ES2678123T3 - Proceso de preparación de sílices precipitadas que contienen aluminio - Google Patents
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Abstract
Proceso de preparación de sílice precipitada que contiene aluminio, del tipo que comprende la reacción de precipitación entre un silicato y un agente acidificante mediante el cual se obtiene una suspensión de sílice precipitada, y a continuación la separación y el secado de esta suspensión, en el cual: - se realiza la reacción de precipitación de la siguiente manera: (i) se forma un pie de cuba inicial que contiene un silicato y un electrolito, la concentración de silicato (expresada en SiO2) en dicho pie de cuba siendo inferior a 100 g/l y la concentración en electrolito en dicho pie de cuba inicial siendo inferior a 17 g/l, (ii) se añade el agente acidificante a dicho pie de cuba hasta la obtención de un valor del pH de al menos 7, (iii) se añade al medio reactivo simultáneamente agente acidificante y un silicato, - se seca una suspensión que presenta una tasa de materia seca de a lo sumo el 24 % en peso, caracterizado por que la etapa (iii) se realiza añadiendo simultáneamente al medio reactivo agente acidificante, un silicato y al menos un compuesto B del aluminio.
Description
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20
25
30
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60
65
DESCRIPCION
Proceso de preparacion de s^lices precipitadas que contienen aluminio
La presente invencion se refiere a un nuevo proceso de preparacion de sflice precipitada.
Se conoce el hecho de emplear s^lices precipitadas como soporte de catalizador, como absorbente de principios activos, (en particular, soportes de lfquidos, por ejemplo, utilizados para alimentacion, tales como las vitaminas (vitamina E, especialmente), el cloruro de colina), como agente espesante, texturizante o antiapelmazante, como elemento para separadores de batenas, como aditivo para dentifrico, para papel.
Se pueden emplear igualmente sflices precipitadas como carga reforzante en las matrices de siliconas (por ejemplo, para el revestimiento de cables electricos) o en composiciones a base de polfmero(s), especialmente, de elastomero(s).
El objetivo de la presente invencion es proponer un nuevo proceso de preparacion de sflice precipitada que contiene aluminio, que constituye una alternativa a los procesos conocidos de preparacion de sflice precipitada. Por ejemplo, el documento US2003/066459 describe un proceso de preparacion de silice en el cual se realiza la precipitacion de la siguiente manera: (i) se forma un pie de cuba inicial que contiene un silicato y un electrolito, la concentracion de silicato (expresada en SiO2) en dicho pie de cuba siendo inferior a 100 g/l y la concentracion en electrolito en dicho pie de cuba inicial siendo inferior a 17 g/l, (ii) se anade el agente acidificante a dicho pie de cuba hasta la obtencion de un valor del pH del medio reactivo de al menos aproximadamente 7, (iii) se anade al medio reactivo simultaneamente agente acidificante y un silicato, y en el cual, se seca una suspension que presenta una tasa de materia seca de a lo sumo el 24 % en peso, caracterizado por que dicho proceso comprende una de las dos operaciones (a) o (b) siguientes: (a) se anade, despues de la etapa (iii), al medio reactivo al menos un compuesto A del aluminio, y a continuacion un agente basico, dicha separacion conteniendo una filtracion y una desintegracion de la torta obtenida de esta filtracion, dicha desintegracion efectuandose en presencia de al menos un compuesto B del aluminio, (b) se anade, despues de la etapa (iii), al medio reactivo simultaneamente un silicato y al menos un compuesto A del aluminio y, cuando dicha separacion contiene una filtracion y una desintegracion de la torta obtenida de esta filtracion, la desintegracion se efectua preferentemente en presencia de al menos un compuesto B del aluminio. El proceso descrito en el documento US2003/066459 no comprende una etapa de adicion simultanea de un compuesto del aluminio con el agente acidificante y un silicato.
De esta manera el objeto de la invencion es un nuevo proceso de preparacion de sflice precipitada que comprende la reaccion de precipitacion entre un silicato y un agente acidificante por lo que se obtiene una suspension de sflice precipitada, y a continuacion la separacion y el secado de esta suspension, en el cual:
- se realiza la reaccion de precipitacion de la siguiente manera:
(i) se forma un pie de cuba inicial que contiene un silicato y un electrolito, la concentracion de silicato (expresada en SO2) en dicho pie de cuba siendo inferior a 100 g/l y la concentracion en electrolito en dicho pie de cuba inicial siendo inferior a 17 g/l,
(ii) se anade el agente acidificante a dicho pie de cuba hasta la obtencion de un valor del pH de al menos 7,
(iii) se anade al medio reactivo simultaneamente agente acidificante y un silicato,
- se seca una suspension que presenta una tasa de materia seca de a lo sumo el 24 % en peso, dicho proceso comprendiendo la operacion (c) siguiente:
(c) la etapa (iii) se realiza anadiendo simultaneamente al medio reactivo agente acidificante, un silicato y al menos un compuesto B del aluminio.
