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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7五、發明説明（1 ) 本發明係關於二氧化矽之水性懸浮 水性二氧化矽懸浮液可用於多種領 製紙工業或混凝土工業。 對於這些多樣化的應用，較有利地 固成份。然而，此類懸浮液展現著非常 將產生泵入的困難，因而減低了工業利 而且，這些懸浮液易於沈降或膠凝 進而使彼等難以會输送或貯存。在輸送 貯存後，常常會確實地觀察到凝膠形成 沈積在呈流體但固成份很低的淤漿上。 可能使該二氧化矽懸浮，或是不再獲得 足以泵入並可用於工業上之淤漿。 所以，本發明之目標係提供高固成 良好時間安定性的水性二氧化矽懸浮液 因此，更特定而言，本發明之主題 矽之水性懸浮液，其特徵爲該懸浮液之 4 0%之間’黏度在5 0 s-1切削速率 10 _2 Pa. s ，而在每分鐘7500 達3 0分鐘後所獲得之存在於上層清液 大於5 0 %該懸浮液中之二氧化矽重量 該懸浮液之固成份較佳地係在15 其黏度在5 0 s-1切削速率下較有利地 1 0 -2 P a . S。 根據本發明之懸浮液非常安定，其 液。 域中，特別係用於 係使懸浮液具有高 高的黏度，而此舉 用的可能性。 而導致不安定性， 或大致上長時間的 ，或者有一硬層會 接著，經常就不再 一可展現黏度低到 份且展現低黏度及 〇 係一種沈澱二氧化 固成份係在1 0與 下係低於4 X 轉下離心該懸浮液 中的二氧化矽量係 〇 至3 5重量％，而 係低於2 X 安定性可藉由在 請 先 閲 讀 背 之 注 事· 項 填 本衣 頁 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -4 一 五、發明説明（ 7 5 0 評估。 矽量（ 物質獲 6 0 % 離 地係大 化矽重 根 氧化矽 事 度之缺 特別是 懸 0轉/ 在此離 其是在 得爲止 該懸浮 心後所 於7 0 量。 據本發 粒子之 實上， 點外， 注入多 浮物質 分鐘下離心 心終了時所 1 6 0 0C 下 之後所測量 液中之二氧 獲得之存在 %，更佳地 A7 B7 該懸浮液3 0分鐘之沈降試驗來 獲得之存在上層清液中的二氧化 乾燥此上層清液直到一定重量的 )，係大於50%，較佳地大於 化矽重量。 於上層清液中的二氧化矽量較佳 係大於9 0%該懸浮液中之二氧 明之懸浮液的另一特性係關於在懸浮液中二 粒子大小。 目前已知之 還有在懸浮 孔介質時會 的粒子大小 濃縮二氧化矽懸浮液除了有高黏 液內包含大尺寸附聚物的缺點， 變得較困難之缺點。 分佈可以中間直徑D5。來定義， 其係一以懸浮液中5 0 %的粒子群數有較小直徑之粒子直 請 先 閲 讀 背 面-之 注 事· 、項 η- 填I裝 頁 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 徑。 同樣地，D 95則表示 小直徑之粒子直徑。 該懸浮液另一特性係 例地愈高時則二氧化矽懸 細含量（也就是說比0 . ，此含量是無法由粒子大 懸浮液中9 5%的粒子群數有較 反附聚因子Fd。此因子若成比 浮液就愈可反附聚，其係一種精 1 還小之粒子含量）的表示 小分析器偵測出。 FD可藉將一粒子大小分析器放入一已被稀釋成二氧 化矽含量爲4重量％之已知體積V的懸浮液中來測量，同 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -5 - Α7 Β7 五、發明説明（3 ) 時Fd是等於（1 0 xvmj ) / (由粒子大小分析器所 偵測之光學濃度）之比》 存在於如本發明之懸浮液中的二氧化矽附聚物係小尺 寸的。 懸浮液中之附聚物的粒子大小分佈較佳地係彼等之中 間直徑D 5。爲小於5 M m，而反附聚因子F D則是大於3 m又。 直徑D 5。較有利地係小於2 e m，因子F D則爲大於 1 3mj，再者，直徑D95是小於2 0 。 根據本發明之懸浮液較佳地包括一源於沈澱反應之濾 餅（下文將稱之爲 >沈澱餅'），若需要的話，可將之清 洗，然後再粉碎。 根據本發明之具體實施例，此粉碎過程尤其特別地係 藉由化學途徑來進行，結果，該懸浮液包含有可使A5/ S i 02重量比在1000至3300ppm之量的鋁。 該懸浮液可藉由下文所述之各種方法（這些方法同時 也是本發明之主題）而製備。 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 ---— 身— (請先閲讀背贫之注意•事項系填寫本頁) 二氧化矽合成之進行可藉使用鹼金屬矽酸鹽S i 02 /ηΜ2ο (η是矽酸鹽之莫耳比）及酸化劑之沈澱反應 (Α)。接著，在階段（Β)中，分離沈澱餅與反應混合 物；然後，在階段（C )中再將此沈澱餅轉化成具有上述 特性之懸浮液。 任何普通形式之矽酸鹽都可使用做爲沈澱反應之矽酸 鹽，例如偏矽酸鹽，焦矽酸鹽，及較佳地係具有鹼金屬Μ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -6 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 一 —__B7___五、發明説明（4 ) 且其中Μ爲鈉或鉀之矽酸鹽。 在使用矽酸鈉的情況中，較有利地是S i 02/ Na2〇莫耳比在2與4之間，更佳地在3. 0與3. 7 之間。 酸化劑及矽酸鹽之選擇係以本身已知之方式進行。須 明瞭的是，一般所用之酸化劑係一強無機酸如硫酸，磷酸 ’硝酸或氫氯酸，或是有機酸如醋酸，甲酸或碳酸。 通常，較佳地係使用硫酸做爲酸化劑，而以矽酸鈉做 爲矽酸鹽。 在本發明之第一個具體實施例中，沈澱反應（A)係 以下列方式進行： (i )使最初之基本原料形成，其包括將鹸金靥（M )矽酸鹽總量之一部份導入反應中；在該基本原料中以 S i 02表示之矽酸鹽濃度應低於2 0克/升， (i i )將酸化劑加入於該最初基本原料中，直到至 少5%存在於該最初基本原料中之M20量被中和爲止， (i i i )將酸化劑加入於反應混合物中，同時也加 入剩餘量之鹼金靥矽酸鹽，以使該比（所加入之二氧化矽 量/最初基本原料中的二氧化矽量）在1 0與1 0 0之間 。此後者之比係稱之爲凝固化。 因此，可發現到，在最初基本原料中以S i 02表示 之矽酸鹽濃度若非常低，而且在同時添加階段有適當的凝 固比時，則可組成重要的條件以賦與該所得之產物有顯著 的特性。 請 先 閲 背 面-之 注 意· 事 再 旁 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7 B7 五、發明説明（5 ) 在此具體實施例中，較佳地係以如下方式進行操作： 首先，先形成一含有矽酸鹽之基本原料。在此最初基 本原料中之矽酸鹽量較佳地係僅爲欲加入反應之矽酸鹽總 量的一部份。 根據如本發明之製備方法中的基本特性，在最初基本 原料中之矽酸鹽濃度應低於每升2 0克S i 02。此濃度 較佳地係不大於1 1克/升，可行的是不大於8克/升。 強制在最初基本原料中之矽酸鹽濃度上的條件可決定 所得之二氧化矽的特性。 最初基本原料可包括電解質。縱使如此，較佳地，在 如本發明之製備方法期間是不使用電解質：特定言之，最 初基本原料較佳地並沒有包括任何電解質。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本文中電解質一詞係使用普通可接受的意義，也就是 說其意謂著任何在溶液時會分解或解離以形成離子或荷電 粒子之離子性或分子物質》可提及做爲電解質者有來自驗 金屬及鹼土金屬族群之鹽類，特別是原先矽酸鹽中之金屬 與酸化劑之鹽類，舉例之，在矽酸鈉與硫酸之反應例子中 係爲硫酸納。 第二階段係將酸化劑加入於上述基本進料組合物中。 因此，在此第二階段中，係將酸化劑加入於該最初基 本原料中，直至至少5%，較佳地至少5 0%存在於該最 初基本原料中之M20量被中和爲止。 在此第二階段中，較佳地係將酸化劑加入於該最初基 本原料中直到5 0至9 9 %存在於該最初基本原料中之 本紙張尺度適用中國國家標準（cns ) A4規格（2丨οχ297公釐） -8 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) m2o量被中和爲止。 此酸化劑可被稀釋或濃縮；其當量可在0. 4至36 N，例如在〇 . 6與1 . 5 N之間。 特定言之，在酸化劑係爲硫酸的情況下，其濃度較佳 地係在40與1 80克/升之間，例如在60與1 30克 /升之間。 一旦所需之中和M20的量達到時，即進行酸化劑及 多量鹸金屬（M)矽酸鹽的同時添加（階段（i i i)) ，以使凝固比，亦即（所加入之二氧化矽量）/ (最初基 本原料中之二氧化矽量）之比在1 0與1 0 0之間，較佳 地係在1 2與5 0之間，更佳地1 3與40之間。 在整個階段（i i i )期間，可加入之酸化劑的量較 佳地係爲，可使所加入之M2〇量有8 0至9 9%，例如 8 5至9 7%被中和。 階段（i i i)期間所用之酸化劑可經稀釋或濃縮； 其當量可爲0. 4至36N，例如〇. 6至1. 5N。 特定言之，在酸化劑係硫酸的例子中，其濃度較佳地 係在40與1 80克/升之間，例如60與1 30克/升 之間。 一般而言，階段（i i i )期間所加入之鹼金屬矽酸 鹽爲濃縮物，以二氧化矽表示時係在4 0至3 3 0克/升 ，舉例之，60至250克/升。 當全部剩餘量之矽酸鹽已加入時實際的沈澱反應就完 成。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------„--裝------訂------線--1 (請先閲讀背仏之注^-事項^填寫本頁)_^ B7 五、發明説明（7 ) 較有利地係使反應混合物成熟，尤其是在上文提及之 同時添加後，舉例之此成熟過程可行地是持續1至6 0分 鐘，更佳地5至30分鐘。 最終，在隨後之階段裡，即沈澱後，特別是在視需要 之成熟前，較令人滿意的是將一額外量的酸化劑加入於反 應混合物中。此一添加通常是進行到反應混合物的p Η值 在3與6. 5之間，較佳地4與5. 5之間爲止。此舉特 別使欲中和在階段（i i i )期間所加入之全部Μ20量 變得可行。 此添加期間所用之酸化劑一般係與如本發明製備方法 之階段（i i i )期間所用者相同。 反應混合物的溫度通常係在6 0與9 8 °C之間。 階段（i i )期間，酸化劑之添加較佳地係加入於溫 度在6 0至9 6 °C的最初基本原料內。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 根據本發明之替代形式，反應係在7 5至9 6 °C之間 的定溫下進行。根據本發明之另一替代形式，反應終了時 之溫度係高於反應開始之溫度：因此，反應最初之溫度較 佳地係維持在7 0與9 6 °C之間，然後在反應期間將溫度 增高達數分鐘，較佳地係高至8 0至9 8 °C，維持此溫度 直到反應結束。 在剛描述之操作結束時，即可獲得二氧化矽淤漿，接 著再將之分離（液體-固體分離）。 根據本發明之另一具體實施例，在替代形式中，沈澱 (A )係以下列方法進行： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10 - A7 B7 五、發明説明（8 ) (i )形成一最初基本原料，其包括將至少一部份的 鹼金屬（M)矽酸鹽總量導入反應及電解質中，在該最初 容器進料中以S i 0 2表示之矽酸鹽濃度應低於1 〇 〇克 /升，而在該最初基本進料中之電解質濃度低於1 7克/ 升； (i i )將酸化劑加入於該基本原料中直到獲得一 p Η值至少約7之反應混合物爲止； (i i i )將酸化劑加入於反應混合物中，若適當的 話，並同時將剩餘量之矽酸鹽加入。 因此，頃發現到，在最初基本原料中之低矽酸鹽及電 解質濃度可組成重要的條件以賦與該所得之產物有顯著的 特性。 在此具體實施例中，較佳地係以下列方法進行操作： 首先，先形成一含有矽酸鹽及電解質之基本原料。在 基本原料中之矽酸鹽量可等於應加入反應之總量，或者可 僅僅是此總量的一部份。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 特別地，所用之電解質係一來自鹼金屬及鹼土金屬鹽 類之鹽，較佳地係爲最初矽酸鹽之金靥與酸化劑的鹽，舉 例之，若在矽酸鈉與硫酸之反應例子中可爲硫酸鈉。 根據如本發明之製備方法的基本特性，最初基本原料 中之電解質濃度應低於1 7克/升，較佳地低於1 4克/ 升。 根據該方法之另一基本特性，在最初基本原料中以 S i 02表示之矽酸鹽濃度應低於每升1 〇 〇克S i 〇2。 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210'X297公釐） 11 A 7 B7 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 五、發明説明（9 ) 此濃度較佳地係低於8 0克/升，更佳地低於7 0克/升 。特定言之，當中和用之酸有較高濃度時，特別是高於 7 0%，較適當的是令其與具有S i 〇2濃度低於8 0克 /升之矽酸鹽最初基本原料作用》 第二階段則係將酸化劑加入於上述之基本原料組合物 中〇 此一可使反應混合物之p Η降低的添加將進行到p Η 值在至少約7，通常在7與8之間，爲止。 一旦達到此值，同時係在最初基本原料僅含有應加入 之矽酸鹽總量的一部份之情況下，較有利地是同時加入酸 化劑及剩餘量之矽酸鹽。 當所有剩餘量之矽酸鹽已加入後，實際之沈澱反應也 就完成。 在沈澱作用結束時，特別係在上文提及之同時添加之 後，較佳地係使反應混合物成熟，舉例之，此成熟過程可 行地是持續5分鐘至1小時。 在所有情況中（也就是說加上最初基本原料僅僅含有 應加入之矽酸鹽總量的一部份之情況），待沈澱作用後， 也可行的是，在視需要之隨後步驟中將一額外量之酸化劑 加入於反應混合物中。通常，此一添加係進行到ρ Η值在 3至6· 5，較佳地4至6. 5爲止。 反應混合物之溫度一般都是在7 0與9 8 °C之間。 根據本發明之替代形式，反應係在8 0與9 5 °C之間 的定溫下進行。根據本發明之另一替代形式，反應終了時 (請先閲讀背面之注意事項為填寫本頁) .裝· 、-·β 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 12 - 經濟部中央標準扃員工消費合作社印製 S98567五、發明説明（10) 之溫度應高於反應開始時 地係維持在7 0至9 5 °C ，較佳地係高於8 0至9 結束爲止。 在剛說明之操作結束 A7 B7 本方法之 之一個或另一 知之方 濾器過 固成份 用 鹼金屬 下，具 (B ) 以 1 7與 份稍微 待 成份至 此 燥） 特 在 化矽粉 法進行 濾或以 係在1 水清洗 鹽。舉 有N a 結束時 壓濾機 3 0 % 低些之 沈澱餅 1 0至 增稠係 定而言 部份該 該餅以 末也是 階段（B ) 個所獲得之 ，特別是以 離心進行。 0 與 4 0 % 該分離出之 例說明之， 2 S 0 4含量 離析出。 所獲得之餅 之間。然而 餅，例如1 分離出之後 4 0 %的所 將足量的二 ，二氧化矽 欲加濃之餅 有機溶劑清 可行的。此 之溫度，反應開始時之溫度較佳 之間，然後使溫度增高達數分鐘 8 °C之間，維持此溫度直到反應 時，即可獲得二氧化矽淤漿。 係爲將沈澱餅與根據操作方法中 此淤漿分離。此分離是以任何已 帶式濾器，壓濾機，旋轉式真空 然後，收集二氧化矽餅，其中該 之間。 餅以除去沈澱反應期間所形成之 在沈澱含有矽酸鈉及硫酸之情況 低於1. 5重量％之餅可在階段 有相當高的固成份，例如，在 ，若以真空過濾則可能獲得固成 0 至 1 5 %。 ，可進行餅之增稠以便增加其固 需值。 氧化矽粉末加入於該餅內。 粉末可藉由乾燥（尤其是噴霧乾 而獲得。 洗後藉由慣用之乾燥以獲得二氧 一乾燥過程將在下文中詳細說明 請 先 閲 讀 背 面- 之 注 意· 填 %焚 本衣 頁 訂 線 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 13 五、發明説明（ 11 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 此 於1 5 (C ) 接 情況所 將 行。舉 器內操 機形式 音波（ 功率超 爲 行化學 關 ，進而 另 尤其是 在6與 3 3 0 在 ，爲了 驟， 增稠特 % )之 結束時 下來， 獲得且 餅轉化 例之， 作，或 之研磨 超音作 音探棒 了減少 粉碎。 於此一 別地可 餅富含 獲致一 階段（ 固成份 成較不 在用水 者可藉 機中以 用）。 來進行 增塑該 使過濾後具有相當低固成份（例如低 二氧化矽變得可行，如此即可在階段 濃得足可用於所要之應用的懸浮液。 C )係施加在一視需要增稠後，根據 在1 0及4 0%之間的沈澱餅上。 黏稠之懸浮液可藉由機械式粉碎來進 稀釋期間此粉碎可在一粉碎機/摻合 由將餅通過一膠體研磨機或球狀研磨 濕式研磨來進行，或者使該餅承受超 反附聚作用較佳地係在超音下藉由高 〇 餅時所需之機械能，可行地係同時進 目的，較有利地係使該二氧化矽懸浮液酸化 使其P Η低於4。任何之酸都可用於此一目的上。 一有利益的可能性係同時將一酸加入該懸浮液中， 鋁化合物如鋁酸鈉，以使懸浮液之Ρ Η維持 ，而Αί/S i 02重量比在1 0 0 0至 硫酸與 7之間 0 p P 本方法 增加此 在視需 m ° 的另一替代形式中，在化學粉碎階段結束時 二氧化矽懸浮液之固成份，可行的是： 要之水洗後，進行第二次過濾（或離心）步 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 請閲 讀背 面- 之 注意. 事項、再· 裝 訂 -t Λ - 14 五、發明説明（ 12 A7 B7 逐出一部份的水（例如藉由加熱懸浮液而蒸發掉） ，在懸浮液濃縮階段終 後的再均化。 可行的是將硫酸及鋁酸 就是說在階段（A )( 前所獲得者）中》 轉化成懸浮液的轉化方 乾燥該洗過之餅以獲致 粉末懸浮於水中，如此 4 0 %之間。 展現在高固成份時低黏 胼微孔中之水被置換掉 溶劑，特別是乙醇及乙 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 在此兩個情況中，也可行的是 了時藉由機械粉碎使懸浮液進行最 在本方法的另一替代形式中， 鈉加入於沈澱中所獲得之淤漿（也 i i i)之後及過濾操作（B)之 本發明同時也提出另一個將餅 法（C )，藉此： (i )以有機溶劑清洗該餅， 二氧化矽粉末，然後 (i i )將多量的該二氧化矽 最終之懸浮液的固成份係在10與 依此方法所獲得之懸浮液也可 度及高安定性的相同特性。 以有機溶劑清洗可使存在於該 。供此目的用之溶劑較佳地係極性 醚，也可使用成混合物。 特定而言，可行的是進行： —用乙醇做第一次清洗 一用5 0/5 0乙醇/乙醚混合物做第二次清洗 -用乙醚做第三次清洗。 請 先 閱 S 背 面. 之 注 意-事 項 、再 填I裝 頁 訂 線 舉例之，依此清洗，該餅即可 得約6 - 8%之游離態水含量，此 在空氣中被乾燥，並獲 舉相當比得上以噴霧乾 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） -15 - 五、發明説明（13) 燥所獲得者。 目前的乾燥形式可防止因乾燥期間毛細力作用所致之 孔隙性瓦解。 依此即可獲得一具有孔隙度（由汞孔率計測得）非常 優於由噴霧技巧所獲得者，且有著些微附聚的粉末。 當此粉末以懸浮液之固成份應在1 0至4 0%的量再 懸浮於水中時，就可產生比那些藉再懸浮由噴霧乾燥所慣 常獲得之粉末而製得者較不黏稠的懸浮液，同時其黏度特 性及粒子大小也與那些上述者相同。 根據本發明之濃縮二氧化矽懸浮液展現了改良之流變 性及粒子大小特性，並可使用在所有不需要透明性或半透 明性之二氧化矽溶膠的應用上。 在此一方面，本發明之另一主題係關於該懸浮液在如 下之多樣化應用中做爲二氧化矽溶膠之代用品的用途： _防腐塗料， -混凝土，該二氧化矽懸浮液特別能加速混凝土之凝 固及/或增進機械特性； 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 一紙，其中該等懸浮液可使用做爲填充劑或者做爲細 填充劑及纖維之阻滯劑； 一供紙，卡紙板及建築工業用之無機黏著劑。 本發明將以下列實施例解說。 在下列實施例中，二氧化矽懸浮液之粒子大小特性係 藉助於L I LAS粒子大小分析器在該等懸浮液上進行粒 子大小測量而測得。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規210X297公釐） — —16 _ A7 B7 208567 五、發明説明（14 ) 操作方法如 藉由添加去 %二氧化矽之水 之均化。 將已知體積 小分析器之槽內 計算出此比 以粒子大小分析 精細含量。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 下所示： 離子水來稀釋懸浮液，直到獲得一含有4 性懸浮液爲止，然後以磁力攪拌2分鐘使 (以毫升表示）之均化懸浮液放入粒子大 ，再進行粒子大小測量以便測得D 5。。 例（1 Ox加入之懸浮液體積mj) / ( 器偵測之懸浮液的光學密度），此乃表示 加入多量的懸浮液，如此才可使獲致一接 度變得可行。 例中同時也測量二氧化矽粉末之粒子大小 如下列： 由噴霧乾燥該懸浮液而獲得之二氧化矽， (h = 6公分而直徑=4公分）內，再經 使補足成5 0克。依此可產生一含有4% 懸浮液，再以磁力攪拌2分鐘使之均化。 使該懸浮液反附聚。 量供大量反附聚用之二氧化矽的合適性（ 至數十個微米般粉碎）。以相同方法測量 上述比例亦以同方法測量，接著是超音反 請 先 閱 背 面， 之 注 意· 事 項 填 馬 焚 本衣 頁 訂 原則上，係 近2 0之光學密 在這些實施 特性。操作方法 稱重2克藉 並放入一平板瓶 由添加去離子水 二氧化矽之水性 然後，利用超音 依此即可測 使物體從0 . 1 中間直徑D 5。， 附聚因子F d。 藉助於一裝備著1 9-公釐直徑之探棒的VIBRACELL BIOBLOCK ( 6 0 0W)聲電功率轉送器來進行超音反附聚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） 17 - A7 ____B7 五、發明説明（15) 作用，其乃如下所列： 請 先 閱 讀 背 面_ 之 注 意. 事 4 再· 填 本衣 頁 將探棒浸入長及4公分，調整輸出功率使獲得功率指 標針指示在2 0%的置換作用（此乃相當於有1 2 0 wa t t/cm2之能量可藉由探棒管尖散逸）。 粒子大小測量乃如上述進行，但係以S Υ Μ P A T C E雷射散 射型粒子大小分析器爲之。 實施例1 進行下列之沈澱反應： 將1 0升之5克/升濃度的矽酸鈉溶液（S i 〇2/ Na20莫耳比=3. 4)加入於一裝配有混合式螺旋槳 訂 (旋轉速率=3 5 0轉/分鐘）及溫度控制系統之3 0升 反應器內》 加熱此矽酸鈉溶液至控制在8 5 °C之溫度。然後，邊 攪拌地以0· 077升/分鐘之流速加入濃度爲80克/ 升之硫酸溶液達3分鐘19秒之久：而此基本原料的中和 比爲8 5 % » 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 接下來，在酸之流速及濃度各爲0. 〇77升/分鐘 及80克/升，而矽酸鹽之流速及濃度各爲〇.1〇7升 /分鐘及1 3 0克/升的情況下，同時添加入酸及矽酸鈉 達7 0分鐘。瞬間中和比是8 7%，而凝固比（同時添加 期間所加入之二氧化矽質量/基本原料中之二氧化矽質量 )爲 1 9 . 5 % 接著，停止矽酸鹽之添加，而酸之添加則持續1 0分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -18 - 五、發明説明（16) 鐘以使最後之PH達到4。 然後，在真空濾器中過濾淤漿’用1 〇升水清洗之， 以便獲得導電率（在5 %固成份下測量）低於 1000VS之餅。該依此獲得之餅，C1，具有13% 之固成份（乾燥之萃取物）。 使一部份之餅噴霧乾燥。該依此獲得之二氧化矽S 1 具有下列特性： —由BET方法測得之比表面積：230m2/g ; -在應用超音（SYMPATEC粒子大小分析器）後粒子大 小特性： D 5 〇 = 0 . 8 以 m F D= 2 0 接著，藉用二氧化矽S 1使餅C 1增稠以製備富含二 氧化矽之餅。 將17 5克二氧化矽S1加入於2公升之餅C1 ( 13%固成份）中，藉助於1111^3 1'111^\1〇了50設備來 均化，如此即可獲得固成份爲2 0%之餅。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 藉由使用裝配有9公釐直徑之探棒的VIBRACELL BI0BL0CK( 6 0 0 W)聲電功率轉送器進行該餅之反附聚 作用。 將2 5 0毫升餅加入於4 0 0毫升燒杯中，再如下列 進行反附聚作用： 將探棒浸入長及4公分，調整輸出功率使獲致功率指 標針表示4 0%之置換作用（其相當於有2 4 Owa t t 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（17) /cm2之能量藉由探棒管尖散逸）。此反附聚將進行4 分鐘。 反附聚結束後，即可獲得一懸浮液，其特徵爲 一固成份2 0% (乾燥萃取物）

—在低切削速率（5 0 S-1)下之黏度低於2 X 1 0 -2 P a . s —粒子大小特性（Cl LAS粒子大小分析器） D 5〇 = 1 β m F D= 3 0 約1 0天後，可觀察到溶膠之黏度從2 x 1 0 增至 2 X 1 〇 -1 P a . s。此現象是可逆的，事實上，此2x 1 0 -1 P a . s之懸浮液若施加超音應用達4分鐘還是可 再次獲得2xl〇-2Pa. s的黏度。在離心下讓此懸浮 液接受沈降試驗。 在7 5 0 0轉/分鐘下離心4 0克懸浮液達3 0分鐘 (係從旋轉速度達到之時才算起，而將離心帶至不變的狀 況需約1 0鐘）。 接下來，收集離心後之上層清液，並在1 6 0°C下乾 燥約2小時（直到獲得一定重量的物質爲止）。 此上層清液之固成份係6.16克’此乃表示有77 %的二氧化矽重量存在於該含有2 0%二氧化矽之4 0克 懸浮液中。 比較件眚施例1 本紙張尺度適用中國國家標準（cns ) A4規格（2丨0'〆297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9

