JP4463474B2 - アルミニウムを含有する沈降シリカの製造法 - Google Patents
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Description
、特にエラストマー用の補強用添加剤として使用したときに、エラストマーに優秀なレオロジー特性を付与し且つそれらに良好な機械的特性を備える極めて満足な補強特性を有する沈降シリカの簡単で新規な製造法を提案することである。
珪酸塩を酸性化剤と反応させて沈降シリカの懸濁液を得、次いでこの懸濁液を分離し乾燥することを含むタイプの沈降シリカの製造法であって、沈殿を次の態様で、即ち、
(i)珪酸塩及び電解質を含む初期ベース原料を形成し、ここで該初期ベース原料中の珪酸塩濃度はSiO2として表わして100g/lよりも低くそして該初期ベース原料中の電解質濃度は17g/lよりも低くし、
(ii)該ベース原料に酸性化剤を、少なくとも約7の反応混合物のpH値が得られるまで添加し、
(iii)酸性化剤及び珪酸塩を反応混合物に同時に添加する、
ことによって実施し、乾燥は24重量%よりも高くない固形分を有する懸濁液を乾燥することによって実施する沈降シリカの製造法において、次の操作、
(iv)工程(iii)の後の反応混合物に少なくとも1種のアルミニウム化合物Aを加え、次いで(v)酸性化剤を反応混合物に添加すること、
前記分離がろ過及びこのろ液から生じるケーキの砕解を含み、工程(iv)及び(v)中に、及びこれらの2つの工程の間で、塩基性物質及び珪酸塩が添加されず、砕解が好ましくは少なくとも1種のアルミニウム化合物Bの存在下に実施されること、
を含むことを特徴とする沈降シリカの製造法、
である。
・120〜300m2/g、好ましくは130〜270m2/g、特に140〜200m2/gのBET比表面積、
・300ml/100gよりも低い、好ましくは200〜295ml/100gのDOP油吸収量、
・超音波による砕解後に3μmよりも小さいメジアン直径(φ50)、
・5.5mlよりも高い、特に11mlよりも高い、例えば12.5mlよりも高い超音波砕解係数(FD)、
・175〜275Åの直径を有する細孔よりなる細孔容積が400Å以下の直径の細孔よりなる細孔容積の50%未満に相当するような細孔分布、
・少なくとも0.35重量%、好ましくは少なくとも0.45重量%のアルミニウム含量、
を有する。
温度及びpHを調整するための装置系、並びにプロペラを使用する撹拌系を備えた反応器に、4830gの水、2839gの濃硫酸ナトリウム溶液(46.8g/l)、及びSiO2としてWR=3.47〜236g/lを有する4370gの珪酸ナトリウム(WRは、SiO2対Na2Oの重量比を意味する)を導入する。
温度及びpHを調整するための装置系、並びにプロペラを使用する撹拌系を備えた反応器に、4830gの水、2839gの濃硫酸ナトリウム溶液(46.8g/l)、及びSiO2としてWR=3.47〜236g/lを有する4370gの珪酸ナトリウムを導入する。
温度及びpHを調整するための装置系、並びにプロペラを使用する撹拌系を備えた反応器に、4830gの水、2839gの濃硫酸ナトリウム溶液(46.8g/l)、及びSiO2としてWR=3.47〜236g/lを有する4370gの珪酸ナトリウムを導入する。
250mlの丸底フラスコに、10.62gのSi69(ビス[3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン])、12.040gのシリカ及び60.2gのキシレンを導入する。凝縮器を備えた丸底フラスコを、磁気撹拌を備えた120℃の油浴に入れる。グラフト反応が2時間続く。次いで、960cm-1におけるピークを監視することによって非グラフトシランSi69を赤外によって分析する。補正曲線が前もって設定されていた。かくして、R Siは、生成したシリカのカップリング剤に対する反応性を表わす。
本発明の方法に従って製造されたシリカは、良好な生産性−反応性の妥協点を有する。
Claims (12)
- 珪酸塩を酸性化剤と反応させて沈降シリカの懸濁液を得、次いでこの懸濁液を分離し乾燥することを含むタイプの沈降シリカの製造法であって、沈殿を次の態様で、即ち、
(i)珪酸塩及び電解質を含む初期ベース原料を形成し、ここで該初期ベース原料中の珪酸塩濃度はSiO2として表わして100g/lよりも低くそして該初期ベース原料中の電解質濃度は17g/lよりも低くし、
(ii)該ベース原料に酸性化剤を、少なくとも7の反応混合物のpH値が得られるまで添加し、
(iii)酸性化剤及び珪酸塩を反応混合物に同時に添加する、
ことによって実施し、乾燥は24重量%よりも高くない固形分を有する懸濁液を乾燥することによって実施する沈降シリカの製造法において、次の操作、
(iv)工程(iii)の後の反応混合物に少なくとも1種のアルミニウム化合物Aを加え、次いで(v)酸性化剤を反応混合物に添加すること、
前記分離がろ過及びこのろ液から生じるケーキの砕解を行うこと、
を含み、
工程(iv)及び(v)中に、及びこれらの2つの工程の間で、塩基性物質及び珪酸塩が添加されないことを特徴とする沈降シリカの製造法。 - 該砕解が少なくとも1種のアルミニウム化合物Bの存在下に実施される請求項1記載の方法。
- 工程(iii)の同時添加後に、珪酸塩の添加を停止するが、しかしpH値が工程(ii)の終了時に達する値の±0.1の範囲内に絶えず調整されるように酸性化剤の添加を工程(iv)中に継続することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 工程(v)に従って酸性化剤が反応混合物に、3〜6.5の反応混合物のpHが得られるように添加されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。
- 珪酸塩が珪酸アルカリ金属であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- 使用する酸性化剤が、硫酸、硝酸、塩酸、酢酸、ギ酸及び炭酸から選択されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。
- 工程(v)で使用される酸性化剤が工程(ii)及び(iii)で使用されるものと同一であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。
- 工程(iii)に関する同時添加を、pH値が工程(ii)の終了時に達する値の±0.1の範囲内に絶えず調整されるように実施することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の方法。
- アルミニウム化合物A及び随意成分としてのアルミニウム化合物Bがアルカリ金属のアルミン酸塩であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載の方法。
- アルミニウム化合物A及び随意成分としてのアルミニウム化合物Bがカリウム又はナトリウムのアルミン酸塩であることを特徴とする請求項9記載の方法。
- アルミニウム化合物A及び必要ならばBの量を、製造される沈降シリカが重量比で少なくとも0.35%のアルミニウムを含有するようにすることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項記載の方法。
- 請求項1〜11のいずれか一項記載の方法によって得られるシリカをエラストマー用の補強充填剤として使用する方法。
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