TW387859B - Amorphous precipitated silica - Google Patents

Amorphous precipitated silica Download PDF

Info

Publication number
TW387859B
TW387859B TW086107086A TW86107086A TW387859B TW 387859 B TW387859 B TW 387859B TW 086107086 A TW086107086 A TW 086107086A TW 86107086 A TW86107086 A TW 86107086A TW 387859 B TW387859 B TW 387859B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
range
precipitated silica
gram
volume
amorphous precipitated
Prior art date
Application number
TW086107086A
Other languages
English (en)
Inventor
James L Boyer
Thomas G Krivak
Original Assignee
Ppg Ind Ohio Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=24638443&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TW387859(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Ppg Ind Ohio Inc filed Critical Ppg Ind Ohio Inc
Application granted granted Critical
Publication of TW387859B publication Critical patent/TW387859B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C01B33/187—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates
    • C01B33/193—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H01M50/434—Ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/02—Amorphous compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C01P2006/17—Pore diameter distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

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）
TW086107086A 1996-05-31 1997-05-26 Amorphous precipitated silica TW387859B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65773196A 1996-05-31 1996-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW387859B true TW387859B (en) 2000-04-21

Family

ID=24638443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW086107086A TW387859B (en) 1996-05-31 1997-05-26 Amorphous precipitated silica

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5922298A (zh)
EP (1) EP0902757B1 (zh)
KR (1) KR100342941B1 (zh)
CN (1) CN1094898C (zh)
CO (1) CO5021147A1 (zh)
DE (1) DE69714727T2 (zh)
ID (1) ID17689A (zh)
IN (1) IN191906B (zh)
MY (1) MY118685A (zh)
TW (1) TW387859B (zh)
WO (1) WO1997045366A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6001322A (en) 1993-09-29 1999-12-14 Rhone-Poulenc Chimie Precipitated silicas
JP2004523088A (ja) * 2001-05-23 2004-07-29 エンテック インターナショナル エルエルシー 電気的性質及び機械的性質が改善された鉛酸蓄電池セパレータ
US20030094593A1 (en) * 2001-06-14 2003-05-22 Hellring Stuart D. Silica and a silica-based slurry
US7279119B2 (en) 2001-06-14 2007-10-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Silica and silica-based slurry
DE10146325A1 (de) * 2001-09-20 2003-04-10 Degussa Fällungskieselsäure mit hohem BET/CTAB-Verhältnis
US20040209066A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-21 Swisher Robert G. Polishing pad with window for planarization
JP2005053728A (ja) * 2003-08-01 2005-03-03 Dsl Japan Co Ltd 高吸油性および高い構造性を有する非晶質シリカ粒子
US20060089095A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Swisher Robert G Polyurethane urea polishing pad
US20060089093A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Swisher Robert G Polyurethane urea polishing pad
EP1700824A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-13 Degussa AG Granules based on pyrogenically prepared silicon dioxide, method for their preparation and use thereof
KR100642214B1 (ko) * 2006-06-29 2006-11-02 브레인 주식회사 배전자동화망과 연동 가능한 ｒｆ모뎀 및 그 송 수신 방법
CN102223945A (zh) * 2008-11-26 2011-10-19 东丽东燃机能膜合同会社 微孔膜、该微孔膜的制备方法以及该微孔膜作为电池隔膜的应用
US9073041B2 (en) * 2011-11-04 2015-07-07 Ppg Industries Ohio, Inc. Precipitated silica sorbents and method of separating materials from a fluid stream
MX2016011314A (es) * 2014-03-05 2017-01-11 Rhodia Operations Proceso para la preparacion de silices precipitadas, silices precipitadas y sus usos, en particular para el refuerzo de polimeros.
US10486973B2 (en) 2016-11-18 2019-11-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Silica-based spherical particulates and methods of preparing the same
CN110156033B (zh) * 2019-07-01 2022-07-29 福建正盛无机材料股份有限公司 一种高结构高比表高分散白炭黑的制备方法
WO2024100081A1 (en) * 2022-11-08 2024-05-16 Evonik Operations Gmbh Precipitated silica and methods thereof