Cabe indicar, de una manera general, que este proceso de preparacion es un proceso de smtesis de sflice de precipitacion, es decir, que se deja actuar, en condiciones particulares, un agente acidificante con un silicato.
La eleccion del agente acidificante y del silicato se hace de una manera bien conocida en sf misma.
Se utiliza generalmente como acidificante un acido mineral fuerte tal como el acido sulfurico, el acido mtrico o el acido clortudrico, o un acido organico tal como el acido acetico, el acido formico o el acido carbonico.
El agente acidificante puede estar diluido o concentrado; su normalidad puede estar comprendida entre 0,4 y 36 N, por ejemplo, entre 0,6 y 1,5 N.
En particular, en el caso en el que el agente acidificante sea el acido sulfurico, su concentracion puede estar comprendida entre 40 y 180 g/l, por ejemplo, entre 60 y 130 g/l.
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Se puede ademas utilizar como silicato cualquier forma corriente de silicatos tales como metasilicatos, disilicatos y ventajosamente un silicato de metal alcalino, especialmente, el silicato de sodio o de potasio.
El silicato puede presentar una concentracion (expresada en SO2) comprendida entre 40 y 330 g/l, por ejemplo, entre 60 y 300 g/l.
De manera general, se emplea, como agente acidificante, el acido sulfurico, y, como silicato, el silicato de sodio.
En el caso en el que se utilice el silicato de sodio, este presenta, en general, una relacion en peso de SiO2/Na2O comprendida entre 2,5 y 4, por ejemplo, entre 3,1 y 3,8.
La reaccion del silicato con el agente acidificante se hace de una manera espedfica segun las etapas siguientes.
Se forma en primer lugar un pie de cuba que comprende silicato asf como un electrolito (etapa (i)). La cantidad de silicato presente en el pie de cuba inicial no representa ventajosamente mas que una parte de la cantidad total de silicato aplicada en la reaccion.
El termino electrolito se entiende aqu en su aceptacion normal, es decir, que significa cualquier sustancia ionica o molecular que, cuando esta en solucion, se descompone o se disocia para formar iones o partfculas cargadas. Se puede citar como electrolito una sal del grupo de sales de metales alcalinos y alcalinoterreos, especialmente, la sal del metal de silicato inicial y el agente acidificante, por ejemplo, el cloruro de sodio en el caso de la reaccion de un silicato de sodio con acido clorhudrico o, preferentemente, el sulfato de sodio en el caso de la reaccion de un silicato de sodio con el acido sulfurico.
La concentracion de electrolito en el pie de cuba inicial es (superior a 0 g/l e) inferior a 17 g/l, por ejemplo, inferior a 14 g/l.
La concentracion de silicato (expresada en SiO2) en el pie de cuba inicial es (superior a 0 g/l e) inferior a 100 g/l; preferentemente, esta concentracion es inferior a 90 g/l, especialmente, inferior a 85 g/l.
La segunda etapa consiste en anadir el agente acidificante en el pie de cuba de composicion descrita mas arriba (etapa (ii)).
Esta adicion que conlleva una bajada correlativa del pH del medio reactivo se hace hasta que se alcance un valor del pH de al menos 7, generalmente comprendida entre 7 y 8.
Una vez que se anade el valor deseado de pH, se procede entonces a una adicion simultanea (etapa (iii)) de agente acidificante y de silicato.
Esta adicion simultanea se realiza generalmente de manera tal que el valor del pH del medio reactivo sea constantemente igual (a +/- 0,1 aproximadamente) a aquella alcanzada al final de la etapa (ii).
El proceso de preparacion segun la invencion comprende la operacion (c) mencionada anteriormente, es decir:
(c) en el momento de la etapa (iii), se anade al medio reactivo simultaneamente agente acidificante, un silicato y al menos un compuesto B del aluminio, la separacion, implementada en el proceso, conteniendo preferentemente una filtracion y una desintegracion de la torta obtenida de esta filtracion, la desintegracion efectuandose entonces eventualmente en presencia de al menos un compuesto B del aluminio.
En el proceso de preparacion de la invencion (es decir, cuando este comprende la operacion (c)), se efectua, despues de haber realizado las etapas (i) y (ii) descritas anteriormente, una etapa (iii) que consiste en anadir al medio reactivo simultaneamente el agente acidificante, un silicato y al menos un compuesto B del aluminio.
Esta adicion simultanea se realiza generalmente de manera tal que el valor del pH del medio reactivo sea constantemente igual (a +/- 0,1 aproximadamente) a aquella alcanzada al final de la etapa (ii).
Puede ser deseable, despues de la etapa (iii), anadir al medio reactivo una cantidad suplementaria de agente acidificante. Esta adicion se hace generalmente hasta la obtencion de un valor del pH del medio reactivo comprendido entre 3 y 6,9, en particular, entre 4 y 6,6.
El agente acidificante utilizado en el momento de esta adicion es generalmente identico a aquel empleado en el momento de las etapas (ii) y (iii).
Una maduracion del medio reactivo se efectua habitualmente despues de esta adicion de agente acidificante, por ejemplo, durante 1 a 60 minutos, en particular, durante 3 a 30 minutos.
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El compuesto B del aluminio empleado es, en general, un aluminato de metal alcalino, especialmente, de potasio o, de manera preferente, de sodio.
La temperatura del medio reactivo esta comprendida generalmente entre 70 y 98 °C.
Segun una variante, la reaccion se efectua a una temperatura constante comprendida entre 75 y 96 °C.
Segun otra variante (preferida), la temperatura de fin de reaccion es mas elevada que la temperatura de principio de reaccion: de este modo, se mantiene la temperatura al principio de la reaccion preferentemente entre 70 y 96 °C, y a continuacion se aumenta la temperatura en algunos minutos, preferentemente hasta un valor comprendido entre 80 y 98 °C, valor al cual se mantiene hasta el fin de la reaccion.
Se obtiene, al final de las etapas que acaban de describirse, una pasta de sflice que se separa a continuacion (separacion lfquido-solido).
En general, esta separacion conlleva una filtracion (seguida de un lavado en caso de necesidad) y una desintegracion, dicha desintegracion pudiendo ser entonces (preferentemente en el caso de las dos primeras variantes mencionadas, eventualmente en el caso de la tercera variante) efectuado en presencia de al menos un compuesto B del aluminio y, eventualmente, en presencia de un agente acidificante tal como se describe anteriormente (en este ultimo caso, el compuesto B del aluminio y el agente acidificante se anaden ventajosamente de manera simultanea).
La operacion de desintegracion, que puede realizarse mecanicamente, por ejemplo, mediante el paso de la torta de filtracion en una trituradora de tipo coloidal o de bolas, permite especialmente reducir la viscosidad de la suspension que se debe secar (en particular, que se debe atomizar) adicionalmente.
El compuesto B del aluminio consiste, en general, en un aluminato de metal alcalino, especialmente, de potasio o, de manera preferente, de sodio.
Preferentemente, la cantidad de compuesto B del aluminio utilizado en el proceso de preparacion de la invencion es tal que la sflice precipitada obtenida contiene mas del 0,5 % en peso de aluminio.
La separacion implementada en el proceso de preparacion de la invencion comprende habitualmente una filtracion (con un lavado si fuera necesario) efectuada por medio de cualquier metodo conveniente, por ejemplo, por medio de un filtro de banda, de un filtro al vado o, preferentemente, de un filtro prensa.
La suspension de sflice precipitada recuperada de esta manera (torta de filtracion) se seca a continuacion.
En el proceso de preparacion conforme a la invencion, esta suspension debe presentar inmediatamente antes de su secado una tasa de materia seca de a lo sumo el 24 % en peso, preferentemente, a lo sumo el 22 % en peso.
Este secado puede hacerse segun cualquier medio conocido en sf mismo.
Preferentemente, el secado se hace por atomizacion. A tal fin, se puede utilizar cualquier tipo de atomizador conveniente, especialmente un atomizador de turbinas, de boquillas, de presion lfquida o de dos fluidos. En general, cuando la filtracion se efectua con la ayuda de un filtro prensa, se utiliza un atomizador de boquillas, y, cuando la filtracion se efectua con la ayuda de un filtro al vado, se utiliza un atomizador de turbinas.
Cuando el secado se efectua con la ayuda de un atomizador de boquillas, la sflice precipitada susceptible de obtenerse entonces se presenta habitualmente en forma de bolas sustancialmente esfericas.
Al final de este secado, se puede proceder eventualmente a una etapa de trituracion sobre el producto recuperado; la sflice precipitada susceptible de obtenerse entonces se presenta generalmente en forma de un polvo.
Cuando el secado se efectua con la ayuda de un atomizador de turbinas, la sflice precipitada susceptible de obtenerse entonces puede presentarse en forma de un polvo.
Finalmente, el producto secado (especialmente por un atomizador de turbinas) o triturado tal como se indica anteriormente puede eventualmente someterse a una etapa de aglomeracion, que consiste por ejemplo en una compresion directa, una granulacion por via humeda (es decir, con utilizacion de un aglomerante tal como agua, suspension de sflice...), una extrusion o, preferentemente, una compactacion en seco. Cuando se implementa esta ultima tecnica, puede resultar oportuno, antes de proceder a la compactacion, desairear (operacion llamada tambien predensificacion o desgasificacion) los productos pulverulentos para eliminar el aire incluido en ellos y asegurar una compactacion mas regular.
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La s^lice precipitada susceptible de obtenerse entonces por esta etapa de aglomeracion se presenta generalmente en forma de granulados.
La implementacion del proceso de preparacion segun la invencion permite especialmente obtener una sflice precipitada que presenta un contenido de aluminio superior al 0,5 % en peso de aluminio.
Dicha s^lice precipitada posee generalmente un contenido de aluminio de a lo sumo el 7,0 % en peso, preferentemente, a lo sumo el 5,0 % en peso, en particular, a lo sumo el 3,5 % en peso, por ejemplo, a lo sumo el 3,0 % en peso.
Preferentemente, su contenido de aluminio esta comprendido entre el 0,75 y el 4,0 % en peso, de manera todavfa mas preferente entre el 0,8 y el 3,5 % en peso, en particular, entre el 0,9 y el 3,2 % en peso, especialmente entre el 0,9 y el 2,5 % en peso o entre el 1,0 y el 3,1 % en peso. Esta por ejemplo comprendido entre el 1,0 y el 3,0 % en peso, incluso, entre el 1,0 y el 2,0 % en peso.
La cantidad de aluminio puede medirse por cualquier metodo conveniente, por ejemplo, por ICP-AES (en ingles "Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectroscopy") despues de la colocacion en solucion en agua en presencia de acido fluorlddrico.
El aluminio se situa, en general, esencialmente en la superficie de la sflice precipitada.
Incluso si el aluminio puede estar presente a la vez en forma tetraedrica, en forma octaedrica y en forma pentaedrica, en particular, en forma tetraedrica y en forma octaedrica, en la sflice precipitada obtenida segun la invencion, se encuentra preferentemente esencialmente en forma tetraedrica (mas del 50 %, en particular, al menos el 90 %, especialmente, al menos el 95 %, en numero, de las especies de aluminio estan entonces en forma tetraedrica); las uniones son entonces mas bien esencialmente del tipo SiOAI.
La sflice precipitada que contiene aluminio obtenida por el proceso segun la invencion es de manera ventajosa altamente dispersable, es decir, que en particular presenta una capacidad para la desaglomeracion y para la dispersion en una matriz polimerica muy importante, especialmente, observable por microscopio electronico u optico, en cortes finos.
La sflice precipitada preparada por el proceso segun la invencion posee preferentemente una superficie espedfica de CTAB (bromuro de cetiltrimetilamonio por sus siglas en ingles) comprendida entre 70 y 240 m2/g.
Esta puede estar comprendida entre 70 y 100 m2/g, por ejemplo, entre 75 y 95 m2/g.
Sin embargo, de manera muy preferente, su superficie espedfica CTAB esta comprendida entre 100 y 240 m2/g, en particular, entre 140 y 200 irr/g.
Igualmente, preferentemente, posee una superficie espedfica BET comprendida entre 70 y 240 m2/g.
Esta puede estar comprendida entre 70 y 100 m2/g, por ejemplo, entre 75 y 95 m2/g.
Sin embargo, de manera muy preferente, su superficie espedfica BET esta comprendida entre 100 y 240 m2/g, en particular, entre 140 y 200 m2/g.
La superficie espedfica CTAB es la superficie externa, que puede determinarse segun el metodo NF T 45007 (noviembre de 1987). La superficie espedfica BET puede medirse segun el metodo de BRUNAUER - EMMETT - TELLER descrito en "The Journal of the American Chemical Society", vol. 60, pagina 309 (1938) y que corresponde a la norma NF T 45007 (noviembre de 1987).
La capacidad de dispersion (y de desaglomeracion) de las sflices precipitadas obtenidas por el proceso segun la invencion puede apreciarse por medio de la prueba siguiente, por una medida granulometrica (por difraccion laser) efectuada sobre una suspension de sflice previamente desaglomerada por ultrasonidos (rotura de objetos de 0,1 a algunas decenas de micrometres). La desaglomeracion por ultrasonidos se efectua con la ayuda de un procesador por ultrasonidos VIBRACELL BIO-BLOCK (750 W), equipado con una sonda de 19 mm de diametro. La medida granulometrica se realiza por difraccion laser en un granulometro SYMPATEC, implementando la teona de Fraunhofer.
Se pesa en un pildorero (altura: 6 cm y diametro: 4 cm) 2 gramos de sflice y se completa hasta 50 gramos por adicion de agua permutada: se realiza de esta manera una suspension acuosa al 4 % de sflice que se homogeniza durante 2 minutos por agitacion magnetica. Se procede a continuacion a la desaglomeracion por ultrasonidos de la siguiente manera: la sonda estando sumergida sobre una longitud de 4 cm, se pone en accion durante 5 minutos y 30 segundos al 80 % de su potencia nominal (amplitud). Se realiza a continuacion la medida granulometrica
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introduciendo en la cuba del granulometro un volumen V (expresado en ml) de la suspension homogenizada necesaria para obtener una densidad optica del orden de 20.
El valor del diametro medio 05O que se obtiene segun esta prueba es tanto mas debil que la silice presenta une capacidad de desaglomeracion elevada.
Un factor de desaglomeracion Fd se da por la ecuacion:
Fd = 10 x V / densidad optica de la suspension medida por el granulometro (esta densidad optica es del orden de 20).
Este factor de desaglomeracion FD es indicativo de la tasa de partfculas de tamano inferior a 0,1 pm que no se detectan por el granulometro. Este factor es tanto mas elevado que la silice presenta una capacidad de desaglomeracion elevada.
En general, las sflices precipitadas que contienen aluminio preparadas por el proceso segun la invencion poseen un diametro medio 050, despues de la desaglomeracion por ultrasonidos, inferior a 5 pm, en particular, inferior a 4 pm, por ejemplo, inferior a 3 pm.
Estas presentan habitualmente un factor de desaglomeracion por ultrasonidos FD superior a 4,5 ml, en particular, superior a 5,5 ml, por ejemplo, superior a 10 ml.
Su absorcion de aceite DOP puede ser inferior a 300 ml/100g, por ejemplo, comprendida entre 200 y 295 ml/100g. La absorcion de aceite DOP puede determinarse segun la norma ISO 787/5 implementando el dioctilftalato.
Uno de los parametros de la silice obtenida por el proceso segun la invencion puede residir en la distribucion, o reparticion, de su volumen poroso, y especialmente en la distribucion del volumen poroso que se genera por los poros de diametros inferiores o iguales a 400 A. Este ultimo volumen corresponde al volumen poroso util de las cargas empleadas en el refuerzo de los elastomeros. En general, el analisis de los programas muestra que esta sflice posee preferentemente una distribucion porosa tal que el volumen poroso generado por los poros cuyo diametro esta comprendido entre 175 y 275 A (V2) representa menos del 50 % del volumen poroso generado por los poros de diametros inferiores o iguales a 400 A (V1).
Los volumenes porosos y diametros de poros se miden por porosimetna de mercurio (Hg), con la ayuda de un porosfmetro MICROMERITICS Autopore 9520, y se calculan por la relacion de WASHBURN con un angulo de contacto theta igual a 130° y una tension superficial gamma igual a 484 Dynes/cm.
El pH de la sflice precipitada obtenida por el proceso segun la presente invencion esta comprendido generalmente entre 6,3 y 7,6.
El pH se mide segun el metodo siguiente derivado de la norma ISO 787/9 (pH de una suspension al 5 % en agua): Aparatos:
- pHmetro calibrado (precision de lectura a 1/100e)
- electrodo de vidrio combinado
- vaso de precipitados de 200 ml
- probeta de 100 ml
- balance de precision a alrededor de 0,01 gramos.
Modo operatorio:
5 gramos de sflice se pesan a alrededor de 0,01 gramos en el vaso de precipitados de 200 ml. 95 ml de agua medidos a partir de la probeta graduada se anaden a continuacion al polvo de sflice. La suspension obtenida de esta manera se agita energicamente (agitacion magnetica) durante 10 minutos. La medida del pH se efectua entonces.
El estado ffsico en el que se presenta la sflice precipitada preparada por el proceso segun la invencion puede ser cualquiera, es decir, que se puede presentar por ejemplo en forma de microperlas (bolas sustancialmente esfericas), de polvo o de granulados.
Puede presentarse de este modo en forma de bolas sustancialmente esfericas de tamano medio de al menos 80 pm, preferentemente de al menos 150 pm, en particular, comprendida entre 150 y 270 pm; este tamano medio se determina segun la norma NF X 11507 (diciembre de 1970) por tamizado en seco y determinacion del diametro correspondiente a un rechazo acumulado del 50 %.
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Puede presentarse en forma de polvo de tamano medio de al menos 3 pm, en particular, de al menos 10 pm, preferentemente de al menos 15 pm.
Puede presentarse en forma de granulados (en general de forma sustancialmente paralelepipedica) de tamano de al menos 1 mm, por ejemplo, comprendido entre 1 y 10 mm, especialmente segun el eje de su longitud mas grande.
La sflice precipitada preparada por el proceso segun la invencion puede utilizarse en numerosas aplicaciones.
Puede emplearse por ejemplo como soporte de catalizador, como absorbente de principios activos (en particular, soporte de lfquidos, especialmente utilizados en alimentacion, tales como las vitaminas (vitamina E), el cloruro de colina), en composiciones de polfmero(s), especialmente de elastomero(s), de silicona(s), como agente espesante, texturizante o antiapelmazante, como elemento para separadores de batenas, como aditivo para dentffrico, para hormigon, para papel.
De este modo se puede utilizar en el refuerzo de los polfmeros, naturales o sinteticos.
Las composiciones de polfmero(s) en las que se puede emplear, especialmente a modo de carga reforzante, son en general a base de uno o varios polfmeros o copolfmeros, en particular, de uno o varios elastomeros, que presentan, preferentemente, al menos una temperatura de transicion vftrea comprendida entre -150 y +300 °C, por ejemplo, entre -150 y +20 °C.
A modo de polfmeros posibles, se pueden mencionar especialmente los polfmeros dienicos, en particular, los elastomeros dienicos.
Se pueden citar, como ejemplos no limitativos de artfculos terminados a base de dichas composiciones de polfmero(s), las suelas de calzado, los neumaticos, los revestimientos de suelos, las barreras para los gases, los materiales igmfugos e igualmente las piezas tecnicas tales como los rodillos de telefericos, las juntas de aparatos electrodomesticos, las juntas de conductos de lfquidos o de gases, las juntas de sistema de frenado, los tubos (flexibles), los revestimientos (especialmente los revestimientos de cables), los cables, los soportes de motor, las cintas transportadoras, las correas de transmisiones.
Los ejemplos siguientes ilustran la invencion, no obstante, sin limitar su alcance.
Ejemplo 1 (no forma parte de la invencion)
En un reactor de acero inoxidable provisto de un sistema de agitacion por helices y una calefaccion electrica externa, se introducen:
- 29,335 kg de agua
- 509 g de Na2SO4
- 17,3kg de silicato de sodio acuoso, que presenta una relacion en peso SiO2/Na2O igual a 3,44 y una densidad a 20 °C igual a 1,232.
La concentracion de silicato (expresada en SO2) en el pie de cuba inicial es entonces de 76,5 g/l.
La mezcla se lleva entonces a una temperatura de 83 °C a la vez que se mantiene con agitacion. A continuacion, se introduce en la misma 17.180 g de acido sulfurico diluido de densidad a 20 °C igual a 1,050 con el fin de obtener en el medio reactivo un valor de pH (medido a su temperatura) igual a 8. La temperatura de la reaccion es de 83 °C durante los 20 primeros minutos; a continuacion, se lleva de 83 a 92 °C en 30 minutos aproximadamente, lo que corresponde al fin de la acidificacion.
Se introducen a continuacion conjuntamente en el medio reactivo 4.100 g de silicato de sodio acuoso del tipo descrito anteriormente y 7.540 g de una solucion de sulfato de aluminio de densidad a 20 °C igual a 1,056, esta introduccion simultanea de sulfato de aluminio y de silicato se realiza de tal manera que el pH del medio reactivo, durante el periodo de introduccion, sea constantemente igual a 8,0 ± 0,1. Despues de esta adicion conjunta, se introduce en el medio reactivo, durante 5 minutos, acido sulfurico del tipo descrito anteriormente de tal manera que se lleve el pH del medio reactivo a un valor igual a 5,2. Despues de esta introduccion de acido, se mantiene la pasta reactiva obtenida durante 5 minutos por agitacion.
La duracion total de la reaccion es de 85 minutos.
Se obtiene de esta manera una pasta o suspension de sflice precipitada que a continuacion se filtra y se lava por medio de un filtro plano.
La torta obtenida se fluidifica a continuacion por accion mecanica y qmmica (adicion simultanea de acido sulfurico y de una cantidad de aluminato de sodio correspondiente a una relacion en peso de Al/SiO2 del 0,3 %). Despues de
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esta operacion de desintegracion, la pasta resultante, de pH igual a 6,5 y de perdida por ignicion igual al 85,0 % (por lo tanto, una tasa de materia seca del 15,0 % en peso), se seca por atomizacion.
A modo de polfmeros posibles, se pueden mencionar especialmente los polfmeros dienicos, en particular, los elastomeros dienicos.
Se pueden citar, como ejemplos no limitativos de artfculos terminados a base de dichas composiciones de polfmero(s), las suelas de calzado, los neumaticos, los revestimientos de suelos, las barreras para los gases, los materiales igmfugos e igualmente las piezas tecnicas tales como los rodillos de telefericos, las juntas de aparatos electrodomesticos, las juntas de conductos de lfquidos o de gases, las juntas de sistema de frenado, los tubos (flexibles), los revestimientos (especialmente los revestimientos de cables), los cables, los soportes de motor, las cintas transportadoras, las correas de transmisiones.
Los ejemplos siguientes ilustran la invencion, no obstante, sin limitar su alcance.
Ejemplo 1
En un reactor de acero inoxidable provisto de un sistema de agitacion por helices y una calefaccion electrica externa, se introducen:
- 29,335 kg de agua
- 509 g de Na2SO4
- 17,3 kg de silicato de sodio acuoso, que presenta una relacion en peso SiO2/Na2O igual a 3,44 y una densidad a 20 °C igual a 1,232.
La concentracion de silicato (expresada en SO2) en el pie de cuba inicial es entonces de 76,5 g/l.
La mezcla se lleva entonces a una temperatura de 83 °C a la vez que se mantiene con agitacion. A continuacion, se introduce en la misma 17.180 g de acido sulfurico diluido de densidad a 20 °C igual a 1,050 con el fin de obtener en el medio reactivo un valor de pH (medido a su temperatura) igual a 8. La temperatura de la reaccion es de 83 °C durante los 20 primeros minutos; a continuacion, se lleva de 83 a 92 °C en 30 minutos aproximadamente, lo que corresponde al fin de la acidificacion.
Se introducen a continuacion conjuntamente en el medio reactivo 4.100 g de silicato de sodio acuoso del tipo descrito anteriormente y 7.540 g de una solucion de sulfato de aluminio de densidad a 20 °C igual a 1,056, esta introduccion simultanea de sulfato de aluminio y de silicato se realiza de tal manera que el pH del medio reactivo, durante el periodo de introduccion, sea constantemente igual a 8,0 ± 0,1. Despues de esta adicion conjunta, se introduce en el medio reactivo, durante 5 minutos, acido sulfurico del tipo descrito anteriormente de tal manera que se lleve el pH del medio reactivo a un valor igual a 5,2. Despues de esta introduccion de acido, se mantiene la pasta reactiva obtenida durante 5 minutos por agitacion.
La duracion total de la reaccion es de 85 minutos.
Se obtiene de esta manera una pasta o suspension de sflice precipitada que a continuacion se filtra y se lava por medio de un filtro plano.
La torta obtenida se fluidifica a continuacion por accion mecanica y qmmica (adicion simultanea de acido sulfurico y de una cantidad de aluminato de sodio correspondiente a una relacion en peso de Al/SiO2 del 0,3 %). Despues de esta operacion de desintegracion, la pasta resultante, de pH igual a 6,5 y de perdida por ignicion igual al 85,0 % (por lo tanto, una tasa de materia seca del 15,0 % en peso), se seca por atomizacion.
Las caractensticas de la silice obtenida en forma de polvo son entonces las siguientes:
- superficie espedfica CTAB 158 m2/g
- superficie espedfica BET 178 m2/g
- contenido en peso de aluminio 1,5 %
- relacion V2/V1 47 %
- pH 7,5
Se somete esta sflice a la prueba de desaglomeracion tal como se ha definido anteriormente en la descripcion. Despues de la desaglomeracion por ultrasonidos, esta presenta un diametro medio (050) de 2,9 pm.
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Ejemplo 2
En un reactor de acero inoxidable provisto de un sistema de agitacion por helices y una calefaccion electrica externa, se introducen:
- 29,35 kg de agua
- 509 g de Na2SO4
- 17,2 kg de silicato de sodio acuoso, que presenta una relacion en peso SiO2/Na2O igual a 3,44 y una densidad a 20 °C igual a 1,230.
La concentracion de silicato (expresada en SO2) en el pie de cuba inicial es entonces de 76,5 g/l.
La mezcla se lleva entonces a una temperatura de 83 °C a la vez que se mantiene con agitacion. A continuacion, se introduce en la misma 16.900 g de acido sulfurico diluido de densidad a 20 °C igual a 1,050 con el fin de obtener en el medio reactivo un valor de pH (medido a su temperatura) igual a 8. La temperatura de la reaccion es de 83 °C durante los 20 primeros minutos; a continuacion, se lleva de 83 a 92 °C en 30 minutos aproximadamente, lo que corresponde al fin de la acidificacion.
Se introduce a continuacion conjuntamente en el medio reactivo 4.100 g de silicato de sodio acuoso del tipo descrito anteriormente, 2.150 g de aluminato de sodio diluido de densidad a 20 °C igual a 1,237 y 6.000 g de acido sulfurico del tipo descrito anteriormente, esta introduccion simultanea de acido, de silicato y de aluminato de sodio se realiza de manera tal que el pH del medio reactivo, durante el periodo de introduccion, sea constantemente igual a 8,0 ± 0,1.
Despues de esta adicion conjunta, se sigue introduciendo en el medio reactivo, durante 3,5 minutos, acido sulfurico del tipo descrito anteriormente de tal manera que se lleve el pH del medio reactivo a un valor igual a 6,5. Despues de esta introduccion de acido, se mantiene la pasta reactiva obtenida durante 5 minutos por agitacion.
La duracion total de la reaccion es de 87 minutos.
Se obtiene de esta manera una pasta o suspension de sflice precipitada que a continuacion se filtra y se lava por medio de un filtro plano.
La torta obtenida se fluidifica a continuacion por accion mecanica. Despues de esta operacion de desintegracion, la pasta resultante, de perdida por ignicion igual al 84,5 % (por lo tanto, una tasa de materia seca del 15,5 % en peso), se seca por atomizacion.
Las caractensticas de la silice obtenida en forma de polvo son entonces las siguientes:
- superficie espedfica CTAB 135 m2/g
- superficie espedfica BET 160 m2/g
- contenido en peso de aluminio 2,7 %
- relacion V2/V1 40 %
- pH 6,7
Se somete esta sflice a la prueba de desaglomeracion tal como se ha definido anteriormente en la descripcion. Despues de la desaglomeracion por ultrasonidos, esta presenta un diametro medio (050) de 2,9 pm.
Claims (5)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. Proceso de preparacion de s^lice precipitada que contiene aluminio, del tipo que comprende la reaccion de precipitacion entre un silicato y un agente acidificante mediante el cual se obtiene una suspension de sflice precipitada, y a continuacion la separacion y el secado de esta suspension, en el cual:- se realiza la reaccion de precipitacion de la siguiente manera:(i) se forma un pie de cuba inicial que contiene un silicato y un electrolito, la concentracion de silicato (expresada en SiO2) en dicho pie de cuba siendo inferior a 100 g/l y la concentracion en electrolito en dicho pie de cuba inicial siendo inferior a 17 g/l,(ii) se anade el agente acidificante a dicho pie de cuba hasta la obtencion de un valor del pH de al menos 7,(iii) se anade al medio reactivo simultaneamente agente acidificante y un silicato,- se seca una suspension que presenta una tasa de materia seca de a lo sumo el 24 % en peso,caracterizado por que la etapa (iii) se realiza anadiendo simultaneamente al medio reactivo agente acidificante, un silicato y al menos un compuesto B del aluminio.
- 2. Proceso segun la reivindicacion 1, caracterizado por que, despues de la etapa (iii), se anade al medio reactivo agente acidificante, preferentemente hasta la obtencion de un valor del pH del medio reactivo comprendido entre 3 y 6,9.
- 3. Proceso segun la reivindicacion 2, caracterizado por que el compuesto B es un aluminato de metal alcalino, preferentemente un aluminato de sodio.
- 4. Proceso segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la separacion conlleva una filtracion y una desintegracion de la torta procedente de la filtracion.
- 5. Proceso segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el secado se efectua por atomizacion.
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