TW387859B - Amorphous precipitated silica - Google Patents

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Description

經濟部中央搮準局員工消費合作杜印裝 A7 _B7_ 五、發明説明（1 ) 非晶形沈澱矽石作爲微孔性聚合體電池隔板成份之用途 係爲已知。參閲，例如，美國專利3,351，495 ; 3,696，恥1 ; 3,798,294 ; 4,024,323 ； 4,210,709 ; 4,237,083 ; 4,331,622 ； 4,335,193 ; 4,648,417 ; 4,681，750 ;及 4,734,229。對於電池隔板 極具重要性之一項特徵，係爲具有高的尺寸安定性。電池 隔板之尺寸安定性係由許多因素所決定’包括（但不限於） 構造材料之同一性與比例，物理尺寸，其中厚度係爲特別 重要的，孔隙度，及孔隙之類型與數目。 目前已發現一種非晶形沈澱矽石，其可用以形成極低收 縮率之電池隔板。因此，本發明係爲非晶形沈澱矽石，其 特徵在於（a) BET表面積在60至200平方米/克之範圍内； ⑼CTAB表面積在40至150平方米/克之範圍内；（c) DBP油 吸收率在180至300立方公分/ 100克之範圍；⑷平均最終粒 子大小在20至30毫微米之範圍内；（e)總擠入體積在2.5至4 立方公分/克之範圍内；（f)對於具有直徑在20至100毫微 米範圍之孔隙而言，擠入體積在0.3至1.2立方公分/克之 範圍内；及（g)在體積孔隙大小分佈函數之最大値下，孔隙 直徑在30至200毫微米之範圍内。 雖然均爲矽石，但區別非晶形沈澱矽石與矽膠是很重要 的，因爲此等不同材料具有不同性質。關於此點，可參考 R. K. Iler,梦石化學，John Wiley & Sons,紐約（1979)，會議叢書目錄 编號 QD 181.S6144。尤其是注意第 15-29、172-176、218-233 ' 364-365、462-465、554-564 及 578-579 頁。 矽膠於商業上通常是以酸酸化可溶性金屬矽酸鹽之水溶 -4- 請先聞讀背面之注意事t填寫本頁) -裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 2五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 液，習用上爲矽酸鈉之水溶液，於低pH値下製成。所採用 之酸，一般爲強礦酸，譬如硫酸或鹽酸，惟有時使用二氧 化碳。由於在黏度很低時，於凝膠相與周圍液相間之密度 珉終上典差異，故凝膠相不會沈降析出，換言之，其不會 沈澱。於是，可將矽膠描述爲膠態非晶形矽石之連續粒子 之非沈澱、黏附、堅硬、三次元網狀组織。其細分狀態之 範園，從大固體團塊至亞顯微粒子.，而水合程度從幾乎無 水矽石，至柔軟膠狀固塊，以重量計，每份矽石含有100 份水左右，惟高度水合形式僅極少地使用。 非晶形沈殿矽石於商業上經常以下述方式製成，將可溶 性金屬矽酸鹽之水溶液，該鹽一般爲鹼金屬矽酸鹽，譬如 矽酸鈉，與酸合併，以致使膠體粒子將在弱鹼性溶液中生 長，並藉由所形成可溶性鹼金屬鹽之鹼金屬離子凝聚。各 種酸均可使用，包括礦酸及/或二氧化碳。於凝聚劑不存 在下，矽石在任何pH値下不會自溶液沈澱。用以達成沈澱 作用之凝聚劑，可爲在膠態矽石粒子形成期間所製成之可 溶性鹼金屬鹽，其可添加電解質，譬如可溶性無機或有機 鹽，或其可爲兩者之組合。於是，可將非晶形沈澱矽石描 述爲膠態非晶形矽石之最終粒子之沈澱聚集體，其在製備 期間之任何時點未曾以巨觀凝膠存在。聚集體之大小及水 合度可廣泛地改變。 非晶形沈激矽石粉末與矽膠不同之處在於，其一般已被 粉化而具有較鬆散結構，意即較高之比孔隙體積。但是， 尤殿碎石之比表面積，當藉Brunauer、Emmett、TeUer (B 方 請先閱1*背面之注意事t填寫本頁 .裝-
