SE406580B - Sett att framstella en formad fast kropp av en intim blandning av en metalloxid och kiseldioxid varvid en vetskeformig komposition omvandlas till en fast kropp - Google Patents

Description

7310767-4 i 'niska kiselföreningar, i vilka fasta ämnen stabiliseringen av aluminiumoxidfaser genomföres vid temperaturer, vid vilka stabi- lisering icke varit möjlig tidigare. Vidare kan stabiliseríng vid lägre temperaturer uppnås med mindre mängder kiseldioxid än vad som hittills varit möjligt. _ I enlighet med föreliggande uppfinning åstadkommas ett för- farande för framställning av en formad fast kropp av en intim blandning'av en metalloxid och kiseldioxid, varvid en vätskefor- mig komposition omvandlas till en fast kropp, vilket förfarande i huvudsak kännetecknas av att I j i 1) en vätskeformig kdmposition bildasf som utgöres av en lösning i vatten eller en hlandning av vatten och ett med vatten blandbart, organiskt lösningsmedel av A) en metallförening som kan sönderdelas eller bringas rea- gera för att bilda en metalloxid, B) en organisk kiselförening som är tillräckligt löslig i den vätskeformiga kompositionen för att ge en koncentration av minst 0,1 vikt-% av föreningen och som-är hydrolytiskt stabil i den vätskeformiga kompositionen och i vilken kiselatomer är bund- na till kolatomer antingen direkt eller via en syreatom, och C) valfritt en kiselfri organisk polymer i en mängd som är tillräcklig för att ge en vätskeformig komposition som har en viskositet av lägst 0,1 pois, varvid koncentrationen av den orga- niska kiselföreningen är minst 0,1 vikt-% av den vätskeformiga kompositionen och koncentrationen av metallföreningen, uttryckt som ekvivalent metalloxid, är högre än koncentrationen av den or- ganiska kiseflföreningen, uttryckt som kiseldioxid, 2) den vätskeformiga kompositionen formas för att bilda en prekursor för den önskade, formade fasta kroppen, t ex en fiber, film eller skumprodukt, I 3) den formade kompositionen valfritt torkas helt eller delvis, 7 4) den formade kompositionen upphettas vid en temperatur av från 200°C till 1000°C för omvandling av densamma till den for- made fasta kroppen och . ~5) om så önskas, den formade fasta kroppen upphettas ytter- ligare vid en temperatur av från 1000°C till 2000°C för transfor- mering av kristallína former av de resulterande oxidfaserna eller för sintring av den formade fasta kroppen.

Med "lösning" avses i föreliggande sammanhang en verklig lösning eller en kolloidal lösning. 73107674» F Fasta kompositioner, framställda medelst förfarandet enligt uppfinningen, är lämpliga för användning i form av skumprodukter, bindemedel, överdrag, granuler, cenosfärer, filmer och i synner- het fibrer.

De relativa koncentrationerna av metallförening och orga- nisk kiselförening i den vätskeformiga kompositionen kan varieras inom vida gränser, t ex från 1 vikt-% kiselförening till 99 vikt-% metallförening. Företrädesvis är viktförhållandet ekvivalent me- talloxid till ekvivalent SiO2 minst 85:15.

Metallen i metallföreningen kan väljas bland grundämnen i periodiska systemet med ett atomnummer av 4, 12, 13, 20 till 32, 38 till 42, 44 till 51, 56 till 60, 62 till 83, 90, 92 eller 94.

Metallerna Al, Fe, Zr, Ti, Be, Cr, Mg, Th, U, Y, Ni, V, Mg, Mo, W och Co eller blandningar därav är att föredraga. Metallerna Al, Fe, Zr, Ti och Th och i synnerhet Al är särskilt att föredraga då det gäller fibrer tillverkade från kompositionerna ifråga.

Den anjoniska beståndsdelen i metallföreningen kan också väljas inom ett vidsträckt område. Två eller flera föreningar av samma eller av olika metaller kan användas om så önskas. Enkla oorganiska föreningar, inklusive hydroxiderna, halogeniderna och oxihalogeniderna, i synnerhet klorider och oxiklorider, karbona- ter, nitrater, fosfater och sulfater, är användbara. Salter av organiska syror, såsom neutrala eller basiska acetater, oxalater, propionater eller formiater eller organometallföreningar, är ock- så lämpliga. Basiska salter är att föredraga, eftersom de polyme- riserar i lösning. Särskilt föredragna är metallföreningar som kan bilda en eldfast oxid, i synnerhet aluminiumoxid, basiskt alu- miniumacetat, basiskt aluminiumformiat, zirkoniumoxiklorid, ba- siskt zirkoniumacetat, basiskt zirkoniumnitrat eller basiskt zir- koniumformiat, blandningar därav eller blandsalter därav.

Metallföreningen kan på lämpligaste sätt sönderdelas till metalloxiden genom upphettning, vanligtvis vid en temperatur från 200°C till 1000°C. Karbider av metallerna kan bildas genom inklu- dering av kol eller ett kolhaltigt material i kompositionen, som exempelvis vid upphettning reagerar med metallföreningen eller en reaktionsprodukt därav. På ett analogt sätt kan nitrider bildas genom inkludering av kväve-innehållande föreningar i kompositio- nen. Reaktion för bildning av karbider eller nitrider kan också åstadkommas genom att kol- eller kväve-innehållande gaser får in- verka på metalloxiden. ._ .-.x..-...;_..u.. ..... 7310767-ut 4 F Vattenlösligheten hos den organiska kiselföreningen skall vara tillräckligt hög för att ge en koncentration av lägst 0,1 vikt-%, uttryckt som SiO2, löst i den vätskeformiga kompositionen.

Vattenlösligheten kan ökas genom införlivning av ett med vatten 'blandbart, organiskt lösningsmedel, t ex en alkohol, i den vätske- formiga kompositionen.

Den organiska kiselföreningen är hydrolytiskt stabil i den vätskeformiga kompositionen och är företrädesvis en förening inne- hållande en monomer eller polymer siloxan-, silanol- eller silano- lat-grupp, och/eller en vattensolubiliserande funktionell kol- grupp, i vilken kiselatomeå är bundna till kolatomer, antingen direkt eller via en syreatom. Med "vattensolubiliserande, funk- tionell kolgrupp" avses i föreliggande sammanhang en grupp som är bunden till föreningen genom kol och som bibringar en i övrigt relativt olöslig förening vattenlöslighet. Exempel på sådana grup- per är amin-, amid-, ester-, alkohol-, eter- och karboxylgrupper.

Mera företrädesvis väljes kiselföreningen bland vattenlösliga polysiloxan/polyoxialkylen-sampolymerer. Sådana sampolymerer kan ändamålsenligt indelas i sådana, i vilka polymersegmenten har Si-C-bindningar, och sådana i vilka polymersegmenten har Si-O-C- bindningar. Si-C-bindningar är att föredraga, eftersom sampolyme- rer som har sådana bindningar är mera stabila mot hydrolys än så- dana som har Si-O-C-bindningar.

De polysiloxansegment som användes i sampolymererna inne- håller företrädesvis minst två siloxangrupper av den allmänna ty- pen RbSi04_b där b är 1, 2 eller 3. Särskilt användbara polysil- 2 oxansegment kan innehålla t ex kedjeavslutande grupper R3SiO0,5, huvudkedjegrupper -0,5OSi(R2)O0,5- eller kedjeförgreningsgrupper RSi(O0,5)3 eller kombinationer av sådana grupper, som har samma eller olika R-substituenter. Det skall förstås att 00,5-enheterna anger att syreatomen är delad med en intilliggande Si-atom. Poly- siloxansegmentet kan vara linjärt, cykliskt eller bryggbildat, eller också kan det ha kombinationer av dessa strukturer. R kan vara en envärd kolväteradikal, varpå exempel inkluderar alkylradi- kaler, såsom metyl, etyl, propyl, butyl, oktyl och oktadecyl, cyk- loalkylradikaler, såsom cyklohexyl, arylradikaler, såsom fenyl och tolyl, och arylalkylradikaler, såsom bensyl och fenyletyl.

Polymetylsiloxansegment är att föredraga, eftersom de kan ge sam- polymerer med högsta vattenlöslighet. En mindre andel Si-H-grupper 7310767-4 fkan också vara närvarande. Polysiloxansegmentet har vanligtvis en medelmolekylvikt från 220 till 50 000. Molekylvikter hos föredragna segment är 220- 20 000, i synnerhet 220- 2000.

Det polyoxialkylensegment som användes i den Si-C-bundna sampolymeren kan representeras som - R1 X där -Rï-bindningsgruppen är bunden direkt till en kiselatom i polflsiloxanen medelst en av sina valenser, under det att de andra valenserna (X. till antalet) är bundna till x- stycken polyoxialky- lengrupper av typen -ï-O(CmI-I2m0)d E11. Typiska tvåvärda -Rí-grupper inkluderar 1 , B-propylen-(CHZ) 3-1 1 , 11-undecylen-(CH2)11- , CH3 I -(c1a2) 3G , -cflz-oflcflg- , -cnzcnz-ofl- , -cnz-o-cnz.. .

CH3 C2H5 CH3 Tvåvärda Ali-grupper, innehållande C, H och 0 kan också användas t ex -cH2-cH2c(o)-, -(cH2)3c(o)-, -(<:H2)3oc1-x2c(0)-, -(CH2)3O(CH2)2C(O)-, -(CH2)110CH2C(O)-, -(CH2)3 . o Typiska tvåvärda '-R1-grupper, innehållande C,H, 0 och N, inklude- C2H5 R | I rar -(CH2)3NHC(O)-, -(CH2)3NC(O)-, -(CH2)3NC(O)- där R-alkyl, Nemo)- cykloalkyl eller hydroxyl, -(CH2) 3OC(O)NH CX-i3 .

CH 2- CH 2..

Trevärda -Rí-grupper kan användas, inkluderande -(CH2)3-CH CH 2- -, -(cflz)3ocn ciczfls , 2 CI-Iz- | - (Cl-Iz) 3OCH2CI-I-CH2 cH2oc(o)NH NHc(o)- I -(cH2)3-CH <':H2oc(o)Nn-©.ur1c(o>- /cn Bland användbara fyrvärda -Rl-grupper är -(CH2)3OCH2C\- CH - , CH I\J l NN) 7310767-4 6 F NHc(o)- -(CH2)3OCH2C CH2OC(O)NH CH3 . 3 I oxialkylengruppen (CmH2mO-)dR11 är "m" företrädesvis 2, 3 el- ler 4. Särskilt användbara oxialkylen-grupper är oxietylen, oxi- 1,2-propylen, oxi-1,3-propylen och oxi-1,4-butylen, varvid i syn- nerhet oxietylenen befrämjar vattenlöslighet. Oxialkylengrupperna kan vara desamma, eller också kan blandningar av oxialkylengrup- per användas. Värdet på "d" väljes företrädesvisšså, att molekyl- vifiten hos (-CmH2m0)d-segmentet faller inom området 120-9000, i synnerhet inom området 400-5000.

Den terminala gruppen R11 i polyoxialkylenkedjorna kan va- rieras inom vida gränser. Alifatiska och aromatiska grupper, fria från olefinisk omättnad, är att föredraga, t ex metyl, etyl, iso- propyl, n-butyl, i-butyl, undecyl, 2-etylhexyl, cykloalkylgrupper inkluderande cyklohexyl, fenyl, tolyl och naftyl. Andra terminala grupper R11 karbonat- eller substituerade karbamylgrupper, såsom n-fenyl-karb- amyl, C6H5NHC(O), och n-etyl-karbamyl, C2H5NHC(O).

För sampolymerer som har en Si-0-C-bindning mellan polymer- rsegmenten är R1 i polyoxialkylensegmentet utelämnad. Polyoxialky- 11 i de Si-O-C-bundna sampolymererna är lengrupperna -O(CmH2m0)dR såsom ovan beskrivits.

Iüxietylen-halten i polyoxialkylenen är av betydelse då det gäller att kontrollera sampolymerens vattenlöslighet. Företrädes- vis är det genomsnittliga C:O-förhållandet i oxialkylenkedjan (-CmH2m0)d lägre än 3:1 för uppnående av tillräcklig vattenlöslig- het. Det har visat sig att ca 30 vikt-% oxietylen-enheter tillsam- mans med oxipropylenenheter vanligtvis ligger ungefär vid den und- re gränsen för oxietylen som kommer att ge lämplig vattenlöslig- het till en oxietylen/oxipropylen-polymer, eller en sampolymer av denna med en siloxan. I sådana fall är C:O-förhållandet i oxi- alkylenkedjan ca 2,6:1. Det är därför särskilt att föredraga att tillräckligt med oxietylen-enheter skall vara närvarande i oxi- alkylensegmentet för att ge ett C:O-förhållande av högst 2,6:1.

Förhållandet mellan siloxan och polyoxialkylen i en metylsiloxan- sampolymer är företrädesvis mindre än 2,5:1 för passande vatten- löslighet. som kan användas inkluderar acetyl, propionvl, butyryl, 73107674; 7 F Exempel på vattenlösliga Si-C-bundna sampolymerer, använd- bara för kompositionerna enligt föreliggande uppfinning, finns närmare beskrivna i de brittiska patentskrifterna 955 916, 1 015 611 och 1 133 273. Exempel på lämpliga vattenlösliga Si-O-C- bundna sampolymerer återfinns i den brittiska patentskriften 954 041.

Det är också att föredraga att kiselföreningen är kombiner- bar med de andra komponenterna i den vätskeformiga kompositionen, i synnerhet genom att icke fälla ut något gel eller ett fast ämne därifrån. Sålunda är kiselföreningar som är starkt alkaliska i Vattenlösning mindre tillfredsställande än sådana som ger en neu- tral eller sur reaktion i vatten.

Kompositionerna användes företrädesvis vid en sådan tempe- ratur att grumlingspunkten för kiselföreningen icke överstiges i vätskan.

Andra kiselföreningar som kan användas i kompositionerna inkluderar vattenlösliga alkoxisilaner, kvaternära och andra vat- tenlösliga kväve-innehållande silaner och siloxaner. Alkalimetall- silikonater är i allmänhet tillräckligt vattenlösliga för att vara användbara, t ex cH3si(oH)(oNa)2 eller cnssfloznzlome). så- dana föreningar ger emellertid starkt alkaliska lösningar och är mindre fördelaktiga av skäl som närmare förklaras nedan.

De vätskeformiga kompositionerna upphettas för att bilda de formade fasta produkterna och kiselföreningen är sönderdel- ningsbar för bildning av kiseldioxid. Det är att föredraga att kiselföreningen skall ge den maximala mängden kiseldioxid vid sönderdelning, förenligt med andra krav. Lämpligen kan utbytena av kiseldioxid variera från 5 vikt-% upp till 65 vikt-% av kisel- föreningen. Polysiloxaner, solubiliserade medelst funktionella amingrupper, t ex -(CH2)3-N(CH3)2, kan ge över 65%, t ex 65-75 vikt-% kiseldioxid.

Ytterligare komponenter, såsom pigment, polymerer, färgme- del, ytaktiva ämnen, viskositetskontrollerande tillsatser eller källor för andra oxider, kan införlivas i de vätskeformiga kom- positionerna, men eftersom ändamålet med den ytterligare kompo- nenten generellt sammanhänger med kompositionens användningsom- råden kommer dessa att beskrivas mera i detalj i det följande.

De vätskeformiga kompositionerna för användning vid förfa- randet enligt uppfinningen kan ändamålsenligt framställas genom upplösning av metallföreningen, kiselföreningen och andra eventu- 7310767-ut 8 ëlla lösliga komponenter i vatten i varje lämplig ordningsföljd.

Då det gäller vissa utföríngsformer kan det vara nödvändigt att tillföra värme för befrämjande av upplösning. Föreningarna kan bildas in situ från lämpliga prekursorer i närvaro av vatten-lös- ningsmedlet. För de flesta användningsändamål då det gäller kom- positionerna varierar koncentrationen av huvudkomponenten, dwrs metallföreningen, från mycket utspädd form till mättnad, t ex inom området 10-80 vikt-% av kompositionen. Koncentrationen av upplöst organisk kiselförening i kompositionen är minst 0,1 vikt-% uttryckt som kiseldioxid.' ' Den vätskeformiga kompositionen framställes med varje vis- kositet högre än 0,1 pois som är lämplig för denåanvändning för vilken kompositionen skall utnyttjas, t ex 0,1-5000 pois. Visko- sitetskontrollerande tillsatser, t ex vattenlösliga kiselfria polymerer, är av värde då det gäller att uppnå önskad viskositet.

Det är också möjligt att använda en polymer metallförening, t ex basiska aluminium- eller zirkoniumsalter, i avsikt att höja viskositeten på de vätskeformiga kompositionerna.

I synnerhet då det gäller vätskeformiga kompositioner inne- hållande metallföreningar som tenderar att gela under alkaliska betingelser är det att föredraga att upprätthålla en neutral el- ler sur reaktion i kompositionen.

Särskilt för användning av de vätskeformiga kompositioner- na för tillverkning av fibrer i enlighet med vad som närmare kom- mer att beskrivas nedan är en vattenlöslig, kiselfri, organisk polymer en mycket föredragen ytterligare komponent i de vätske- formiga kompositionerna.

Den kiselfria organiska polymeren är företrädesvis en non- jonisk, vattenlöslig organisk polymer, en hydroxylerad organisk polymer eller ett vattenlösligt naturgummi. Den organiska polyme- ren är företrädesvis termiskt stabil under rådande fibriserings- förhållanden, t ex från omgivningens temperatur upp till inom några grader av kokpunkten för vatten. Exempel på föredragna ki- Iselfria organiska polymerer inkluderar delvis hydrolyserat poly- vinylacetat (polyvinylalkohol), polyakrylamid och delvis hydroly- serad polyakrylamid, polyakrylsyror, polyetylenoxider, karboxial- kylcellulosa-material, t ex karboximetylcellulosa, hydroxialkyl- cellulosa-material, t ex hydroximetylcellulosa, alkylcellulosa- material; tiex metylcellulosa, hydrolyserade stärkelsematerial,_ dextraner, guargummi, polyvinylpyrrolidoner, polyetylenglykoler, 731076744 9 Élginsyror, polyisobutylenderivat, polyuretaner och estrar, sam- polymerer eller blandningar därav. De mest föredragna kiselfria organiska polymererna är rakkedjiga polyhydroxylerade organiska polymerer, t ex polyvinylalkohol, delvis hydrolyserat polyvinyl- acetat, polyetylenoxid eller polyetylenglykol. Ändamålsenligt ligger molekylvikten för den kiselfria or- ganiska polymeren inom området 103- 107, företrädesvis vid ett sådant värde som är förenligt med förmågan hos den organiska po- lymeren att upplösas i det lösningsmedel som användes i den vätske- formiga kompositionen. Så t ex är det att föredraga att polyvinyl- alkoholen eller det delvis hydrolyserade polyvinylacetatet har medium eller hög molekylvikt, att polyetylehoxiden har en mole- kylvikt av 104-106 och att polymererna, erhållna från cellulosa, har en molekylvikt av 10 000- 50000.

Det är att föredraga att koncentrationen av den kiselfria organiska polymeren i en vätskeformig komposition som användes för bildning av fibrer är 0,1-10 vikt-%, företrädesvis 0,1-2 vikt-%.

Det är i enlighet med uppfinningen vidare att föredraga att obetydlig eller ingen kemisk reaktion alls inträffar mellan me- tallföreningen och den kiselfria organiska polymeren i den vätske- formiga kompositionen.

Den egenskap hos de vätskeformiga kompositionerna som gör dem användbara vid förfarandet enligt uppfinningen är deras förmå- ga att kunna omvandlas till formade fasta kroppar, i vilka metal- len och kiselföreningarna kvarstår i form av en intim blandning.

Många av de fasta kompositionerna, bildade med hjälp av förfaran- det enligt föreliggande uppfinning, är eldfasta och hårda och lämpliga för många olika ändamål, i synnerhet sådana som kräver motståndskraft mot hög temperatur. Omvandling av den vätskeformi- ga kompositionen till den formade fasta kroppen åstadkommes genom upphettning av den vätskeformiga kompositionen.

Omvandling av den vätskeformiga kompositionen till den for- made fasta kroppen kan med fördel utföras, i synnerhet då det gäl- ler kompositioner som innehåller aluminiumföreningar, genom tork- ning av den vätskeformiga kompositionen och genom att den torra eller delvis torra kompositionen underkastas hydrotermisk behand- ling, d'vs utsättes för samtidig inverkan av värme och vattenånga.

Behandling med ånga vid en temperatur av 250-500°C är att före- draga.

Vid sådana utföringsformer där en formad fast kropp bildas 73107674: 10 Érån en vätskeformig komposition innehållande en metallförening som har en syraanjon, t ex aluminiumoxiklorid, är det särskilt fördelaktigt att utsätta kompositionen för inverkan av_en basisk substans, t ex ammoniak eller en flyktig amin, före eller sam- tidigt med hydrotermisk behandling.

Den formade fasta kroppen kan upphettas ytterligare för att ändra den kristallina formen för de oxidfaser som är närva- rande eller för att sintra kompositionen, företrädesvis vid en temperatur av 1000- 2ooo°c.

Förfarandet enligt uppfinningen kan användas för att om- vaÅdla formade fasta kroppar till formen av överdrag på substrat, t ex glas, metaller, metalloxider eller keramiska material, genom att den vätskeformiga kompositionen appliceras på substratet och genom att den därefter omvandlas till ett fast olösligt överdrag.

Substratet kan föreligga i många olika former, t ex som fibrer, tråd, film, granul eller pulver. Varje ändamålsenlig metod, t ex doppöverdragning, sprutning, överdragning med valsar eller med hjälp av pensel, kan användas för applicering av den vätskeformi- - ga kompositionen på substratet. Överdraget torkas företrädesvis, åtminstone delvis, och upphettas därefter till en temperatur av 200-1000°C för omvandling av den vätskeformiga kompositionen till ett fast ämne och sönderdelning av metallföreningen och kiselför- eningen till sina respektive oxider.

Förfarandet enligt uppfinningen är särskilt användbart för framställning av formade fasta kroppar, oberoende av substratet, t ex cenosfärer, filmer, porösa strukturer och i synnerhet fibrer, genom upparbetning av den vätskeformiga kompositionen till önskad form och omvandling av densamma till en fast kropp. Formade fasta kroppar med tunn sektion är att föredraga, eftersom frigöringen av flyktiga material vid sönderdelning eller reaktion av beståndsde- lar i den vätskeformiga kompositionen därigenom underlättas, och det föreligger mindre risk för att sprickbildning skall uppkomma i den formade fasta kroppen. _ Varje ändamålsenlig metod för formning av den vätskeformi- ga kompositionen till den önskade formen kan användas och som exempel kan nämnas att för cenosfärer är spraytorknings- och pil- lerbildningsprocesser lämpliga, för filmer är extruderings- eller gjutningsmetoder lämpliga och för porösa strukturer kan en lämp- lig uppskumningsprocess eller en bikaksmaterial-teknik användas.

För fibrer kan varje ändamålsenlig metod för fibrisering användas, '7310767-4 11 W ex centrifugalspinning, dragning, blâsning, klibbspinning, ex- trudering genom ett spinnmunstycke eller lämpliga kombinationer därav. En relikprocess, där den vätskeformiga kompositionen an- vändes för impregnering av en organisk fiber, kan också användas.

Fibrisering genom blåsning åstadkommas på nedan närmare beskrivet sätt.

Viskositeten på den vätskeformiga komposition som användes för att bilda fibrer är företrädesvis en som är lämpad för den fibriseringsmetod som användes. Ändamålsenligt ligger viskosite- tem inom området 0,1-3000 pois, företrädesvis 100-1000 pois, då fiörisering genomföres genom extrudering av kompdsitionen genom ett spinnmunstycke fiör bildning av en kontinuerlig tråd. Fibrise- ring av kompositioner med låg viskositet, t ex 0,1-100 pois, ge- nomföres företrädesvis med hjälp av ett blåsförfarande av nedan närmare beskrivet slag.

' Det är att föredraga att avlägsna lösningsmedel från den formade vätskeformiga kompositionen genom avdrivning för att åt- minstone delvis torka den, t ex genom upphettning vid en tempera- tur av från 30°C upp till 110°C, valfritt under reducerat tryck.

Den formade fasta kroppen kan upphettas ytterligare till en temperatur högre än den som användes vid torkningsbehandlingen i avsikt att därefter fullborda sönderdelning av metall- eller ki- selföreningen, för att ändra den kristallina formen på de metall- oxidfaser som bildats eller för att sintra kroppen. Sålunda kan kroppen upphettas vid en temperatur av 1000-2000°C, företrädesvis vid 1000-1500°C, vanligtvis under en tidsperiod från 1 minut upp till 1 timme. Upphettningen kan genomföras i olika steg, t ex i på varandra följande steg med ökande temperatur. Upphettning i närvaro av luft eller syre kan vara önskvärd för att oxidera or- ganiskt material som eventuellt kan vara närvarande i kroppen.

Olika tillsatser kan införlivas i den formade fasta kroppen, ensamma eller i kombination, ändamålsenligt genom att de sättes till den vätskeformiga komposition från vilken den formade fasta kroppen bildas. Tillsatser kan också införlivas på ytan av den formade fasta kroppen med hjälp av varje lämplig behandlingsmetod.

Exempel på tillsatser som kan införlivas är följande: (a) Jordalkalimetallföreningar, t ex föreningar av magne- sium eller kalcium, som kan sönderdelas till jordalkalimetall- oxider, (b) syraoxider, i synnerhet 5203, P2O5 och ZrO2, eller för- eningar som sönderdelas under bildning av syraoxider, 7310767-4 412 V (C) katalysatormaterial, t ex Pt, Sb, Cu, Al, Pd, Ag, Ru,' Bi, zn, Ni, ce, cr, T1,Fe, v eller Mn, i elementär form eller i form av föreningar, (d) fluorider, t ex HF, NaF eller CaF2, (e) alkalimetallföreningar, t ex föreningar av litium, natrium eller kalium, _ (f) armerande eller förstärkande partiklar eller fyllmedel, såsom kolloidal kiseldioxid, (g) färgande ämnen, t ex kypfärgämnen eller pigment, : (h) oxider av sällsynta jordartsmetaller eller yttriumoxid eller prekursorer därför. _ Katalysatormaterialet kan vara närvarande på ytan av den formade fasta kroppen, eller också kan det vara införlivat inuti kroppen. I vissa utföringsformer kan katalysatormaterialet delvis förekomma inuti kroppen och delvis på dennas yta. Ett eller flera katalysatormaterial kan vara närvarande.

Då åtminstone en del av katalysatormaterialet är införlivat i den formade fasta kroppen är det bekvämt att lösa katalysator- materialet, eller en prekursor därför, i den vätskeformiga kompo- sition, från vilken den formade kroppen bildas. Med "prekursor" avses i föreliggande sammanhang ett material som då det behandlas på lämpligt sätt, t ex genom upphettning eller reduktion, kommer att alstra ett katalysatormaterial, direkt eller indirekt. Forma- de fasta kroppar, i synnerhet fibrer som innehåller ett katalysa- tormaterial, kan användas vid en mångfald olika katalytiska pro- cesser, såsom närmare kommer att beskrivas nedan.

Den föredragna formade fasta kroppen är en fiber, ändamåls- enligt tillverkad genom fibrisering av den vätskeformiga komposi- tionen, följt av torkning, omvandling till en fast kropp och sön- derdelning av metall- och kiselföreningarna. Fibrisering genom extrudering genom ett spinnmunstycke är särskilt användbar vid framställning av kontinuerlig fiber. Fibrisering genomföres lämp- ligast vid omgivningens temperatur, men om så önskas kan den ge- nomföras vid vilken som helst annan temperatur, vid vilken den vätskeformiga kompositionen är stabil. Så t ex kan det vid vissa utföringsformer vara lämpligt att variera temperaturen i avsikt att åstadkomma en viskositet på den vätskeformiga kompositionen som är lämplig för fibrisering. 7 Fibrisering genom blåsning innefattar extrudering av den vätskeformiga kompositionen genom en eller flera öppningar in i 73107674: 13 ßinst en gasström som har en komponent med hög hastighet i rörel- seriktningen för den extruderade kompositionen. Den extruderade kompositionen drages nedåt genom gasströmmens inverkan på densam- ma. Dimensionerna på den öppning genom vilken fibriseringskompo- sitionen extruderas kan variera inom vida gränser._Det är i en- lighet med uppfinningen att föredraga att använda en öppning med minst en dimension större än 50 mikron och mindre än 500 mikron. öppningen kan ha många olika former och som exempel kan nämnas att i enlighet med uppfinningen använts cirkulära, triangulära och stjärnformade öppningar. Då det gäller vissa utföringsformer är det bekvämt att extrudera fibriseringskompositionen genom ett spår.som kan vara i huvudsak rakt eller krökt, t ex som fallet är beträffande ett ringformigt spår. Ett flertal öppningar kan an- vändas i ett och samma spruthuvud. Det material i vilket öppningen är bildad kan väljas bland en mångfald olika substanser. En me- tall, t ex rostfritt stål eller monel, är särskilt användbar. På grund av det faktum att fibriseringskompositionen kan ha en tem- peratur vid eller i närheten av omgivningens temperatur under ex- trudering och med hänsyn till att två låga extruderingstryck an- vändes är det lämpligt, i synnerhet med hänsyn till den ekonomis- ka aspekten, att använda ett plastmaterial i vilket öppningen bildas. Lämpliga plastmaterial inkluderar polystyren, polypropen, polyvinylklorid och polytetrafluoreten.

Det är att föredraga att använda två gasströmmar som kon- vergerar vid eller i närheten av den plats där den vätskeformiga kompositionen extruderas från öppningen. Företrädesvis uppgår vinkeln mellan de konvergerande gasströmmarna till 30-60°. I en- lighet med föredragna utföringsformer utkommer gasströmmar från spår på varje sida av en rad öppningar eller ett spår, eller ock- så utkommer en koniskt formad gasström från ett ringformigt spår, anordnat i huvudsak koncentriskt omkring ett ringformigt extrude- ringsspår. Hastigheten på gasströmmen kan varieras inom ett stort område. Det är i enlighet med uppfinningen att föredraga att an- vända hastigheter av storleksordningen 12-450 m/sek. Luft är den föredragna gasen, i synnerhet luft med omgivningens temperatur.

Kontroll av den omfattning i vilken lösningsmedel avlägsnas från den formade kompositionen kan uppnås genom gasströmmens mätt- nadsgrad. Ändamålsenligt kan gasen blandas med vattenånga i gas- reservoaren, men eftersom expansion av gasen från dess reservoar kan ha en tendens att ändra graden av mättnad är det ibland värde- 731076784 14 Eullt att tillsätta vattenånga efter expansion. Luft med en rela- tiv fuktighet högre än 80% är särskilt användbar.

Det avstånd som skiljer den plats där gasströmmen utkommer från extruderingsöppningen skall vara så litet som möjligt och det är i enlighet med uppfinningen att föredraga att avståndet mellan de närmast belägna kanterna på öppningen och luftspåret är mindre än 0,25 mm. i Det tryck som används för att extrudera den vätskeformiga kompositionen beror på kompositionens viskositet, storleken och formen på öppningen och den önskade spruthastigheten. Det har i enlighet med uppfinningen visat sig att absoluta tryck från 1,1 upp till 8,4 kp/cmz är lämpliga för kompositioner som har visko- siteter upp till ca 100 pois. I Fibern kan torkas ytterligare efter attenuering i gasström- men om så önskas. Fibern kan därefter underkastas hydrotermisk och/eller ammoniakbehandling i enlighet med vad som ovan beskri- vits, om så önskas. Fibern kan också valfritt underkastas ytter- ligare upphettning som kan erfordras, och kan t ex upphettas för fullbordande av sönderdelningen av metallföreningen till oxiden och för sönderdelning av de organiska materialen i fibriserings- kompositionen, för att ändra den kristallina formen hos de oxid- faser som är närvarande eller för sintring av fibern. Typiskt kan fibern upphettas vid en temperatur från 500°C upp till 1200°C un- der en tidsperiod av från 1 minut upp till 1 timme, företrädes- vie vid soo-soo°c under 1 minut till 1 timme.

Fibrerna kan överdragas med ett appreteringsmedel, såsom polyvinylalkohol eller stearinsyra. De kan neddoppas i en lösning av etylsilikat, tvättas och upphettas för att ge en fiber inne- hållande extra kiseldioxid. De kan också blötläggas i lösningar av metallföreningar, t ex magnesiumetoxid i metanol, och de be- handlade fibrerna upphettas för att ge en fiber innehållande yt- terligare eldfast metalloxid. Fibrerna kan underkastas en sili- konbehandling, t ex genom applicering av en klorsilan (i ångfas eller i form av lösning) på fiberytan.

I synnerhet kan ett katalysatormaterial dispergeras i den vätskeformiga komposition som användes för att bilda fibrer genom att det, eller dess prekursor, löses i den vätskeformiga komposi- tionen ifråga. Vid föredragna utföringsformer av uppfinningen lö- ses vattenlösliga material, t ex salter av katalytiska metaller, i synnerhet metallnitrater, i en vattenhaltig vätskeformig fibri- seringskomposition. 73107674: 15 V Dispergering av katalysatormaterialet i den vätskeformiga kompositionen kan också lämpligen genomföras genom hopblandning av olösliga eller delvis lösliga, partikelformiga katalysatorma- terial med den vätskeformiga kompositionen. Företrädesvis skall medelstorleken för på så sätt dispergerade partiklar vara mind- re än medeldiametern på den bildade fibern, och närmare bestämt skall partiklarna ha kolloidal storlek.

Varje önskad mängd katalysatormaterial kan dispergeras i den vätskeformiga kompositionen, under förutsättning att den bil- dade fibern fortfarande är tillräckligt stark och,koherent för attlkunna användas som en fibrös katalysator. Detfihar i enlighet med uppfinningen visat sig att upp till ca 10% av ett katalysator- material kan införlivas i fibern utan att någon allvarligare för- sämring i fiberns egenskaper inträffar.

Det är att föredraga att katalysatormaterialet är kemiskt kombinerbart med beståndsdelarna i den vätskeformiga kompositio- nen. Då fibern upphettas såsom ovan beskrivits är det att före- draga att katalysatormaterialet är stabilt vid rådande upphett- ningstemperatur. Då det gäller en katalysatormaterial-prekursor är det ofta bekvämt att katalysatorn bildas från prekursorn ifrå- ga under upphettning av fibern.

Alternativt kan katalysatormaterialet införlivas i en på förhand bildad fiber genom blötläggning av denna i en lösning av katalysatormaterialet eller av en katalysatormaterial-prekursor i ett lämpligt lösningsmedel och genom att därefter detta lösnings- medel avlägsnas från fibern. Vatten är ett lämpligt lösningsmedel för många katalysatormaterial eller deras prekursorer, t ex me- tallsalter. En fiber kan blötläggas innan eller efter det att den upphettas vid 1000-2000°C i och för bildning av en fiber med an- nan sammansättning, såsom ovan närmare beskrivits.

Katalysatormaterialet kan lämpligen utfällas i en lämplig form på åtminstone en del av fiberytan. För detta ändamål kan det, om så önskas, bindas till ytan ifråga med hjälp av ett bindemedel, som i sig självt kan vara ett katalysatormaterial, t ex aluminium- fosfat. Bindning kan också åstadkommas med hjälp av applicering av en komposition enligt uppfinningen på ytan ifråga eller på ka- talysatormaterialet eller på båda dessa och avlägsnande av lös- ningsmedlet i kompositionen ifråga.

Vid sådana utföringsformer där något bindemedel icke använ- des för att bidraga till katalysatormaterialets vidhäftning till 7310767-4 16 Éiberytan, är det ofta möjligt att åstadkomma en viss kemisk sam- reaktion mellan katalysatorn och fibern för förbättring av sam- manbindningen. Vid de flesta utföringsformer av uppfinningen är det emellertid tillfredsställande att blott och bart fälla ut ka- talysatormaterialet på fiberytan i en form som är tillräckligt fin för att de normala fysikaliska attraheringskrafterna skall träda i funktion. Sålunda är det lämpligt att fälla ut katalysa- tormaterialet från en dimma eller ånga, innehållande katalysator- materialet eller dess prekursor. Lämpligast är att katalysator- materialet eller dess prekursor utfälles på fiberytan genom att denna behandlas med en dispersion innehållande katalysatormate- rialet eller dess prekursor och en lämplig vätska. En lösning av katalysatormaterialet eller dess prekursor i ett flyktigt lös- ningsmedel är särskilt användbar. I sådana fall då katalysatorma- terialet dispergeras i en vätska som icke löser detsamma är det att föredraga att katalysatormaterialet föreligger i finfördelad form, i synnerhet med en medelstorlek på partiklarna mindre än 0,5 mikron. f , Fibern innehållande ett katalysatormaterial kan behandlas ytterligare, t ex för att fâ.till stånd önskade förändringar i katalysatormaterialet. Så t ex kommer det, i sådana fall då en katalysatormaterial-prekursor införlivats i eller på fibern, att vara nödvändigt att alstra det aktiva katalysatormaterialet med hjälp av något lämpligt förfarande. De förfaranden som normalt användes för detta ändamål innefattar kemisk reaktion för bild- ning av en annan förening, reduktion och upphettning. Vissa av dessa förfaranden, i synnerhet upphettning, kan kombineras med hydrotermisk behandling eller med upphettning av den formade fas- ta kompositionen för att bilda fibern och sönderdela metallför- eningen eller det organiska materialet i den formade fasta kom- positionen. Behandling av fibern för uppnående av önskade fysika- liska förändringar i katalysatormaterialet kan också genomföras och som exempel kan nämnas att förändringar i ytarean eller kris- tallstrukturen kan vara önskvärda för uppnående av speciella ka- talytiska effekter. Behandling av fibern för eliminering av icke önskvärda substanser, t ex katalysatorgifter, kan vara av värde då det gäller vissa utföringsformer.

De formade fasta kropparna, framställda medelst förfarandet enligt uppfinningen är av särskilt värde i form av överdrag, bin- demedel och formade kroppar, i synnerhet fibrer,innehållande zir- 7310767-4 17 koniumoxid eller aluminiumoxid och kiseldioxid. Sålunda kan vätskeformiga kompositioner, innehållande en aluminiumförening som kan sönderdelas till aluminiumoxid, i synnerhet aluminiumoxiklo- rid, basiskt aluminiumacetat eller basiskt aluminiumformiat, och en vattenlöslig organisk kiselförening av ovan närmare beskrivet slag, upphettas för att bilda formade fasta kroppar, innehållande aluminiumoxid och kiseldioxid, i vilka aluminiumoxiden i huvudsak föreligger i en eller flera av sina övergångsfasformer, vid tem- peraturer av upp till 1400°C.

Aluminiümokid omvandlas från sina övergångsfasformer (eta, gamma, delta och thata) :in sin alfa-form vid uspnsttning via 1200°C under kort tld ("Aluminia as a Ceramic Material" av W.H.

Gitzen, The American Ceramic Society, 1970). Även om det icke är önskvärt att binda sig vid någon viss bestämd teori så är det dock troligt att tillsättningen av kisel- dioxid till aluminiumoxiden genom användning av en vattenlöslig kiselförening i den vätskeformiga kompositionen som användes en- ligt uppfinningen, ger en homogen dispersion av kiseldioxiden i aluminiumoxiden och därigenom framkallar en högst avsevärd sänk- ning av omvandlingshastigheten från lågtemperaturfaser av alumi- niumoxid till högtemperaturfaser och i synnerhet av övergångs- -aluminiumoxider till alfa-aluminiumoxid vid upphettning. Sålun- da uppvisar formade fasta kroppar, innehållande aluminiumoxid, framställda i enlighet med uppfinningen, förbättrad termisk sta- bilitet.

Införing av kiseldioxid i fibrer som innehåller metalloxi- der med hjälp av förfarandet enligt föreliggande uppfinning har den ytterligare fördelen att homogeniteten hos den vätskeformiga kompositionen som användes för att bilda fibrerna undanröjer de problem som är förbundna med användningen av kiseldioxid i par- tikelform, t ex som kolloidala partiklar. Sådana problem inklu- derar (1) nödvändigheten av att begränsa fiberdiametern på grund av störningar i de erforderliga flytegenskaperna för fibrisering genom närvaron av partiklarna, (2) nödvändigheten av att undvika för övrigt önskvärda polymera organiska fibriserings-hjälpmedel, som har benägenhet att flockulera soler, och (3) närvaron i den färdiga fibern av områden med hög kiseldioxid-halt, som har be- nägenhet att kristallisera till en silikatfas.

Uppfinningen möjliggör sålunda tillverkning av en fiber, innehållande kiseldioxid och aluminiumoxid och/eller någon annan 073107674» 18 fietalloxid, i synnerhet zirkoniumoxid, i vilken viktförhållandet mellan metalloxid och kiseldioxid företrädesvis uppgår till 85:15-98:2, i synnerhet till 90:10-97:3, som kan föreligga i kontinuerliga eller diskontinuerliga längder, även om diskonti- nuerliga fibrer kan ha mycket stora förhållanden mellan längd och diameter, t ex större än 5000. Fibrer kan tillverkas med medeldia- metrar mindre än 20 mikron, i sin typiska form från 0,5 mikron upp till 5,0 mikron. Som ett resultat av undvikandet av bildning av icke önskvärda kristallformer av aluminiumoxid i enlighet med vad som ovan angivits, uppvisar aluminiumoxid-fibrer anmärknings- värd motståndskraft mot fysikaliska förändringar 'vid höga tempe- raturer, t ex av storleksordningen 1000-140006. I allmänhet har de fibrer som upphettats vid en temperatur av 500-800°C en mycket stor ytarea, varvid en BET-ytarea större än 50 m2/g alltid kan iakttagas, och värden av 50-200 m2/g ligger inom det vanliga upp- mätta området efter hydrotermisk behandling och efter 1 timmes upphettning vid en temperatur av 500-800°C. Närvaron av kiseldi- oxid som införts medelst förfarandet enligt uppfinningen ökar den termiska och hydrotermiska stabiliteten med avseende på ytarea hos en aluminiumoxid-fiber och följaktligen också vissa katalytiska egenskaper. Aciditeten hos aluminiumoxiden, som härstammar från kiseldioxidbehandlingen, ger förbättrade jonbytaregenskaper hos den fasta kroppen. Fibrerna kan uppsamlas som individuella fibrer el- ler också kan de uppsamlas i form av ett garn, en matta eller en filt. Mattor och filtar bildas ändamålsenligt genom att fibrerna I uppsamlas på ett löpande band, företrädesvis ett band av perfo- rerat material, t ex ett ståltrådsnät. Fibrerna kan uppsamlas i l en form för att bilda en formad filt. Om så önskas kan fibrerna bindas tillsammans, t ex genom att de uppsamlas innan de är torra och genom att den resulterande mattan eller filten uppvärmes.

Bindning kan också åstadkommas genom användning av ett bindemedel.

Mattan eller filten kan komprimeras, om så önskas, t ex i avsikt att höja dess densitet. Förfarandet enligt uppfinningen är av sär- skilt värde för framställning av glasfibrer. y Fibrösa katalysatorer enligt uppfinningen, innehållande me- tallerna koppar, rutenium, nickel, palladium, platina eller sil- ver, föreningar eller kombinationer därav, är av särskilt värde vid förfaranden av följande slag, nämligen dehydratisering av al-_ koholer, metanolsyntes, reduktion av nitrobensen, sönderdelning av ammoniak, ångomvandling av nafta eller naturgas, hydrering av 731076744 19 ßlefiner, aromater, nitrider, fetter och oljor, oxidation av sva- veldioxid, hydroalkylering, metanammoxidation, etylenoxid från etylen, formaldehyd från metanol.

Halvledaroxider är värdefulla katalysatormaterial och som exempel kan nämnas att Cr2O3/eta-aluminiumoxid kan användas för paraffindehydrering eller naftaomvandling.

Metalliska halogenider, t ex CuCl2, SbCl3, AlCl3 eller CrCl3, ger fibrösa katalysatorer som kan användas för en mångfald olika klorerings- och oxikloreringsreaktioner eller för isomerise-- ring av paraffiner, olefiner och aromater. ' ; Organometalliska katalysatorer kan på bästaksätt användas i enlighet med uppfinningens syften genom blötläggning eller över- dragning av den på förhand bildade fibern. De fibrösa katalysato- rerna är användbara vid framställning av etylenoligomerer, poly- etylener och polyestrar. Metallkarbonyler, t ex HCo(CO)4, ger fibrösa katalysatorer som är lämpliga för genomförande av OXO- processer.

De fibrösa katalysatorerna, i synnerhet sådana innehållande platina, palladium, molybden, Co3O4, V2O5, Cr2O3, MnO2, Fe2O3 el- ler Ni0, eller kombinationer därav, kan användas i en anordning för behandling av avgaser från bilar, t ex för att katalysera oxi- dation av sådana gaser, exempelvis i en efterbrännkammare.

Andra katalytiska material som visat sig användbara inklu- derar koboltmolybdat, nickelmolybdat, vismutmolybdat, kopparmolyb- dat, zinkkromit aan koboitoxid (c03o4>.

Fibrösa katalysatorer, framställda med hjälp av förfarandet enligt uppfinningen, är fördelaktiga på grund av sina stora utvän- diga ytareor, de ar värmeresistenta och mekaniskt starka.

Förfarandet enligt uppfinningen är sålunda av värde vid framställning av formade fasta kroppar, innehållande metalloxider, i synnerhet fibrer och närmare bestämt aluminiumoxidfibrer, som kan ha mycket liten diameter, är täta, vita, starka och har hög hållfasthet, t ex en Young-modul av 1,4-2,5:<106 kp/cm2 då det gäller aluminiumoxid-fibrer. De formade fasta kropparna, och då i synnerhet fibrerna, kan ändamålsenligt användas t ex som hög- temperatur-isoleringsmaterial, fyllmedel, som armering i hartser, metaller och keramiska material, inerta filter, katalysatorer el- ler katalysatorbärare.

Uppfinningen belyses närmare med hjälp av, men är icke att betrakta som varande begränsad till nedanstående utföringsexem- pel. 7310767-4 20 V Alla röntgendiffraktionsdata som anges i dessa exempel er- hölls med användning av en Philip's diffraktometer, infallande Copper-strålning och en grafit-monokromator i den diffrakterade strâlen för att välja ut K a-våglängden. Synliga kristallitstor- 'lekar av eta-aluminiumoxid erhölls från den uppmätta fulla bred- aan vid halv gnöja för diffraktionsmaxima vid e7° 2 o efter det att instrumental breddning avlägsnats genom fourier-dekonvulu- _ tion (en synlig kristallit-storlek av 60 Ã erhålles från en topp vid 670 2 O, som har en dekonvulerad full bredd vid halv höjd av 1,76° 2 Q). Fasidentifikationen är baserad på de resultat som J.w. Newsome, H.W; Hèiser, A.S. Russell och H.A. Stumf presente- rat i Technical Paperínr 10, second revision, Aluminia Properties, Aluminium Company of America, Pittsburg, Pennsylvania, USA, 1960.

I nedanstående exempel hänvisas till olika kiselföreningar.

Närmare detaljer rörande dessa framgår av nedanstående tabeller 1 och 2, med motsvarande referensbeteckning som använts i exemplen ifråga. 731076741 21 mo.N«^wmNuov>fi^«mNuovNmwu >m ßuoofl Uwe ønmmwpa x N N Nmu N wflæw ^ .V N.ø .N @.m^oNwzHm.oHNN«: N l oom mšfiw AOmZHmV ^Omwzhv . .. w:oNN^wmNuovou:zw^Næwv NN N N m N Nm wz Üoå ooßå wzflwo Éäflmov ^ mšflwov w w N m N NNm@uoN«^w:Nuov>.^ m umvoumzm^ mwv NN N H Nm: Q N .w måna ooo.m.w wåflmo fimäflmOv ^ m2 wOv K N N wzoN^mmmuovNN^«mwuovoumaN^ mw m.m N H ovflmmms u w .

QNIN oomfin. wåflmo ^m2HmOv ^ 2.m åowsflmwuovouwfimwwæwv m; N m m N . Nm ms w.N"N oo«.N wzfimo Awzflmøv ^ mzfiwov w:oNN^«mNumv|oumww^NmwV mm N N < . Nm ms N.N“N ooo.NN wzfiwo flwzfimov A wzflmov w w OE Hfluxñunm mmm uwßwwfion :oo coxflflflm »xN>N N N cmflflwfi wwcmfifimswwwvvfiå mflfluwwwmflb 7z1o7sv+4 22 Tabell 2 Ungefärlig Förhållande mel- eRef Leverantör _ molekylvikt lan silikon och polyeter DC192 DowfCorning Corporation 25.000 1:2,6 DC193 Dow-Corning Corporation 2.100 1:1,7 L546 Union Carbide Corporation 15.000 1:2,6 L5340 Union Carbide Corporation 14.000 1:1,5 Exempel 1 Fibrer framställdes från en lösning med följande sammansätt- ning: I 200 g aluminiumklorhydrat (A1:Cl-förhållande 2:1, 23,8 vikt-es A12o3> 94,4 g polyvinylpyrrolidon-lösning (3 vikt-% k-90- - kvalitet för att ge 6 vikt-% A12O3) 9,3 g polysiloxan-sampolymer A (tabell 1) Lösningen indunstades i vakuum vid en temperatur av 35-40°C tills viskositeten vid omgivningens temperatur uppgick till 15 pois. Lösningen extruderades genom små hål med en diameter av 240 mikron och attenuerades med luft för att ge torra, obrända fibrer med en medeldiameter av 4 mikron. ' Fibrerna torkades ytterligare vid 100°C, upphettades i ånga vid 350°C under 15 minuter och brändes slutligen vid 900°C under 15 minuter för att ge en stark, vit, flexibel produkt.

Kemisk analys visade att fibern innehöll 5% SiO2 (vikt-% A1203). Undersökning i elektronmikroskop utvisade icke några tec- ken på oxidfaser av annat slag än övergångsaluminiumoxidfaserna.

Prover av fibrerna upphettades vid nedan angiven tempera- tur. Ytareabestämning med hjälp av kväve-BET-metoden gav följande resultat: Temperatur, OC Tid, timmar Ytarea, m2/g 1100 1 61 1200 0,5 40 Röntgen-fasanalys visade att fibrer som upphettats under 65 timmar vid 1200°C var i gamma- och delta-aluminiumoxid-faserna med endast spår av påvisad alfa-fas. Fibrer upphettade under ,1 timme vid 1350°C var_i en blandning av gamma-, delta- och theta- faserna, utan några spår av alfa-aluminiumoxid. 73107674» 23 'Exempel 2 7 Fibrer framställdes på liknande sätt som i exempel 1, men med användning av endast 4,6 g av polysiloxan-sampolymeren A, för att ge 2% SiO2 (vikt-% Al203). Fibrer, värmebehandlade såsom beskrivits i exempel 1, upp till 900°C och därefter brända under 1 timme vid 1200°C, hade bibehållen flexibilitet och styrka.

Röntgenanalys visade endast gamma- och delta-faserna.

Exempel 3 Fibrer, framställda såsom i exempel 1, men innehållande 5% SiO2 vikt/vikt Al2O3 från polysiloxan-sampolymeren B i stället för av A, upphettades som i exempel 1 till ?0O°C.,Kväveabsorp- tionsbestämningar gav en ytarea av 74 m2/9 och enšporvolym av 0,083 cm3/g. Den enda fas som var närvarande efter upphettning till 1000°C under 2 timmar var eta-aluminiumoxid. Efter upphett- ning till 1100°C under 16 timmar var den dominerande fasen som var närvarande gamma-aluminiumoxid med spår av delta-aluminium- oxid.

Några tecken på förekomst av aluminiumsilikat eller kisel- dioxid-fas erhölls icke.

Exempel 4 Lösningar bereddes på liknande sätt som beskrivits i exem- pel 1 med användning av kommersiellt tillgängliga, vattenlösliga polysiloxan-sampolymerer DC 192, DC 193, L 546 och L 5340 i enlig- het med vad som framgår av tabell 2 ovan. Lämpliga mängder till- sattes för att ge 2% kiseldioxid i de färdiga aluminiumoxidfibrer- na, som spanns och värmebehandlades som i exempel 1 upp till 900°C.

Efter kalcinering vid 900°C var fibrerna starka och flexibla och företedde icke nâgra tecken på någon mullit- eller alfa-aluminium- oxid-fas vid röntgenundersökning. Röntgenanalys av fibrer, upphet- tade till 1050°C under 1 timme, visade icke någon närvaro av över- gångsaluminiumoxid-faser.

Exempel 5 Fibrer framställdes såsom i exempel 1 med användning av polysiloxan-sampolymeren C för att ge följande kombinationer av sammansättningar, där alla viktprocentex uttryckas på basis av Al2O3-halten i fibrerna eller lösningarna. 5,1 5% sioz 6% Polyvinylpyrrolidon 5,2 5% SiO2 6% Polyvinylalkohol (hög molekylvikt, vattenlöslig kvalitet) 73107674: 24 F 5,3 1% sioz -6% Polyvinylpyrrolidon (PVP) 5,4 7,5% sio p 6% PvP 2 Efter värmebehandling på liknande sätt som i exempel 1 till 900°C var alla fibrer starka och flexibla.

Exempel 6 Ett prov av fibrerna framställda enligt exempel 3 och upp- hettade till 900°C placerades mellan metallnät av "Inéoloy" lege- ridg DS och provades under 50 timmar i en avgasström från en bil på en motorprovbädd vid temperaturer av upp¿till 750°C. Då prov- ningen avbröts uppgick den totala tiden vid 750°C till 20 timmar, med huvuddelen av den resterande tiden vid 500°C. Undersökning av den fibrösa kudden efter denna behandling visade att fibern icke utsatts för någon mera betydande åverkan eller undergått viktför- lust. Röntgenanalys efter behandlingen visade att den enda fas som var närvarande var eta-aluminiumoxid med en kristallitstorlek mindre än 80 Å. Ytarean hade efter behandlingen ökat till 110m2/g.

Exempel 7 Fibrer framställdes såsom i exempel 1, men med en nickelhalt av 5% tillsatt lösningen i form av NiCl2.6H2O. Vid upphettning på liknande sätt som i exempel 1 till 900°C bildades starka fibrer.

Exempel 8 Fibrer framställdes på liknande sätt som i exempel 1 med en MgO-halt av 5% tillsatt spinnlösningen såsom MgC12.6H2O. Vid upp- hettning till 900°C som i exempel 1 bildades starka, vita fibrer.

Då de upphettades i en varmstegs-röntgenapparat företedde fibrerna tecken på närvaro av alfa-aluminiumoxid vid 1140°C.

Exempel 9 7 Fibrer framställdes för att ge ett viktförhållande av 1:1 mellan ZrO och Al2O3 med 7 vikt-%, räknat på ZrO, oxider av säll- synta jordartsmetaller (60% yttriumoxid) som en zirkoniumoxidfas- stabilisator och innehållande 5 vikt-% kiseldioxid. Spinnlösning- len framställdes från följande komponenter: Aluminiumoxiklorid-lösning (23,5 vikt-% Al203, Al:Cl = 2:1) Zirkonylacetat-lösning (handelskvalitet med 22 vikt-% ZrO2) Lösning av klorider av sällsynta jordartsmetaller(60%yttrium- - oxid _ Polyetylenoxid (molekylvikt 300 000) Polysiloxan-sampolymer B 73107674: 25 F Lösningen indunstades, spanns till fibrer och upphettades som i exempel 1. Efter 1 timme vid 1200°C var fibrerna starka och flexibla. Som jämförelse var fibrer, framställda från en liknande lösning utan siloxan-tillsatsen, svaga och spröda då de upphetta- des till 12oo°c.

Exempel 10 _ Fibrer framställdes på liknande sätt som beksrivits i exem- pel 1, men med användning av siloxan-sampolymeren D, för att ge 5% SiO2. Lösningen var innan den spanns grumlig och de icke värme-4 behandlade fibrer som bildades genom extrudering, åtföljt av at- tenuering med en luftström, var av varierande geometrisk kvalitet.

Fibrerna upphettadesii ånga vid 350°C under 15 minuter, åtföljt av kalcinering vid 1200°C under 1 timme, för att ge vita flexibla fibrer. Röntgenanalys visade att fibrerna innehöll eta-, gamma- och delta-aluminiumoxid tillsammans med en mindre mängd alfa-alumi- niumoxid. Närvaron av alfa-aluminiumoxid beror antagligen på fas- separering (grumlighet), resulterande i lägre effektiv SiO2-halt i vissa delar av den brända fibern. ' Exempel 11 En spinnlösning framställdes från följande komponenter: 200 g aluminiumklorhvdrat (23,8 vikt-% Al2O3, Al:Cl==2:1) 2,85 g polyvinylalkohol (hög molekylvikt, vattenlöslig kvalitet) 140 g vatten 9,4 g polysiloxan-sampolymer C Lösningen indunstades till en viskositet av 15 pois, mätt vid omgivningens temperatur, och spanns till fibrer med en medel- diameter av 4 mikron. Fibrerna torkades vid 100°C, upphettades i ånga vid 350°C under 15 minuter och kalcinerades vid 900°C under 15 minuter. Ett prov av dessa fibrer upphettades till 1200°C i en varmstegs-röntgendiffraktometer i en omfattning av 30°C/h. Faser som var närvarande vid BOOOC var chi- och eta-aluminiumoxid, gamma-fasen uppträdde vid 1020°C och nådde ett maximum vid 1110°C, delta-fasen uppträdde vid 1oeo°c och nådde ett maximum vid 114o°c, -under det att eta-fasen evtonat vid 1150°C. Det förekom icke någ- ra tecken på mullit eller alfa-aluminiumoxid vid 1200°C eller ef- ter omkylning till rumstemperatur.

Exempel 12 En lösning, lämplig att använda som bindemedel eller över- dragsmaterial, framställdes genom samupplösning av följande kom- 7310-767-4 26 Eonenter: 400 g aluminiumklorhydrat-lösning (förhållande Al:Cl =2:1, 23,5 vikt-% Al2O3) ' 1 g isättika 10 g polyvinylpyrrolídon (K 60-kvalitet) 24 g siloxan-sampolymer A (23,5 vikt-% SiO2) 200 g graderat aluminiumoxidmaterial i form av fjäll blan- dades väl med 20 g av den ovannämnda lösningen och inpressades i en glasskiva. Skivan utsattes för ultraljudvibrering under 30 mi- L nutër och uppvärmdes därefter under 20 timmar i en torkugn vid en temperatur av 80°C. Den på så sätt bildade tabletten avlägsnades från skivan och upphettades till 400°C under en Zitimmars period och därefter till 900°C under ytterligare 2 timmar. Tabletten överfördes därefter direkt till en ugn med en temperatur av'1MD°C och upphettades vid denna temperatur under 1 timme. Efter det att tabletten uttagits från ugnen och fått svalna till rumstemperatur undersöktes den och visade sig vara seg samt fri från ytsprickor.

Exempel 13 En 25 mmzs kub av keramiskt bikaksmaterial, lämpligt att an- vända som keramisk matrixkomponent vid behandling av avgaser från bilar, överdrogs med_aluminiumoxid med stor ytarea med användning av den på i exempel 12 beskrivet sätt framställda lösningen. Den oöverdragna kuben hade en specifik EET-ytarea av 0,4 m2/g, en uppskattad plan geometrisk area av 200 cm2 och en vikt av 13 g.

Denna kub blötlades i den ovan beksrivna lösningen under det att den var suspenderad på en fin tråd och upptogs därefter långsamt från lösningen under loppet av 5 minuter. Kuben placerades på ett filterpapper för att möjliggöra för vidhäftande lösning att av- rinna, varpå den torkades vid 80°C under 10 minuter. Kuben upp- hettades därefter i luft vid 350°C under 10 minuter och brändes vid 900°C under 15 minuter. Efter kylning visade sig viktökningen uppgå till 0,6 g och kubens BET-ytarea var 4,8 m2/g.

Exempel 14 _ Till 80 g av lösningen, framställd såsom beskrivits i exem- pel 12, sattes 1 g klorplatinasalt (0,4 g Pt). En kub av keramiskt bikaksmaterial av i exempel 13 använt slag överdrogs i denna lös- ning, fick avrinna, torkades och brändes till 900°C såsom beskri- vits i exempel 13. Viktökningen hos kuben visade sig uppgå till 0,8 g och kubens BET-ytarea visade sig nu vara 4,3 mz/g. '7310767-4 27 Exempel 15 Silikon/polyoxietylen-föreningen E med en beräknad kiseldi- oxid-ekvivalent av 46,5% visade sig ge en grumlig blandning då den sattes till en aluminiumoxiklorid-lösning vid en viskositet av 10 pois, som avsatte sig för att ge två separata lösningsskikt.

Följaktligen blandades föreningen E, vid ett volymförhållande av 50:50, med teknisk denaturerad sprit och denna lösning blandades omsorgsfullt med en lösning med en viskositet av 20 pois, inne- hållande 1 vikt-% polyetylenoxid (molekylvikt 300000) och 28 vikt-% Al2O3 i form av basisk aluminiumoxiklorid; för att ge en klar blåsfri blandning. Denna blandning extruderades genom små hål in i samlöpande strömmar av fuktade konvergerande luftstrålar med hög hastighet och uppsamlades på ett trådnät i form av fiber med en medeldiameter av 6 mikron.

Exempel 16 En amin-funktionell polysiloxan-sampolymer F hade en "kisel- dioxid-ekvivalent" av 66,3%. _ ' 1,79 g av denna förening blandades med en lika stor volym- mängd teknisk denaturerad sprit och revs därefter med 0,1-n salt- syra för att ge ett pH av 4,0. Denna lösning blandades därefter med 36,7 g polyetylenoxid-lösning (2 viktprocentig med en molekyl- vikt av 300000) och 100 g 23,8-viktprocentig A12O3 ekvivalent aluminiumoxikloridlösning. Den färdiga blandningen indunstades till en viskositet av 20 pois i en roterande vakuumindunstare och blåsspanns till fibrer med diametrar inom området 2-3 mikron.

Exempel 17 4,76 g t-butoxisilatran löstes i vatten och filtrerades för avlägsnande av spår av olösligt material. Lösningens pH justera- des till 4,0 med utspädd saltsyra och lösningen blandades med 100 g 5/6 basisk aluminiumoxiklorid-lösning (23,5 g AIZO3) och 36,7 g av en 2-procentig vattenlösning av polyetylenoxid med en molekylvikt av 300 000. Blandningen indunstades till en viskosi- tet av 30 pois i en roterande vakuumindunstare för att ge en klar gulaktig lösning. Ett prov fick tjockna genom indunstning på en glasskiva och fibrer drogs från provet vid änden på en spatel.

Sedan det fått stå 20 timmar visade sig ett prov ha stelnat till ett gelatinöst material. De erhållna fibrerna behandlades med am- meniek, upphetteaes i ånga via 3so°c een brändes vid 9oo°c under 15 minuter, åtföljt ev 12oo°c under 1 timme. 70310767-4 28 Exempel 18 Aluminiumoxid-fibrer, innehållande kiseldioxid och borsyra, framställdes från följande komposition: 200 g aluminíumklorhydrat (Albright & Wilson, 23,5% Al2O3, Al:Cl-förhållande 2:1) 2 g borsyra 5,6 g polysiloxan-sampolymer A 2 143 g polyetylenoxid (1 vikt-%¿ molekylvikt 300.000) Lösningen indunstades till en viskositet av 20 pois och blåsspanns till fiber med en medeldiameter av 4 mikron. Fibrerna behandlades med 0,2 volymprocentig ammoniak i luft vid omgivning- ens temperatur, upphettades i ånga vid 350°C under 15 minuter och brändes vid 900°C under 15 minuter och slutligen vid 1300°C under 1 timme. Pasanalys medelst röntgendiffraktion visade att huvudfa- sen var delta-aluminiumoxid med en mindre fas av theta-aluminium- oxid och en liten mängd av en oidentifierad fas. Inga spår av alfa-aluminiumoxid eller mullit kunde upptäckas. Ett annat prov av fibern, som upphettats till 900°C, upphettades på nytt vid 1400°C under 1 timme och visade sig innehålla en övervägande theta-aluminiumoxid-fas och en mindre alfa-aluminiumoxid-fas.

Icke heller nu kunde någon mullit upptäckas.

Exempel 19 Fibrer framställdes från följande komposition: 200 g aluminiumoxiklorid (23,5 vikt-% A12O3, Albright & Wilson) 138 g polyvinylalkohol-lösning, 2 vikt-% "Elvanol" 50-42 i vatten 1 9,2 g polysiloxan-sampolymer A Lösningen indunstades till en viskositet av 100 pois och fick stå under 20 timmar. Lösningen extruderades därefter från en bomb genom ett mikrofilter och ut genom ett spinnmunstycke med hål med en storlek av 100 mikron. Fibrer drogs nedåt och upplin- dades på en roterande trumma, inklädd i polyetenfilm. Fibrerna avlägsnades från trumman, torkades vid 100°C, upphettades i ånga, innehållande 5 volym-% ammoniak, vid 350°C under 30 minuter och brändes vid 1000°C under 30 minuter. Prover av dessa fibrer brän- des vid 1200°C, 1300°C och 1400°C under 30 minuters perioder. Ut- lvalda fibrer, med diametrar av ca 10 mikron, monterades upptill på en radiohögtalare med användning av tätningsvax. Fibrernas hållfasthet bestämdes med användning av tekniken med svängande 7310767-4 29 tunga för längder inom området 0,2-0,4 cm. Högtalaren matades från en dekadoscillator och fibrernas resonansfrekvens bestämdes genom att iakttaga vibrationen vid resonansfrekvens med använd- ning av ett löpande mikroskop. En kurva som uppritades för varje fiber över den fundamentala resonansfrekvensen fr i beroende av D/12, där D==diametern och l =längden, visade sig vara en rak linje som passerade genom origo inom förutsedda felmarginaler.

Den specifika hållfastheten hos fibern (E/Q) beräknades därefter från lutningen M med användning av formeln E/Q =0,074 M2 psi, därIgO =fiberns densitet.

Resultaten för de relativa specifika modulerna återfínnes nedan i jämförelse med motsvarande värde för E-gläsfiber(E/?==1).

Bränningstemperatur (å h) 1000 1200 1300 1400 Relativ specifik modul (E/Q) l 1,3 1,5 2,3 Som jämförelse kan nämnas att liknande fibrer, framställda från en komposition som icke innehöll sampolymeren och brända vid en temperatur av 900°C, gav ett E/ç-värde av 1,5, som emellertid vid bränning vid 1000°C sjönk till 1, och vid höga temperaturer var fibrerna alltför spröda för att några bestämningar skulle kunna göras.

Exempel 20 Fibrer framställdes med utgång från följande komponenter: 200 g aluminiumklorhydrat (23,8 vikt-% Al2O3, Al:Cl-för- hållande 2:1) 142,8 g polyetylenoxid-lösning (1 vikt-%, molekylvikt =30O 000) 18,8 g polysiloxan-sampolymer A Lösningen indunstades till en viskositet av 15 pois och blåsspanns till fibrer med en medeldiameter av 3 mikron. Fibrer- na uppsamlades och behandlades med 0,2-volymprocentig ammoniakgas i luft, upphettades i ånga vid 350°C under 15 minuter och brändes vid 900°C under 15 minuter. Kemisk analys utvisade att fibrerna hade ett förhållande SiO2 :A12O3 av 9:100.

Ett prov av fibern upphettades under 1 timme vid 1200°C.

Röntgenanalys utvisade att fibrerna innehöll en dominerande delta- aluminiumoxid-fas och en mindre gamma~fas. Ingen a1fa-aluminium- oxid eller mullit kunde upptäckas. 7 Ett annat prov brändes vid 1300°C under 1 timme. Detta prov gav huvudfaser av mullit och theta-aluminiumoxid. Vid bränning av '7310767-4 30 ëtt ytterligare prov till 1400°C under 1 timme var huvudfaser av mullit och theta-aluminiumoxid närvarande, med spår av påvisad alfa-aluminiumoxid.

Exempel 21 Fibrer framställdes såsom i exempel 20 men med användning av endast 4,7 g av sampolymeren A. Dessa fibrer gav vid upphett- ning under 1 timme vid 1200°C dominerande gamma- och delta-faser med eta-aluminiumoxid också närvarande; Efter bränning under 1 timme vid 1300°C kunde huvudfaser av alfa- och theta-aluminium- oxid konstateras; Efter 1 timme vid 1400°C kunde en huvudfas av alfa-aluminiumoxid samt mullit-fasen av aluminiumsilikat iakttagas.

Som jämförelsé kan nämnas att en liknande fiber av eta-alu- miniumoxid, som icke innehöll någon kiseldioxid, gav en domine- rande alfa-aluminiumoxid-fas efter 1 timme vid 1200°C. Emellertid kunde en dominerande delta-fas erhållas genom upphettning av den rena aluminiumoxid-fibern, då den förelåg i sin eta-fas i en at- mosfär fri från klorid under 2 timmar vid 1050°C. Upphettning av den rena aluminiumoxid-fibern vid en temperatur av 1200°C under ytterligare 30 minuter gav alfa-aluminiumoxid.

Exempel 22 fFibrer framställdes såsom i exempel 20 men med användning av erforderlig mängd sampolymer A för att ge 5 vikt-% kiseldioxid i den färdiga brända fibern. Fibern brändes under tidsperioder ev 1-20 timmer vid 1ooo°c. Feeenelys visade ett efter zotimmer åvar fasen eta-aluminiumoxid med en synlig kristallitstorlek av 60 Ã. Ett prov av fibern fixerades i epoxiharts och jonstråle- tunnades med argonjoner för att ge ett ämne, lämpligt för trans- missionsval-mikroskopstudier (TVM-studier). Undersökning av mikro- strukturen med hjälp av TVM med förstoringar av upp till 200000 visade en jämn och likformig granulstruktur. Några tecken erhölls icke på närvaro av mer än en kristallin fas, icke heller fanns det något tecken på någon icke-homogen fördelning av kiseldioxid eller silikatpartiklar.

Ett prov av fibrer, brända under 20 timmar vid 1200°C, gav en övervägande delta-aluminiumoxid-fas vid röntgenanalys. Ett jonstråle-tunnat prov visade en granulär mikrostruktur, till sin form påminnande om den tidigare beskrivna, även om mörkfältsbil- der visade större kristallina områden av storleksordningen 500 Å i storlek. 73107674» 31 F Ytterligare röntgenstudier av prover utvisade att graden av kristallinitet hos delta-aluminiumoxid var högre än 25 vikt-% och att intensiteten hos bakgrundsspridning var i överensstämmelse med en amorf komponent av storleksordningen 25 vikt-%.

Exempel 23 Fibrer framställdes såsom beskrivits i exempel 20, men med tillräcklig kiseldioxidhalt från sampolymeren A för att ge 7 vikt-% Si02:Al2O3. Efter steget med bränning vid 900°C upphet- tades dessa fibrer på nytt under 3 minuter vid 1500°C i en rör- formad ugn. Transmissionsvalmikroskopi av ett jonstråle-tunnat prov vid en förstoring av 100.000 gånger utvisadë enkla kristall- fjäll, uppenbarligen fixerade i en glasartad matrix. Undersökning av ett prov av denna fiber med hjälp av röntgenanalys visade att fibern innehöll en dominerande theta-aluminiumoxid-fas och en mindre mullit-fas. Stereoscan-mikrofoton (Cambridge StereoscanS2A) av dessa fibrer vid en förstoring av 10.000 visade en synlig, slät och jämn fiberstruktur. - Ett annat prov av dessa fibrer, upphettat till 1600°C under 5 minuter, hade omvandlats till en övervägande alfa-aluminiumoxid- fas med en mindre mullit-fas. Transmissionsvalmikroskopi visade anisometriska enkla kristaller av alfa-aluminiumoxid med en dimen- sion av«v2000 Å och en andra dimension med en storlek av upp till 2 mikron. Z Ett ytterligare prov i form av ett fibertäcke upphettades vid 1400°C under 20 timmar. Dessa fibrer hade utvecklat en ytråhet då de betraktades i Stereoscan-apparaten vid en förstoring av _ 5000 gånger. Fibrer av ren aluminiumoxid från en liknande kompo- sition, men utan kiseldioxiden, gav då de upphettades på samma sätt täcken med lägre elasticitet och företedde vid stereoscan- undersökning ytkännetecken som motsvarade bildning av stora alfa- aluminiumoxid-kristaller, som i många fall korsade den synliga ytan.