T -20 - A7 B7 五、發明説明（18) 將4公斤由Rhone-Poulenc Chimie公司經銷之商標名 爲Zeusil 175MP之二氧化矽所製備的餅放入CELLIER粉碎 機摻合器內，該餅係由壓濾方式獲得，其特徵爲固成份 2 2%，而硫酸鈉含量1%。加熱此胼至6 0°C，並於反 絮凝期間以80克/升濃度同時加入12. 6毫升鋁酸鈉 溶液（含有2%氧化鋁及18%氧化鈉）及7. 15毫升 硫酸，以便維持pH在6. 5。

Aj^/S i 02 比約 2500ppm。 讓成熟過程進行2 0分鐘，同時持續機械機反絮凝。 所得之懸浮液的特徵爲： 請 先 閲 % 背 面. 之 注 意- 事 項 、畀 填 窝 本 頁 裝 在5 0

之切削速率下黏度爲6 X

P 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 —D5。（在超音應用後測量）爲1 〇 /zm。 約一週後可觀察到懸浮液之分離。 離心下之沈降試驗可測出，上層清液含有等於6 %懸 浮液中二氧化矽重量的二氧化矽量。 實施例2 進行下列之沈澱反應： 將1 0升之5克/升濃度的矽酸鈉溶液（S i 02/ Na2〇莫耳比=3. 4)加入於一裝配有混合式螺旋槳 (旋轉速率=3 5 0轉/分鐘）及溫度控制系統之3 0升 反反應器內。 加熱此矽酸鈉溶液至控制在8 5 °C之溫度。然後，邊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -21 Α7 Β7 7 3升/分鐘之流速加入濃度爲8 0克/ 3分鐘2 9秒之久：而此基本原料的中和 酸之流速及濃度各爲0. 073升/分鐘 而矽酸鹽之流速及濃度各爲0.107升 克/升的情況下，同時添加入酸及矽酸鈉 間中和比是8 7 %，而凝固比（同時添加 氧化矽質量/基本原料中之二氧化矽質量 矽酸鹽之添加，而酸之添加則持續至最後 空濾器中過濾淤漿並清洗之，以使硫酸鈉 。所獲得之餅C 2，具有1 3%之固成份 藉由機械式粉碎在Cellier粉碎機摻合器中使5 k g 此餅C 2均化，然後在攪拌槽中加熱至6 0°C溫度。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（19 ) 攪拌地以0 . 0 升之硫酸溶液達 比爲8 5 %。 接下來，在 及8 0克/升， /分鐘及1 3 0 達7 0分鐘。瞬 期間所加入之二 )爲 1 9 5 % 接著，停止 之P Η達到4。 然後，在真 含量值低於1 % 請 先 閱 讀 背 面-之 注 意. 事 '項 填 % 焚 本衣 頁 訂 然後將9.2毫升其濃度人$2〇3爲2 2%且 Na20爲18. 3%之鋁酸鈉溶液（d = l. 505) 及5. 2毫濃度在8 0克/升之硫酸溶液（d = 1 0 5 0 )同時加入，以控制p Η值在6 . 3。 Α 芡 / S i 02比約爲 2 5 0 0 p pm。 邊攪拌地進行成熟2 0分鐘，然後如實施例1般，以 2 5 0毫升部份使該懸浮液接受超音粉碎達1 5分鐘。 粉碎結束時，進行第二次的真空過濾，此舉可使該餅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22 - 五、發明説明（20) 之固成份爲21%。 接著’在CELL IER接合器中以機械式粉碎該餅，然後 在實例1條件下利用超音粉碎。 所得之懸浮液的特性如下，並且隨時都呈安定性： —固成份：2 1 %

—在5 0 S-1之切削速率下黏度爲：1 . 3 X 1 0 -2 P a . s 一上層清液中回收之二氧化矽量（離心下之沈降試驗 ):7 7 %。 實施例3 以類似實施例2之條件製備二氧化矽懸浮液，但過程 中之修正乃如下列： 基本原料之製備係以相同方法藉將流速在0 . 0 7 8 升/分鐘之硫酸加入而進行，以便獲致9 0%之中和比。 在同時添加入矽酸鹽及酸期間，硫酸之流速也是 0. 078升/分鐘，此添加將持續60分鐘，如此，瞬 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 間中和比可爲93%，而凝固比是16. 6%。 藉由真空過濾來分離出餅C 3，其固成份是1 3%， 而硫酸鈉含量則低於1 %。 在CELL IER粉碎機摻合器中以機械式粉碎來均化5公 斤此餅C 3，然後在攪拌槽內加溫至6 0°C。 接著，將1 1毫升其濃度Aj?203爲2 2%且 Na2〇爲爲18. 3%之鋁酸鈉溶液（d = l. 5 0 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（21) )及6. 2毫升濃度在80克/升之硫酸溶液同時加入， 以便控制P Η值在6 . 3。 該 Aj?/S i 〇2比約 3 0 〇 〇 p pm。 邊攪拌地進行成熟2 0分鐘，然後，如實施例1般以 2 5 0毫升部份使該懸浮液接受超音粉碎達1 5分鐘。 粉碎結束時，進行第二次的真空過濾，此舉可使該餅 的固成份爲17. 9%。 接著’在CELL IER接合器中以機械式粉碎該餅，然後 在實施例1條件下利用超音粉碎。 所得之懸浮液的特性如下，並且隨時都呈安定性： —固成份：1 7 . 9 % —在50s-1之切削速率下黏度爲：0. 6x 1 〇 _ 2 P a : s -上層清液中回收之二氧化矽量（離心下之沈降試驗 ):9 8 %。 眚施例4 以類似實施例3之條件製備二氧化矽懸浮液，但卻有 下列之差異： 基本原料之製備係以相同方法藉將流速在〇. 〇76 升/分鐘之硫酸加入達3分鐘3 0秒進行，以便獲致8 9 %之中和比。 在同時添加入矽酸鹽及酸期間，硫酸之流速也是 0. 076升/分鐘，此添加將持續6〇分鐘，如此，瞬 (請先閲讀背面之注意事項j填寫本頁) .裝· 、?! -線--Γ. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -24 - 五、發明説明（22) 間中和比可爲93%，而凝固比是16. 藉由真空過濾來分離出餅C 4 ’其固成份是1 3%， 而硫酸鈉含量則低於1 %。 在CELLIER粉碎機摻合器中以機械式粉碎來均化5公 斤此餅C4，然後在攪拌內加溫至6 0°C。 接著，將1 1毫升其濃度Aj?2〇3爲2 2%且 Na20爲18. 3%之鋁酸鈉溶液（d = l. 5 0 5 ) 及6. 2毫升濃度在80克/升之硫酸溶液同時加入，以 便控制pH值在6. 3。 該 A^/S i 02比約 3000ppm。 邊攪拌地進行成熟達2 0分鐘，然後，如實施例1般 以2 5 0毫升部份使該懸浮液接受超音粉碎達1 5分鐘》 粉碎結束時，進行第二次的真空過濾，此舉可使該餅 的固成份爲21. 7%» 接著，在CELLIER摻合器中以機械式粉碎該餅，然後 在實例1條件下利用超音粉碎。 所得之懸浮液的特性如下： 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 —固成份：21. 7%

一在5 0 s-1之切削速率下黏度爲：1 . 8 X 1 0 -2 P a . S -上層清液中回收之二氧化矽量（離心下之沈降試驗 ):9 4 % 。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS > A4規格（210X297公釐） -25 -

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 々、平寶專利範圍 附件A :第8 4 1 0 7 2 1 2號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 ----------^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國8 5年4月修正 1 . 一種沈澱二氧化矽之水性懸浮液，其特徴爲：該 懸浮液之固成份係在10與4 0重量％之間，黏度在5 0 s -1之切削速率下係低於4 X 1 0 _2P a · s，而在每分 鐘7 5 0 0轉下離心該懸浮液達3 Q分鐘後所得之存在於 上層清液中的二氧化矽量係大於5 0 %該懸浮液中之二氧 化矽重量。 2 .如申請專利範圍第1項之懸浮液，其特徵爲彼之 固成份係在1 5與3 5重量％之間。 3.如申請專利範圍第1或2項之懸浮液，其特徵爲 彼之黏度在5 0 s · 1之切削速率下係低於2 X 1 0 — 2 P a .s 0 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印装 4 .如申請專利範圍第1項之懸浮液，其特徵爲在每 分鐘7 5 0 0轉下離心該懸浮液達3 0分鐘後所獲得之存 在於上層清液中的二氧化矽量係大於6 0 %，較佳地大於 7 0 %該懸浮液中之二氧化矽重量。 5. 如申請專利範園第1項之懸浮液，其特徴爲在每 分鐘7 5 0 〇轉下離心該懸浮液達3 0分鐘後所獲得之存 在於上餍清液中的二氧化矽置係大於9 0 %該懸浮液中之 二氧化矽重置。 6. 如申請專利範圍第1項之懸浮液，其特黴爲懸浮 本纸張尺度逋用中國B家標準（CNS ) A4规格（21〇χ297公釐）

   娌濟部中央揉率局ί消费合作社印製 π、申請專利範圍 液中附聚物之粒子大小分佈係爲彼等之中間直徑D 5〇小於 5 ，而反附聚因子係大於3mi?。 7. 如申請專利範圍第1項之懸浮液，彼包含一源自 於二氧化矽沈澱反應之濾餅，並再將之粉碎。 8. 如申請專利範困第1項之懸浮液，彼包括其量可 使i 〇2重量比在1 0 〇 〇與3 3 0 0 ppm之 間的鋁。 9. 一種供製備如申請專利範圍第1項之懸浮液的方 法，其包括： (A) 藉使一酸化劑在鹸金屬（M)矽酸鹽上作用的 v 二氧化矽沈澱反應，其中 (i )形成一最初基本原料，其包括將鹼金屬矽酸趣 總置的一部份導入反應中，在該基本原料中以S i 〇2表 示之矽酸鹽澳度應低於2 0克/升， (i i)將酸化劑加入於該最初基本原料中直到至少 5 %存在於該最初容器原料中之M2〇量被中和爲止， (i i i )將酸化劑加入於反應混合物中，同時地也 將剩餘量之鹸金靥矽酸鹽加入，以使該比（加入之二氧化 矽S) /最初基本原料之中二氧化矽量）在1 0與1 0 0 之間： (B) 將固成份在10與4 0%之間的沈澱餅從反應 混合物中沈澱出： (C) 使該胼反附聚以獏得具低黏度之懸浮液。 10. —種供製備如申請專利範圍第1項之懸浮液的 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---------^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、va A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局負工消费合作社印装 六、 _請專利範圍 1 I 方 法， 其 包 括 1 1 ( A ) 藉 使 — 酸 化 劑 在 鹸 金 屬 (Μ ) 矽 酸 鹽 上 作 用 的 1 1 二 氧化 矽 沈 澱 反 應 J 其 中 1 請 1 I ( 1 ) 形 成 — 最 初 基 本 原 料 9 其包 括 將 鹼 金 屬 矽 酸 鹽 k. 閲 1 I 讀 1 總 量的 至 少 一 部 份 導 入 反 ntg 應 及 電 解 質中 ， 在 該 最 初 基 本 原 背 面 1 1 之 1 料 中以 S * 0 2表示之矽酸鹽濃度應低於1 C C 丨克/升， 注 意 1 | 而 在該 最 初 容 器 原 料 中 之 電 解 質 應 低於 1 7 克 / 升 » 寧 項 再 1 1 1 ( • 1 1 ) 將 酸 化 劑 加 入 於 該 基 本原 料 中 直 到 反 njas 應 混 合 寫 本 K 物 的P Η 値 在 至 少 約 7 爲 止 « 1 頁 1 1 ( i 1 i ) 將 酸 化 劑 及 若 適 當的 話 9 連 同 剩 餘 量 之 1 1 矽 酸鹽 同 時 加 入 於 反 應 混 合 物 中 ： 1 1 ( B ) 將 固 成 份 在 1 0 與 4 0 %之 間 的 沈 澱 餅 從 反 應 訂 | 混 合物 中 沈 澱 出 1 I ( C ) 使 該 餅 反 附 聚 以 獲 得 具 低黏 度 之 懸 浮 液 0 1 1 1 1 1 如 丰 請 專 利 範 圍 第 9 或 1 0 項 之 方 法 其 中 9 1 1 1 在 階段 ( B ) 後 9 可 將 多 量 的 二 氧 化矽 粉 末 將 入 於 該 沈 激 餅 中， 以 使 該 富 含 二 氧 化 矽 之 胼 的 固成 份 在 1 0 與 4 0 % 1 1 之 間。 1 1 2 * 如 串 請 專 利 範 圍 第 9 或 1 0 項 之 方 法 > 其 中 1 | 在 階段 ( C ) 中 9 該 沈 澱 餅 係 用 水 稀釋 0 I 1 3 如 串 請 專 利 範 園 第 9 或 1 0 項 之 方 法 > 其 中 > 1 ， | I 在 階段 ( C ) 中 9 該 沈 澱 胼 係 藉 由 濕磨 法 或 超 音 處 理 而 機 1 1 械 式粉 碎 0 1 1 1 4 如 中 請 專 利 範 園 第 1 3 項之 方 法 * 其 中 t 在 階 1 1 本紙浪尺度適用中國國家橾準（CNS > A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 29S5d7 經濟部中央梂準局負工消费合作社印製 (請先閲讀背*之注袁事項再填寫本頁)

   、申請專利範圍 段（c ·)中，係藉將該二氧化 4 ’以便配合機械式粉碎而同 1 5 ·如申請專利範圍第 段（C)中，係藉同時加入硫 pH維持在6至7之間，且A 1000 與 3300ppm 之 帶地進行化學粉碎。 1 6 .如申請專利範圍第 在階段A(iii)之後及階 鋁酸鈉係同時加入於反應混合 持在6至7之間，且Αβ/S 與3300ppm之間。 1 7 .如申請專利範圍第 在階段（C )中， (i)該沈澱餅係用一或 該依此清洗之餅以獲得二氧化 (i i )將多量之該二氧 最終懸浮液之固成份在1 0與 1 8 .如申請專利範圍第 係選自乙醇，乙醚或乙醇/乙 1 9 .如申請專利範圍第 腐塗料之製造上。 2 0 .如申請專利範圍第 凝土之製備上。 矽懸浮液酸化使其p Η低於 時進行化學粉碎。 13項之方法，其中，在階 酸及鋁酸鈉以使懸浮液之 ί/S i 〇2重量比在 間，以便配合機械式粉碎連 9或10項之方法，其中， 段（B)進行之前，硫酸與 物中，以使混合物之P Η維 i 0 2重置比係在1 〇 〇 〇 9或10項之方法，其中， 多次有機溶劑清洗，並乾燥 矽粉末，及 化矽粉末懸浮於水中，以使 4 0 %之間。 17項之方法，其中該溶劑 醚混合物。 1項之懸浮液，其係用於防 1項之懸浮液，其係用於混 本紙張尺度遄用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消费合作社印氧 2^8507 cs 七、申請專利範圍 2 -1 .如申請專利範園第1項之懸浮液，其係用於紙 之製備上。 本紙張尺度逋用中國國家榣準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面.之注項再填寫本頁)