1T 線
五、發明说明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 法，使用氮作爲被吸附物進行度量時，經常低於發石。 於製造期間之參數及/或條件上之變異，會造成所製成 沈澱矽石類型上之變異❶雖然其在廣義上均爲非晶形沈澱 矽石，但此等非晶形沈澱矽石之類型，經常在物理性質上 及有時在化學性質上顯著地不同。於性質上之此等差異是 很重要的’且經常會造成一種特別可用於特定目的，但= 另一項目的則爲邊際效用之類型，然而另—種類型十分可 用於該其他目的，但僅在邊際上可用於該第一項目的。 本發明非晶形沈殺矽石之BET表面積，係爲每克6〇至2〇〇 平方米（平方米/克以80至180平方米/克較佳。當在 本專利説明書及申請專利範圍中使用時，非晶形沈澱矽石 之 BET 表面積’係爲藉由 Brunauer、Emmett、TeUer (ΒΕτ)方 法’根據ASTMC819-77，使用氮作爲被吸附物，但修正爲 使系統與試樣除氣一小時，於180χ：下所測得之表面積。 本發明非晶形沈澱矽石之CTAB表面積可以變化，但在大 部份情況中，其CTAB表面積係在每克40至150平方米（平方 米/克）之範圍内。CTAB表面積經常在50至130平方米/克 之範圍内。以60至120平方米/克較佳。當在本專利説明 書及申請專利範圍中使用時，非晶形沈澱矽石之CTAB表面 積’係爲根據下述程序所測得之CTAB表面積：使用在頂上 充填之天平，將IL0克溴化鯨蠟基三甲基銨，亦稱爲CTAB 及稱爲溴化十六基三甲基銨[CAS 57_〇9_〇]稱量至最接近十分 之一毫克，並記錄以克表示之重量C =將已稱重之CTAB溶 解於洛館水中，並在量瓶中以蒸餾水稀釋至2升，以形成 (請先閲讀背面之注意事填寫本頁 ,iff 1^1 •裝· 訂 線 -6 本纸涞尺度適用中國國家榡準（CNS) A4規格（210x297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 標準CTAB溶液，將其儲存在暗處，於使用之前歷經至少12 天。使用在頂上充填之天平，稱量3.70克Aerosol®OT二（2-乙 基己基）磺酸基琥珀酸鈉[CAS 577-11-7](美國氰胺公 司，Wayne, NJ)。將已稱重之Aerosol®OT二（2-乙基己基）磺酸基 琥珀酸鈉溶解於蒸餾水中，並在量瓶中以蒸餾水稀釋至2 升，以形成標準Aerosol®OT溶液，將其儲存在暗處，於使用 之前歷經至少12天。標準CTAB溶液與標準Aerosol®OT溶液 之可使用儲存壽命，係爲製備後兩個月。使用吸量管，將 10.0毫升CTAB標準溶液轉移至含有攪拌棒塊之250毫升錐形 瓶。接著，將30毫升氣仿、50毫升蒸餾水15滴0.02%溴酚 藍指示劑水溶液及一滴IN NaOH水溶液，添加至燒·瓶中。 於激烈攪拌但最少噴濺下，將錐形瓶之内容物，以標準 Aerosol®OT溶液自50毫升滴定管滴定。滴定係在快速滴落速 率下開始（活塞絕對不要全開），，下降至約25至30毫升， 然後較緩慢地逐滴添加至終點，其將在約37.5毫升下發 生。接近終點係首先由其整體之乳白藍色表現其特徵。然 後，當更接近終點時，底部氯仿層變成更強烈藍色，而上 方水層則呈現淡紫色或紫色調。就在終點之前，整個混合 物變成可見地較爲透明（意即較少”乳狀"），並見及底層係 爲極強烈藍色。.使用洗瓶，以不超過25毫升蒸館水，洗務 燒瓶内部。增加攪拌器速度重新開始激烈混合，以使兩液 相有效接觸。就在終點之前，於每一個逐滴添加之滴定劑 後，允許經過至少10秒。不斷地停止攪拌，以允許相分 離，以致使分析員可變得熟悉此等顏色變化，然後重新開 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請t閲讀背面之注意事填寫本頁) .裝· 線 A7 -------B7 五、發明説明（） 經濟部中央標李爲員工消費合作社印裝 始激烈攪拌《在終點時，底部相失去所有顏色，並顯示無 色或乳白色外觀，而頂部相則爲強烈紫色。此程序至少進 行兩次，並記錄每次滴定所使用之標準Aerosol®〇T溶液之平 均體積VI。稱量200毫升廣口玻璃瓶之皮重，將大約〇 5〇〇 克矽石試樣（呈剛取得之狀態，未經乾燥）置於瓶中，並稱 重至最接近0.1毫克❶記錄此矽石試樣重量S。將一百毫升 標準CTAB溶液以吸量管吸取至瓶中，並小心加入攪拌棒 塊。較佳係使用50毫升吸量管裝填與輸送兩次，因爲其液 仏比使用100耄升吸量管更易於控制。將一個帽蓋旋緊於 瓶上’並將内容物溫和地挽拌15分鐘，無需pH値調整。將 pH電極置於瓶内之溶液中’並重新開始溫和攪拌。使用逐 滴添加之IN NaOH水溶液，調整pH値至9 〇與9 5之間；在pH 値於9_0與9.5之間安定化之前，需要大約5滴in Na〇H溶 液。當pH値已在9.0與9.5之間被安定化時，將瓶子之頂部 覆盖飽箔或相當材料，以減緩蒸發損失。將混合物在pH値 9.0至9_5下溫和地携拌一小時。將矽石-液體混合物轉移至 離心管’藉由在頂部充填之天平上稱重使其平衡。使混合 物離心30分鐘，以產生透明離心液。使用滴量管小心地取 出透明離心液，並轉移至小玻璃瓶。使用吸量管，將1〇〇 毫升離心液轉移至含有攪拌棒塊之250毫升錐形瓶中。接 著，將30毫升氯仿、50毫升蒸餾水及15滴〇.〇2%溴酚藍指 示劑水溶液添加至燒瓶中。將錐形瓶之内容物使用標準 Aerosol®OT溶液，自50毫升滴定管進行滴定，使用在滴定標 準CTAB溶液中所使用之相同程序並達相同终點。記錄所使 -8- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2 & 297公釐 A7 _—__B7_ 五、發明説明（6 ) 用之標準Aerosol®OT溶液之體積V2❶將小玻璃瓶（無帽蓋）於 105°C下，在烘箱中加熱2小時，並在乾燥器中冷卻。記錄 此重量至最接近0.1毫克。將大約一克矽石試樣添加至瓶 中’並記錄此重量至最接近〇·1毫克。將此瓶與試樣在烘箱 中於105°C下加熱2小時》將含有試樣之瓶子移離烘箱，立 即加蓋，並在乾燥器中冷卻。當冷卻至環境溫度時，將情 蓋移除，並記錄含有試樣之瓶子重量至最接近01毫克。將 瓶子之皮重自試樣重量中扣除，並記錄加熱前梦石之重量 (克）A，及加熱後之矽石重量（克）b。CTAB表面積（乾重爲 基準）Actab ’以平方米/克表示，係根據下式計算而得： (Vi-V2)(C)(A) (28.92) actab~-- (κ)⑸⑼ 本發明非晶形沈澱矽石之DBP油吸收率，可廣泛地改 變。在許多情況中，DBP油吸收率係爲180至300立方公分 每100克（立方公分/ 1〇〇克）。180至260立方公分/ 1〇〇克係 爲較佳的。當使用於本專利説明書與申請專利範圍中時， 粒子之DBP油吸收率粒子係根據ASTM d 2414-93，使用鄰苯 二甲酸二丁酯[CAS 84-74-2]作爲被吸收物，及E型吸收計， 以下述修正程序測定：⑴將重量爲12.5 ± 0.1克未被進一步 乾燥之矽石試樣，引進E型吸收計中，（2)另一個重量在10 與1丨克間之沙石試樣，其水份含量係使用Ohause®水份天平 (Ohaus公司，Florham Park, NJ)測定，其中設定係在160°C與10分 鐘，及（3) DBP油吸收率係自以下方程式計算而得： 0A= 100 V/S + 3.9(M- 1.7) -9 - 本紙張尺度適用ϊί7國國家標準（CNS)A4規格（2l0χ29^7公釐） 請先閲讀背面之注意事t填寫本頁)
1T 線 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（） 其中： 0A爲DBP油吸收率，立方公分/ 1〇〇克， V爲所使用鄰苯二甲酸二丁酯之體積，立方公分， S爲梦石試樣之重量，克，及 Μ爲水份含量，h2〇重量百分比。 非晶形沈澱矽石可呈最終粒子之聚集體形式，聚集體之 黏聚物形式，或兩者之組合。本發明非晶形沈澱矽石之平 均最终粒子大小（與此最終粒子是否被聚集及/或黏聚無 關）可相當大地變化，但其通常是在20至30毫微米之範固 内。以24至27毫微米較佳。當使用於本文及在申請專利範 圍中時，平均最終粒子大小係藉由使用穿透式電子顯微鏡 術’確定至少256個經良好界定之最終粒子之直徑，然後 計算經如此確定之直徑之算術平均而測得。 本發明非晶形沈澱矽石之總擠入體積，可廣泛地改變。 但是，在許多情況中，總擠入體積係在每克2.5至4立方公 分（立方公分/克）之範圍内。總擠入體積較佳係爲2.5至 3_4立方公分/克。 本發明非晶形沈澱矽石之擠入體積，對於具有直徑在2〇 至100毫微米範圍之孔隙而言，亦可廣泛地改變。在許多 情況中，對於具有直徑在20至100毫微米範園内之孔隙， 其擠入體積係在每克0.3至1.2立方公分（立方公分/克）之 範圍内。對於具有直徑在20至100毫微米範園内之孔隙而 言’其擠入體積較佳係爲0.4至0.8立方公分/克。 對本發明之非晶形沈澱碎石而言，在體積孔隙大小分佈 -10- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（2ΐ〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事t填寫本頁) .裝 訂 五、發明説明（） A7 B7 函數之最大値下之孔隙直徑，可廣泛地改變。在體積孔隙 大小分佈函數之最大値下之孔隙直徑，通常係在3〇至200 毫微米之範圍内。以45至130毫微米較佳。 非晶形沈澱矽石之擠入體積與體積平均孔隙大小分佈函 數，係藉由水銀孔隙測定法，使用自動掃描水銀孔隙計 (Quantachrome公司），根據所附之操作手册測定。在孔隙計 操作時’係在高壓範圍（從約1〇3絕對千巴斯卡至約227絕對 百萬巴斯卡）中掃描。總擠入體積係爲在上述高壓掃描期 間擠入非晶形沈澱矽石中之水銀之總體積，除以構成所測 試試樣之非晶形沈澱矽石之質量。其他擠入體積係爲具有 直徑在20至100毫微米範圍内之孔隙，除以構成測試試樣 之非晶形沈殿矽石之質量。體積孔隙大小分佈函數係雙定 爲下列方程式： < &
Dv(d)=:
P- iY d dP (請先閲讀背面之注意Ϋ1填寫本頁 、=" 其中 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝
Dv(d) 爲體積孔隙大小分佈函數，以上、 义万公分/ (毫微米•克）表示； / d爲孔隙直徑，以毫微米表示； P爲絕對壓力，通常以每平方英吋之磅數 V爲每單位質量之孔隙體積，通 克表示。 乂万公分/ 其中數據爲連續或實質上連續（意即，在？之連續値 間之小 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規 -11 - A7 B7 五、發明説明（9 ) 間隔），Dv(d)係藉由對於來自V對P之圖或較佳係來自原始 數據之小數値ZXP採用AV / ΛΡ。將每一個AV / ΛΡ之値乘 以間隔上端處之壓力，並除以其相應之孔隙直徑。將所形 成之數値對孔隙直徑作圖。於是，在體積孔隙大小分佈函 數之最大値下之孔隙直徑値，係取自所繪製之圖表。當想 要時或當由於連續P値間之大間隔而必要時，可使用數値 程序或其他繪圖程序，以估計dV/dP ·。 賦予本發明非晶形沈澱矽石尺寸安定性之性質，係使用 標準電池隔板配方及用以製造電池隔板之標準擬案測定， 如下述： 在Henschel®高強度混合器中，將表1中所示量之成份互 混，形成無水混合物。 表1 成份 量，體積百分比 請先閲讀背面之注意事^^填寫本頁 -裝· 訂 (4) }烯 P乙 E(l(2)劑聚 IWP劑化/ 石_滑氧黑 梦UH潤抗碳 76 0·0·0. 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 — 五、發明説明（） 混合物與17體積份數之Shellflex®3681操作油（Shell化學公 司），在Henschel®高強度混合器中互混而形成。最後混合物 係呈自由流動粉末形式。將最後混合物餵至C. W. Brabender 圓錐形逆向旋轉雙螺桿壓出機中。壓出機長度對直徑比例 爲17/1。於進料孔之螺桿直徑爲42毫米，而於壓出機排放 端則爲25毫米。壓出機圓筒包括三個溫度區帶。壓出混合 物進料孔係正好位在第一個溫度區帶之前。將其他Shellflex® 3681操作油，在壓出期間添加至第一個溫度區帶，以使壓 出產物中之全部油含量從64至65重量％。大氣通氣孔係位 於第二個溫度區帶中。來自圓筒之壓出物，係排放至10.15 公分寬之薄片模，其具有1.524毫米出料孔。濾網組合係爲 14/60/14網目。壓出溫度爲215°C。通過量爲每小時7.71千 克。壓出物係在每分鐘3.66米下壓延成0.203毫米厚及15.24 公分寬之薄片。使壓出薄片冷卻。 然後，將已冷卻之薄片沖切成12.7公分長（機械方向）及 11.4公分寬（橫向）之矩形薄片。將此矩形薄片在12重量百 分比Shellflex®3681操作油與88重量百分比正-己烷之混合物 中萃取至平衡，然後在室溫下風乾。 於各方向上，在三個大約相等間隔之位置度量乾燥矩形 之長度與寬度。測定三次長度（機械方向）度量値之平均 (IV^)。亦測定三次寬度（橫向）度量値之平均（C〗）。將已度 量之矩形在室溫水中浸泡一小時，然後在室溫下於通風櫥 中風乾。再於兩方向上，以前述方式度量矩形，並測定相 應之平均値（個別之M2與C2)。以百分比表示之機械方向收 -13- 本纸伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------裝-----^--.訂-----Μ線 (請先閱讀背面之注意事t填寫本頁) ( A7 ------- Β7 五、發明説明（） 缩率（MD收縮率）與橫向收縮率（CD收縮率），係按下述計算 而得： - M2 MD收縮率=--χ loo C1_C2 CD收縮率=--X 100
Ci 由於此等數値係在標準條件下獲得，故其具有使用於電池 隔板配方中之非晶形沈澱矽石之特徵。 機械方向收縮率可變化，但此値較佳係很低。在大部份 情況中，本發明沈澱矽石之特徵在於MD收縮率低於3百分 比。MD收縮率較佳係低於2百分比。 橫向收縮率可變化，但此値較佳亦很低。通常本發明沈 殿梦石之特徵在於CD收縮率低於3百分比。此CD收縮率經 常低於2百分比。CD收縮率較佳係低於1百分比。 本發明非晶形沈澱矽石可藉下述方法製成，其包括· (a)建立添加用之矽酸鈉水溶液，其每升含有5〇至12〇克 Na20，並具有Si02 : Na20莫耳比爲3至3.4 ; (b)建立最初石夕 酸鈉水溶液，其每升含有50至120克Na20，並具有Si〇2 : Naz 0莫耳比爲3至3.4 ; (c)添加室溫水至反應器，其具有主 要攪拌器’及位於接近酸添加位置之補充高速度攪掉器； (d)當反應器中之水位足夠高以致使用主要攪拌器進行揽掉 爲可行時，添加最初矽酸鈉水溶液及水至反應器中並揽 拌’以建立第二個矽酸鈉水溶液，其每升含有15至7克 Na2 〇，並具有Si〇2 : Naz 0莫耳比爲3至3.4 ; (e)注射直接蒸 -14- 本紙乐尺度適用‘國國家標準（匸师>人4規格（210乂297公釐） ' 請先聞讀背面之注意事t 填寫本頁) .裝· 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 12 五、發明説明（） A7 B7 經濟部中央榡準局貝工消費合作杜印製 汽至第二個矽酸鈉水溶液中，以在91«C至1〇〇»c之溫度範圍 内，形成第三個矽酸鈉溶液；①於9〇分鐘期間内，同時保 持溫度在91 C至i〇〇°C範圍，在第三個砂酸鈉水溶液中添加 酸及添加用之矽酸鈉溶液，並進行主要攪拌及在酸添加位 置處之補充高速攪拌，以致使Na2〇濃度仍然保持在每升 1_5至7克Naz Ο之範圍内，及致使所添加之梦酸鋼多達已存 在於第二個碎酸鈉溶液中之2至26倍；（g)視需要老化此反 應混合物0至130分鐘，其中補充高速混合器係關閉；㈨起 動高速混合器並添加酸，直到反應混合物之pH値係在3至 4.5之範園内；①過遽及洗滌至最後硫酸鋼濃度爲2重量％ 或較低，以乾重爲基準·，及①乾燥經洗滌之非晶形沈澱矽 石 〇 使用於此方法中之酸，可廣泛地改變。一般而言，在步 骤（f)中添加之酸應足夠強，以中和絵·金屬矽酸鹽及造成矽 石之沈澱作用。於步驟（h)中添加之酸應足夠強，以降低pH 値至所指定範圍内之所要數値。於不同酸添加步驟中使用 之酸，可爲相同或不同，但較佳係爲相同。弱酸，譬如藉 由引進二氧化碳至反應混合物中所產生之碳酸，可用以使 矽石沈澱，但當期望降低pH値至低於7之數値時，於步騍 (h)中必須使用較強酸。較佳係在整個程序中使用強酸。強 酸之實例包括硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸及醋酸。強礦酸， 譬如硫酸、鹽酸、硝酸及磷酸，係爲較佳的；以硫酸爲特 佳。 步驟（i)之洗滌，可藉此項技藝中已知用以洗滌固體之任 -15- 本紙張尺度適用中國國家揲準（CNS ) A4規格（2)0X297公釐） (請先閲讀背面之注ft填. 填寫本頁) 褽· 訂 經濟.邱中央梯準局員工消費合作钍印製 A7 ——---ΒΖ__五、發明説明（） 何程序達成。此種程序之實例，包括使水通過濾餅’並將 沈殺秒石在水中再配成漿液，接著使固體與液體分離。可 按需要採用一次洗滌循環或連續洗滌循環。 步驟①之乾燥’可藉一或多種已知技術達成。例如，可 使沈澱矽石在空氣烘箱中或在眞空烘箱中乾燥。較佳係將 沈澱矽石分散在水中，並在熱空氣管柱中噴霧乾燥。達成 乾燥之溫度並不重要，但一般實務係採用至少4〇〇β(：之溫 度。一般而言’乾燥溫度係低於8〇〇»C，在大部份情況中， 乾燥係持續進行，直到沈澱矽石具有粉末特徵爲止。通 ‘，經乾燥之沈殿碎石並非絕對無水，而是含有不同量之 被吸附水（1至7重量百分比），後者係部份依所施行之相對 濕度而定。被吸附之水，係爲使用具有設定値在16〇χ：及1〇 分鐘下之OhaUS水份天平，而自重量在⑴與丨丨克間之矽石試 樣中移除之水》 可採用之選用步驟，係爲尺寸降低。尺寸降低技術本身 係爲習知，並可舉例爲研磨、粉化及流體能量研磨。 於本發明不同步驟中所使用之攪拌程度，可相當大地變 化。在添加一或多種反應物期間所採用之攪拌，應至少足 以提供反應物與反應混合物之徹底分散，以避免超過不足 道之局部高濃度反應物，及確保矽石沈積實質上均句地發 生，於疋避免巨視规模之膠凝化作用。於老化期間所採用 之攪拌’應至少足以避免固體之沈降，以確保矽石沈積實 質上均勻地在整個矽石粒子之團塊上發生，而非優先地在 於或接近粒子之沈降層頂郅處之粒子上發生。攪掉之程产 -16- 387859 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事t填寫本頁 •裝 、1Τ 387859 A7 B7 14 ' ---- 五、發明説明（） 可以且較佳係爲大於此等最小値。一般而言，劇烈揽動係 爲較佳的。 本發明係進一步搭配下述實例加以説明，其係被認爲是 説明性而非限制性，且其中所有份數係爲重量份數，及所 有百分比均爲重量百分比，除非另有指明。 實例 製備矽酸鈉儲備水溶液，其每升含有約70克Na20 ,並具 有Si〇2 : Na2〇莫耳比爲3.2。在裝有加熱用水蒸汽盤管、砂 酸鈉溶液入口管、酸入口管、出口管、主要挽拌器及位於 接近酸添加位置之補充高速授拌器之100升反應器中，添 加50.1升去離子水與0.5952千克無水硫酸鈉。使用藉由主要 攪拌器所提供之攪拌，使用水蒸汽盤管將所添加之物質加 熱至80°C，以提供硫酸鈉溶液。於22.5分鐘期間内及藉由 主要攪拌器所提供之攪拌，添加4.871升矽酸鈉错備水溶 液，以致使於反應器中Na2 Ο在溶液中之濃度爲約〇 2〇當量 濃度。將反應器中之溶液使用水蒸汽盤管加熱至95。(：。在 兩個攪拌器均進行操作下，及在90分鐘期間内，添加 19.486升矽酸鈉儲備水溶液與1_1升96重量百分比硫酸水溶 液之個別液流。在添加完成時，將補充高速混合器關閉， 並使反應混合物在pH値9.6下老化70分鐘，同時保持溫度 在95°C下。在老化期間結束時，起動補充高速混合器，並 添加％重量百分比之硫段水落液’其速率爲每分鐘11 74毫 升’直到反應混合物之pH値爲3.8爲止。將所形成之漿液 轉移至數個大的32公分直徑Buchner漏斗，並以去離子水洗 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） :1¾— f辞先聞請背面之注意事寫本頁) -訂 經濟部中央標準扃員工消費合作社印裝 387859
五、發明説明（ 滌 直到以乾重爲基準他2犯4含量爲0.U重量％爲止— 濾餅自漏斗移除，並與少蚤六 卫兴^量添加水一起楮攪拌液化，及噴 霧乾燥。產物爲微粒狀非晶形沈澱妙石，其具有下列物理 特徵·· 將 BET表面積 CTAB表面積 163平方米/克 66平方米/克 DBP油吸收率 216立方公分/ 1〇0克 平均最終粒子大小 26毫微米 總擠入體積 3.1立方公分/杳 對於具有m迎至1〇〇毫 微米範圍内之孔隙之擠入 體積 —'—< 0.56立方公分/克 中間値粒子大小 6.1微米 在體積孔隙大j、分佈函數 之最大値下之孔隙直徑 120毫微米 機械方向收縮率 1.6% 橫向收縮率 0.9% 雖然本發明已參考其某些具體實施例之特定細節加以描 述，但不應將此種細節認爲是本發明範圍之限制，惟就此 而論其係包含在隨文所附之申請專利範圍中。 ~ 丨^-- (請先閱讀背面之注意事t填寫本頁) 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2 i 0 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 387859 Bd — —_ D8 六、申請專利範圍 1. 一種非晶形沈澱矽石，其特徵在於： ⑻BET表面積在60至200平方米/克之範圍内； (b) CTAB表面積在40至150平方米/克之範圍内； (c) DBP油吸收率在ISO至3〇〇立方公分/ 1⑻克之範圍 内； ⑷平均最終粒子大小在20至30毫微米之範圍内； (e) 總擠入體積在2_5至4立方公分/克之範圍内； (f) 對於具有直徑在20至1〇〇毫微米範固内之孔隙而言， 擠入體積在0.3至1.2立方公分/克之範固内；及 (g) 在體積孔隙大小分佈函數之最大値下之孔隙直徑在 30至200毫微米之範圍内。 2. 根據申請專利範圍第1項之非晶形沈澱矽石，其進一步 特徵在於機械方向收縮率低於3百分比。 3. 根據申請專利範圍第1項之非晶形沈澱矽石，其進一步 特徵在於機械方向收縮率低於2百分比。 4. 根據申請專利範圍第1項之非晶形沈殿矽石，其進一步 特徵在於橫向收縮率低於3百分比。 5. 根據申請專利範圍第1項之非晶形沈澱矽石，其進一步 特徵在於橫向收縮率低於2百分比。 6. 根據申請專利範圍第1項之非晶形沈澱矽石，其進一步 特徵在於橫向收縮率低於1百分比。 7. 根據申請專利範園第1項之非晶形沈澱矽石，其特徵在 於CTAB表面積在50至13〇平方米/克之範圍内。 8_根據申請專利範園第1項之非晶形沈澱矽石，其特徵在 -19- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Μ現格（21〇χ297公董） --------II (請先《讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 387859 b8 D8 七、申請專利範圍 於 (a) BET表面積在80至180平方米/克之範圍内； (b) CTAB表面積在60至120平方米/克之範圍内； (c) DBP油吸收率在180至260立方公分/ 100克之範圍 内； ⑷平均最終粒子大小在24至27毫微米之範圍内； (e) 總擠入體積在2.5至3.4立方公分/克之範圍内； (f) 對於具有直徑在20至100毫微米範圍内之孔隙而言， 擠入體積在0.4至0.8立方公分/克之範圍内； (g) 在體積孔隙大小分佈函數之最大値下，孔隙直徑在 45至130毫微米之範圍内； (h) 機械方向收縮率低於2百分比；及 (i) 橫向收縮率低於1百分比。 (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) ,裝· 訂 經濟部中央標準局貞工消費合作社印策 -20- 本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS ) A4说格（210X297公釐）
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