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3351495A (en) * 1966-11-22 1967-11-07 Grace W R & Co Battery separator
US3696061A (en) * 1970-04-13 1972-10-03 Amerace Esna Corp Method for forming flowable powder processable into microporous object
US3798294A (en) * 1972-02-10 1974-03-19 Grace W R & Co Method for producing battery separator sheet
US4024323A (en) * 1975-02-06 1977-05-17 Evans Products Company Battery separator
AU505536B2 (en) * 1975-03-12 1979-11-22 J.M. Huber Corp. Methods for production and use of siliceous products
JPS5819689B2 (ja) * 1975-06-18 1983-04-19 旭化成株式会社 タコウマク
FR2353486A1 (fr) * 1976-06-04 1977-12-30 Rhone Poulenc Ind Nouvelle silice de synthese amorphe, procede pour son obtention et application de ladite silice dans les vulcanisats
US4210709A (en) * 1978-08-01 1980-07-01 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Microporous film battery separator
US4331622A (en) * 1978-08-01 1982-05-25 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing a microporous film having low electrical resistance and high durability
US4237083A (en) * 1979-02-13 1980-12-02 Evans Products Company Process of manufacturing a microporous sheet material
FR2567505B1 (fr) * 1984-07-11 1986-11-21 Rhone Poulenc Chim Base Silice a prise d'huile elevee et a structure primaire controlee et procede pour son obtention
US4734229A (en) * 1984-11-13 1988-03-29 Entek Manufacturing Inc. Method for calendering temperature-critical thermoplastic material using a two-phase heat transfer medium
US4648417A (en) * 1985-02-11 1987-03-10 Entek Manufacturing Inc. Apparatus for degreasing a continuous sheet of thin material
US4681750A (en) * 1985-07-29 1987-07-21 Ppg Industries, Inc. Preparation of amorphous, precipitated silica and siliceous filler-reinforced microporous polymeric separator
US5009971A (en) * 1987-03-13 1991-04-23 Ppg Industries, Inc. Gas recombinant separator
JPH0699135B2 (ja) * 1989-02-20 1994-12-07 富士デヴィソン株式会社 球状シリカゲルの製造法
US5094829A (en) * 1990-06-21 1992-03-10 Ppg Industries, Inc. Reinforced precipitated silica
DE4427137B4 (de) * 1993-10-07 2007-08-23 Degussa Gmbh Fällungskieselsäure
US5603920A (en) * 1994-09-26 1997-02-18 The Proctor & Gamble Company Dentifrice compositions
US5846506A (en) * 1994-10-07 1998-12-08 Degussa Aktiengesellschaft Precipitated silicas
DE19527278A1 (de) * 1995-07-26 1997-01-30 Degussa Fällungskieselsäure
US5605569A (en) * 1995-11-08 1997-02-25 Ppg Industries, Inc. Precipitated silica having high sodium sulfate content

Also Published As

Publication number Publication date
DE69714727D1 (de) 2002-09-19
US5922298A (en) 1999-07-13
CN1220647A (zh) 1999-06-23
CN1094898C (zh) 2002-11-27
DE69714727T2 (de) 2003-04-03
KR100342941B1 (ko) 2002-08-22
CO5021147A1 (es) 2001-03-27
EP0902757B1 (en) 2002-08-14
EP0902757A4 (zh) 1999-03-24
IN191906B (zh) 2004-01-17
WO1997045366A1 (en) 1997-12-04
KR20000016067A (ko) 2000-03-25
MY118685A (en) 2005-01-31
ID17689A (id) 1998-01-22
EP0902757A1 (en) 1999-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW387859B (en) Amorphous precipitated silica
KR101417004B1 (ko) 폴리실리케이트 미립자 물질의 제조 및 이용
US20170137322A1 (en) Geopolymer aggregates
US6146454A (en) Process for the precipitated silica new precipitated silicas containing zinc and their use for the reinforcement of elastomers
JPS61117113A (ja) 高い吸油性能と制御された一次構造とを有するシリカ及びその製造方法
US6663963B2 (en) Very high structure, highly absorptive hybrid silica and methods for making same
KR100338973B1 (ko) 규산수화물의제조방법
US5911963A (en) Amorphous precipitated silica having a low proportion of small pores
EP0902758B1 (en) Amorphous precipitated silica
Asadi et al. Optimization of colloidal nanosilica production from expanded perlite using Taguchi design of experiments
KR950006634B1 (ko) 실리카, 그의 제조방법 및 특히 종이용 충진제로서의 용도
CN108408732A (zh) 一种特大比表面积二氧化硅消光粉的制备方法
CN1308233C (zh) 一种两亲型纳米二氧化硅的制备方法
JPH05311599A (ja) 紙用填料及びそれを用いた紙
Ranjit et al. A review of the chemical manipulation of nanomaterials using solvents: Gelation dependent structures
CN115385347B (zh) 一种可调节孔径的沉淀型二氧化硅及其制备方法和应用
CN100572456C (zh) 纳米内核夹心式结构二氧化硅消光剂及其制备方法
JP2003171116A (ja) シリカ
JP2003160326A (ja) シリカゲル
JPH01242413A (ja) 活性アナルサイム及びその製法
Bonsack Effect of aging on surface properties of silica powders produced by plasma-arc vaporization
JP4163919B2 (ja) シリカ、及びシリカの製造方法
AU5130598A (en) Controlled-pore amorphous silicas and process for manufacturing the ame
MXPA96005925A (es) Nuevo proceso para la preparacion de silice precipitado, nuevo silices precipitados que contienenzinc y su uso para reforzar elastomeros

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees