C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Жартовский; Анатолий Васильевич Антонов; Евгений Александрович Козин; Виктор Васильевич Деревянко; Валентин Федорович Соболев; Виктор Михайлович Балабанов; Юрий Николаевич Зверев
Original assignee: Малое предприятие "Фактор"
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: method involves precipitation of silica from sodium silicate solution, mixing of prepared aqueous suspension with water-soluble sodium alkylsiliconate or sodium aluminomethylsiloxanolate taken at concentration 10-40 wt.-% with respect to silica and drying in the flow of heat-carrier. Method is used in production of anticaking substances for fire extinguishing powders, mineral fertilizers, dull finishing agents, for lacquers, rubber-technical fillers, etc. EFFECT: improved method of silicon oxide production. 3 cl

Description

Изобретение относится к способам получения модифицированного двуоксида кремния и может найти применение и производстве антислеживающих веществ для огнетушащих порошков, минеральных удобрений, матирующих средств для лаков, наполнителей для резинотехнических изделий и др. The invention relates to methods for producing modified silicon dioxide and may find application in the production of anti-caking substances for extinguishing powders, mineral fertilizers, matting agents for varnishes, fillers for rubber products, etc.

Наиболее близким техническим решением является способ получения модифицированного двуоксида кремния, заключающийся в осаждении кремнезема из раствора силиката натрия, обработке его аминоспиртом в водной суспензии, сушке и помоле. Однако известный способ требует после сушки дополнительного помола, а конечный продукт получается с низкой гидрофобностью и не может быть использован как антислеживающая и улучшающая текучесть добавка к огнетушащим порошкам. The closest technical solution is a method for producing modified silicon dioxide, which consists in the deposition of silica from a solution of sodium silicate, processing it with an amino alcohol in an aqueous suspension, drying and grinding. However, the known method requires after drying additional grinding, and the final product is obtained with low hydrophobicity and cannot be used as an anti-caking and fluidity improving additive for fire extinguishing powders.

Целью предложенного способа является упрощение технологии, повышение гидрофобности при использовании модифицированного диоксида кремния в качестве антислеживающей и улучшающей текучесть добавки к огнетушащим порошкам. The aim of the proposed method is to simplify the technology, increase the hydrophobicity when using modified silicon dioxide as an anti-caking and improving fluidity additives for extinguishing powders.

Поставленная цель достигается тем, что в данном способе, заключающемся в осаждении кремнезема из раствора силиката натрия, смешении его водной суспензии с модификаторами и сушку, согласно изобретению, смешивание водной суспензии диоксида кремния осуществляют с водорастворимыми кремнийорганическими веществами при их содержании 10-40 мас.% по отношению к кремнезему и сушку проводят в потоке теплоносителя при 680-750^оС. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что смешивание водной суспензии диоксида кремния осуществляют с водорастворимыми кремнийорганическими веществами, а также отсутствует энергоемкая стадия помола. Известное техническое решение, в котором модифицирование диоксида кремния осуществляется аминовым спиртом, не обеспечивает необходимой степени гидрофобности диоксида кремния, и она не может использоваться в качестве антислеживающей и улучшающей текучесть добавки к огнетушащим порошкам.The goal is achieved in that in this method, which consists in the deposition of silica from a solution of sodium silicate, mixing its aqueous suspension with modifiers and drying, according to the invention, mixing the aqueous suspension of silicon dioxide is carried out with water-soluble organosilicon substances at a content of 10-40 wt.% with respect to silica, and drying is carried out in a stream of coolant at 680-750 ^C. Comparative analysis of the inventive solutions with the prototype shows that the proposed method differs from the known one, h mixing of the aqueous silica slurry is carried out with water-soluble organosilicon compounds and there is no power-consuming grinding step. The known technical solution, in which the modification of silicon dioxide is carried out with amine alcohol, does not provide the necessary degree of hydrophobicity of silicon dioxide, and it cannot be used as an anti-caking and flow improver for fire extinguishing powders.

Предлагаемый способ ведения модифицирования диоксида кремния реализован следующим образом. The proposed method of modifying silicon dioxide is implemented as follows.

П р и м е р 1. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 100 кг метилсиликоната натрия (ГКЖ-10 по ТУ 6-02-696-76) из расчета 10% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 750^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок. Удельную поверхность порошка и степень гидрофобности определяют по ТУ 6-18-185-89.PRI me R 1. 10000 kg of a 10% aqueous suspension of silicon dioxide precipitated from a solution of sodium silicate in a known manner, mixed with 100 kg of sodium methylsiliconate (GKZH-10 according to TU 6-02-696-76) at a rate of 10 % in relation to dry silica and dried in a spray dryer at 750 ^about C. Get a white highly dispersed hydrophobic powder. The specific surface of the powder and the degree of hydrophobicity is determined according to TU 6-18-185-89.

Результаты качества модифицированного диоксида кремния приведены в таблице. В этой же таблице приведены результаты определения качества огнетушащих порошков на основе фосфатов аммония с добавлением 4% полученного гидрофобного диоксида кремния в качестве антислеживающей и улучшающей текучесть добавки. Показатели качества огнетушащих порошков определяют по ГОСТу 26952-86, согласно которому качественный порошок может быть с показателем текучести более 0,24 кг. с^-1 при остатке порошка в огнетушителе менее 15 мас. % . Все показатели качества огнетушащего порошка с добавлением модифицированного диоксида кремния, содержащего 10% модификатора, приведены в таблице.The quality results of the modified silica are shown in the table. The same table shows the results of determining the quality of fire extinguishing powders based on ammonium phosphates with the addition of 4% of the obtained hydrophobic silicon dioxide as an anti-caking and fluidity improver. The quality indicators of fire extinguishing powders are determined according to GOST 26952-86, according to which high-quality powder can be with a yield index of more than 0.24 kg. s ^-1 with the remainder of the powder in the fire extinguisher less than 15 wt. % All quality indicators of fire extinguishing powder with the addition of modified silicon dioxide containing 10% modifier are shown in the table.

П р и м е р 2. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 300 кг метилсиликоната натрия из расчета 30% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 720^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфатов аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.PRI me R 2. 10000 kg of a 10% aqueous suspension of silicon dioxide precipitated from a solution of sodium silicate in a known manner, mixed with 300 kg of sodium methylsiliconate at a rate of 30% relative to dry silica and dried in a spray dryer at 720 ^about C. A white finely dispersed hydrophobic powder is obtained, with the addition of which a fire extinguishing powder is obtained from ammonium phosphate powder. The quality indicators of the modified silicon dioxide and extinguishing powder are shown in the table.

П р и м е р 3. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 350 кг алюмометилсилоксанолята натрия (Петросил-2М по ТУ 6-02-1296-84) из расчета 35% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушке при 690^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфатов аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.PRI me R 3. 10000 kg of a 10% aqueous suspension of silicon dioxide precipitated from a solution of sodium silicate in a known manner, is mixed with 350 kg of sodium aluminomethylsiloxanolate (Petrosil-2M according to TU 6-02-1296-84) at a rate of 35 % relative to the dry silica, and dried in a spray-dried at 690 ^C. a white highly dispersed hydrophobic powder, a powder in which the addition of ammonium phosphate fire extinguishing powder is obtained. The quality indicators of the modified silicon dioxide and extinguishing powder are shown in the table.

П р и м е р 4. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 400 кг метилсиликоната натрия (ГКЖ-10) из расчета 40% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 690^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфатов аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.PRI me R 4. 10000 kg of a 10% aqueous suspension of silicon dioxide precipitated from a solution of sodium silicate in a known manner, mixed with 400 kg of sodium methylsiliconate (GKZH-10) at a rate of 40% relative to dry silica and dried in spray dryer at 690 ^C. a white finely divided hydrophobic powder with the addition of powder in which ammonium phosphate fire extinguishing powder is obtained. The quality indicators of the modified silicon dioxide and extinguishing powder are shown in the table.

П р и м е р 5. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 450 кг метилсиликоната натрия (ГКЖ-10) из расчета 45% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 700^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфата аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.PRI me R 5. 10000 kg of a 10% aqueous suspension of silicon dioxide precipitated from a solution of sodium silicate in a known manner, mixed with 450 kg of sodium methylsiliconate (GKZH-10) at the rate of 45% relative to dry silica and dried in spray dryer at 700 ^C. a white highly dispersed hydrophobic powder, a powder in which the addition of ammonium phosphate fire extinguishing powder is obtained. The quality indicators of the modified silicon dioxide and extinguishing powder are shown in the table.

П р и м е р 6. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 80 кг метилсиликоната натрия (ГКЖ-10) из расчета 8% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 720^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфата аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.PRI me R 6. 10000 kg of a 10% aqueous suspension of silicon dioxide precipitated from a solution of sodium silicate in a known manner, mixed with 80 kg of sodium methylsiliconate (GKZH-10) at a rate of 8% with respect to dry silica and dried in spray dryer at 720 ^C. a white highly dispersed hydrophobic powder, a powder in which the addition of ammonium phosphate fire extinguishing powder is obtained. The quality indicators of the modified silicon dioxide and extinguishing powder are shown in the table.

Из данных таблицы следует, что по предлагаемому способу получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок диоксида кремния с удельной поверхностью 110-120 м².г^-1, что соответствует требованиям ГОСТа 18307-78 на белую сажу БС-120 и свидетельствует, что при сушке не происходит агрегация частиц, а поэтому не требуется дополнительный помол и технологический процесс упрощается.From the table it follows that the proposed method receive a white highly dispersed hydrophobic powder of silicon dioxide with a specific surface area of 110-120 m ² .g ^-1 , which meets the requirements of GOST 18307-78 for white soot BS-120 and indicates that when drying does not occur particle aggregation, and therefore no additional grinding is required and the process is simplified.

При использовании модификаторов до 10% по данному способу получают порошок диоксида кремния с недостаточной степенью гидрофобности, а поэтому получить огнетушащий порошок требуемого качества на основе фосфатов аммония с использованием такого диоксида кремния не представляется возможным. Огнетушащий порошок, который отвечает ГОСТу 26952-86 "порошки огнетушащие. общие технические требования и методы испытания", был получен с добавлением гидрофобного диоксида кремния, который был получен по примерам 1, 2, 3 и 4. Использование модификатора более 40% (пример 5) в данном способе нецелесообразно, так как это приводит к перерасходу модификатора, а качество диоксида кремния и огнетушащего порошка остается на том же уровне что и в предлагаемом диапазоне концентраций модификатора 10-40%. When using modifiers up to 10% in this method, silicon dioxide powder with an insufficient degree of hydrophobicity is obtained, and therefore it is not possible to obtain a fire extinguishing powder of the required quality based on ammonium phosphates using such silicon dioxide. Fire extinguishing powder, which meets GOST 26952-86 "fire extinguishing powders. General technical requirements and test methods", was obtained with the addition of hydrophobic silicon dioxide, which was obtained according to examples 1, 2, 3 and 4. Using a modifier of more than 40% (example 5 ) in this method it is impractical, since this leads to an overspending of the modifier, and the quality of silicon dioxide and extinguishing powder remains at the same level as in the proposed range of concentrations of the modifier 10-40%.

Таким образом, предлагаемый способ получения модифицированного диоксида кремния позволяет упростить технологический процесс, повысить степень ее гидрофобности и использовать в качестве антислеживающей текучесть добавки к огнетушащим порошкам. Это позволяет решить сырьевую базу для увеличения производства огнетушащих порошков. Thus, the proposed method for producing modified silicon dioxide can simplify the process, increase its hydrophobicity and use additives for extinguishing powders as anti-creep fluidity. This allows you to solve the raw material base to increase the production of fire extinguishing powders.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING MODIFIED SILICON DIOXIDE, including precipitation of silica from a solution of sodium silicate, mixing the resulting aqueous suspension with a modifier and spray drying of the product, characterized in that a silicone-based water-soluble substance taken in an amount of 10-40% is used as a modifier. silica.

2. The method according to claim 1, characterized in that as the organosilicon substance use sodium alkylsiliconate of the General formula
(NaO) Si (OH) ₂ R,
where R is CH ₃ or C ₂ H ₅ ,
or sodium aluminomethylsiloxanolate of the general formula
(NaO-

O-) _n Al (-O-

ONa) _3-n ,
where n = 0 - 2.

3. The method according to claim 1, characterized in that the drying is carried out at 680 - 750 ^o C.