Exempel 24 Fibrer, framställda såsom beskrivits i exempel 23, upphet- :enes i luft under 1 timme vid 12oo°c een visade sig därefter innehålla en övervägande delta-fas av aluminiumoxid utan några spår av mullit eller kiseldioxidfaser.

Som jämförelse kan nämnas, att ett prov av kommersiell alu- miniumoxid/kiseldioxid-katalysator analyserades och befanns ha i731f0767-4 32 íiknande sammansättning (3,8% Si, 42,2% Al). Harshaw-aluminium- oxid Al-1605P-L2621-35-31 visade sig ge en liten mängd kristo- V ballit och spår av mullit då den brändes under 1 timme vid 1200°C.

"Dessutom innehöll provet efter 5 minuter vid 1400°C en övervägan- de alfa-aluminiumoxid-fas tillsammans med theta-aluminiumoxid och mullit.

Exemgel 25 “ fëælfëseæssfësšëß Fibrer framställdes med utgång från 200 9 basisk aluminium- oxikloridslösning (Al:Cl-förhållande 1,7:1, 23% AIZO3) och 8,8 g kiseldioxidsol ("Ludoà" AM, 28,5% SiO2).

Lösningen inddnstades till en viskositet av 80 pois i en roterande vakuumindunstare och spanns i en centrifugalspinnmaskin vid 2500 r/m genom små periferiella hål för att ge fibrer med en medeldiameter av 10 mikron. Fibrerna torkades vid 80°C under 6 timmar, upphettades i ånga under 8 timmar vid 350°C och brän- des till 1000°C under 3/4 timme. Röntgenanalys visade att dessa fibrer innehöll eta- och chi-faserna av aluminiumoxid, men vid upphettning i en varmstegs-röntgendiffraktometer upp till 1200°C kunde, förutom övergångsaluminiumoxidfaser, mullit iakttagas från en temperatur av 1160°C. Fibrer, upphettade till 1200°C, var sva- ga i jämförelse med fibrer som bildats såsom beskrivits i exem- pel 22 och som upphettats på liknande sätt.

Claims (1)

1. 73107674» 33 Patentkrav _ l. Sätt att framställa en formad fast kropp av en intim blandning av en metalloxid och kiseldioxid, varvid en vätskefor- migikomposition omvandlas till en fast kropp, k ä n n e t e c k - n a t av att , ¿ l) en vätskeformig komposition bildas, som utgöres av en lösning i vatten eller en blandning av vatten och ett med vatten blandbart, organiskt lösningsmedel av A) en metallförening som kan sönderdelas eller bringas reagera för att bilda en metalloxid, B) en organisk kiselförening som är tillräckligt löslig i den vätskeformiga kompositionen för att ge en koncentration av minst 0,1 vikt-% av föreningen och som är hydrolytiskt stabil i den vätskeformiga kompositionen och i vilken kiselatomer är bund- rna till kolatomer antingen direkt eller via en syreatom, och C) valfritt en kiselfri organisk polymer i en mängd som är tillräcklig för att ge en vätskeformig komposition som har en viskositet av lägst 0,1 pois, varvid koncentrationen av den orga- niska kiselföreningen är minst 0,1 vikt-1 av den vätskeformiga kompositionen och koncentrationen av metallföreningen, uttryckt som ekvivalent metalloxid, är högre är koncentrationen av den or- ganiska kiselföreningen, uttryckt som kiseldioxid, 2) den vätskeformiga kompositionen formas för att bilda en prekursor för den önskade, formade fasta kroppen, t ex en fi- ber, film eller skumprodukt, 3) den formade kompositionen valfritt torkas helt eller delvis, 7 4) den formade kompositionen upphettas vid en temperatur av från 200°C till l000°C för omvandling av densamma till den for- made fasta kroppen och t5) om så önskas, den formade fasta kroppen upphettas ytterligare vid en temperatur av från l000°C till 200000 för transformering av kristallina former av de resulterande oxidfa- -serna eller för sintring av den formade fasta kroppen.i w§ '731m-D7"š?-h i 34 2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att viktförhållandet mellan metallförening, uttryckt som ekvivalent metalloxid, och kiselförening, uttryckt som kiseldioxid, upp- går till minst 85:15. 3. Sätt enligt krav l och/eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att metallen eller metallföreningen väljes bland alu- minium, järn, zirkonium, titan, beryllíum, krom, magnesium, to- rium, uran, yttrium, nickel, vanadin, magnesium, molybden, vol- fram och kobolt. g - ' u. satt enligt ett eller flera av krav 1-3, k a n n e - t e c k n a t av att metallföreningen är en metållhydroxid, -halia, -exihalia, Lkarbenat, -nitrat, -fosfat eller -eulfac. 5. Sätt enligt ett eller flera av krav l-3, k ä n n e - t e c k n a t av att metallföreningen är ett salt av en organisk syra. 6. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att saltet av en organisk syra är ett neutralt eller basiskt formiat, acetat, oxalat eller propionat. 7. Sätt enligt ett eller flera av krav 1-3, k ä n n e - t e c k n a t av att metallföreningen är alumíníumoxiklorid, ta- siskt aluminiumacetat, basiskt aluminiumformiat, zirkoniumoxi- klorid, basiskt zirkoniumacetat, basiskt zirkoniumnitrat eller basiskt zirkoniumformíat. 8. Sätt enligt ett eller flera av föregående krav, k ä n- n e t e c k n a t av att kiselföreningen innehåller en monomer eeller polymer silanol- eller silanolat-grupp och en vattensolubi- liserande, funktionell kolgrupp, 9. Sätt enligt ett eller flera av föregående krav, k ä n- n e t e c k n a t av att kiselföreningen innehåller en siloxan- grupp, bunden till en vattensolubiliserande funktionell kolgrupp. 10. Sätt enligt krav 8 eller 9, k äln n e t e c k n a t av att den funktionella kolgruppen är en amin. ll. Sätt enligt ett eller flera av föregående krav, k ä n- n e t e c k n a t av att kiselföreningen väljes bland vattenlös- liga polysiloxan/polyoxialkylen-sampolymerer. 12. sätt enligt krav 11, k a n n e c e e x n a t av-att polysiloxan- och polyoxialkylen-segmenten är bundna medelst Si-C- -bindningar. 13. Sätt enligt krav ll eller 12, k ä n nge t e c k 3 a t av att polysiloxan-segmentet i huvudsak är ett polymetylsiloxan- 73107674» 35 -segment. 14. Sätt enligt ett eller flera av krav ll-13, k ä n - n e t e c k n a t av att molekylvikten på polysiloxan-segmentet uppgår till 220 - 20 000. 15. Sätt enligt krav 14, k ä n n e t e c k n a t av att molekylvikten på polysiloxan-segmentet uppgår till 220 - 2 000. 16. Sätt enligt ett eller flera av krav ll-15, k ä n - n e t e c k n a t av att polyoxialkylen-segmentet innehåller oxietylengrupper. 17. Sätt enligt krav 16, k ä n n e t e c.k n a t av att förhållandet mellan kolatomer och syreatomer i oxialkylen- kedjan är mindre än 3:1. 18. Sätt enligt krav 16 eller 17, k ä n n e t e c k - n a t gav att polyoxialkylen-segmentet innehåller ytterligare oxipropylen-grupper och att oxietylengrupperna innehåller minst ca 50 vikt-Z av polyoxialkylen-segmentet. 19. Sätt enligt krav 15, samt ett eller flera av krav 14-18, i den mån dessa senare krav är anslutna till krav 13, k ä n n e t e c k n a t av att förhållandet mellan polysiloxan och polyoxíalkylen är mindre än 2,5:l. 20. Sätt enligt ett eller flera av föregående krav, k ä n-n e t e c k n a t av att kiselföreningen ger 5-65 vikt-% kiseldioxid vid sönderdelning. 21. Sätt enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att kiselföreningen ger 65-75 vikt-% kíseldioxid vid sönderdel- ning. 0 '22. Sätt enligt ett eller flera av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att den organiska polymeren är en rakkedjig, polyhydroxylerad polymer, polyvinylpolymer eller en polyetylenoxid. 23. Sätt enligt krav 22, k ä n n e t e c k n a t av att polymeren är polyvinylalkohol eller polyvinylpyrrolidon. 2H. Sätt enligt ett eller flera av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att det organiska lösningsmedlet är en alkohol. ' 25. Sätt enligt ett eller flera av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att den vätskeformiga kompositionen, efter formning och delvis eller fullständig torkning, utsattes för inverkan av ånga vid en temperatur av 250-50000. J .___ ._ , _” 73107674» i _56 26. Sätt enligt krav 25, k ä n n e t e c k n a t av att kompositionen utsättas för inverkan av ammoniak eller en flyktig amin före eller samtidigt med inverkan av ånga. 27. Sätt enligt ett eller flera av föregående krav, k ä n- n e t e c k n a t av att fibriseringen genomföras genom extrudering av den vätskeformiga kompositionen vid en viskositet av 100 - 1 000 pois genom ett spinnmunstycke för bildning av en kontinuerlig tråd. p 28. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-26, k ä n n e - t e c k n a t av att fibriseringen genomföres genom blâsning. 29. Sätt enligt krav 28, k ä n n e t e esk n a t av att den vätskeformiga kompositionen har en vískositetšav 0,1 - 100 pois. 30. sätt enÉLigt krav 28 eller 29, k ä n ri e t e e x n a t av att blåsníngen innefattar extrudering av den vätskeformiga kom- positionen genom en eller flera öppningar in i minst en gasström, som har en komponent med hög hastighet i rörelseriktningen för den extruderade kompositionen, varigenom den extruderade kompositionen drages nedåt. 7 31. Sätt enligt krav 30, k ä n n e t e c k n a t av att den vätskeformiga kompositionen extruderas in i två gasströmmar, som konvergerar vid eller i närheten av den plats, där kompositionen extruderas från öppningen. 32. Sätt enligt krav 30 eller 31, k ä n n e t e c k n a t av att gasen är luft. 33. Sätt enligt krav 32, k ä n n e t e c k n a t av att luften har en relativ fuktighet högre än 80 5. 34. Sätt enligt ett eller flera av kraven 28-33, k ä n n e- t e c k n apt av att fibrerna upphettas vid en temperatur av 500 - l200°C under en tid av l minut till l timme för åstadkommande av sönderdelning av kompositionen. ANFURDA PUBLIKATIONER: Sverige 178 499 (C03c 13/00), 309 031 (C018 13/14) Storbritannien 1 360 197 Tyskland 1 942 S99, 2 054 573