[發明專利]制備沉淀二氧化硅的方法

有效

• 申請號: 201280069767.9
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN104114491A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: M.克盧安;S.內沃;J.拉西努
• 申請（專利權）人: 羅地亞運作公司
• 主分類號: C01B33/193
• 分類號: C01B33/193
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃念;林森

本發明涉及一種用于制備沉淀二氧化硅的新穎方法。

已知的慣例是使用沉淀二氧化硅作為催化劑載體，作為活性材料的吸收劑(特別是液體的載體，例如在食品中所使用的，諸如維生素(尤其是維生素E)、氯化膽堿)，作為粘度增強劑、質地成構劑(texturizer)或抗結劑，作為電池隔膜元件，以及作為牙膏或紙的添加劑。

沉淀二氧化硅也可用作硅酮基質(例如用于涂覆電纜)或基于一種或多種天然或合成聚合物(特別是一種或多種彈性體，其尤其是基于二烯烴的)的組合物的增強填充劑，例如用于鞋底、地板覆蓋物、氣體屏障、阻燃材料以及還有技術部件，如纜車輥、家用電器的密封件、液體或氣體管道的密封件、制動系統密封件、護套、纜線以及傳動帶。

因此，已知的慣例是通過某些方法，利用硅酸鹽與稀酸之間的一種沉淀反應來制備具有分散(可分散性)在聚合物(彈性體)組合物中的良好能力和良好的增強特性的沉淀二氧化硅，從而使之有可能賦予其中結合了這些沉淀的二氧化硅的所述組合物非常令人滿意的特性折中。

本發明的主要目的是提出一種用于制備沉淀二氧化硅的新穎的方法，該沉淀二氧化硅可以用作聚合物(彈性體)組合物中的增強填充劑，這構成了用于制備沉淀二氧化硅的這些已知方法的一種替代方案。

更優選地，本發明的目的之一在于提供一種方法，相比通過這些現有技術的制備方法獲得的沉淀二氧化硅的那些，該方法使之有可能獲得具有類似的物理化學特征，優選相對高的比表面積和可比較的特性，尤其是關于它們的孔分布、它們在聚合物(彈性體)組合物中解聚和分散(可分散性)的能力和/或它們的增強特性的沉淀二氧化硅，同時具有提高的生產率，特別是在沉淀反應的水平，尤其是相對于這些使用稀酸作為酸的現有技術的制備方法。本發明的另一個目的優選地包括同時減少在沉淀二氧化硅的制備過程中所消耗的能量的量和/或所使用的水的量，尤其是相對于這些現有技術的方法。

本著這些目的，本發明的主題是一種用于制備沉淀二氧化硅的新穎的方法，該沉淀二氧化硅優選地具有分散(可分散性)在聚合物(彈性體)組合物中的良好能力和良好的增強特性，該方法包括使硅酸鹽與至少一種酸反應，由此獲得沉淀二氧化硅的懸浮液，隨后將這種懸浮液的分離并且干燥，其中：

-該沉淀是以下列方式進行：

(i)形成包含參與該反應的硅酸鹽的總量的至少一部分和電解質的初始容器底料，硅酸鹽在所述初始容器底料中的濃度(以SiO₂表示)為在50與70g/l之間，

(ii)將酸加入到所述容器底料(pied?de?cuve)中直至獲得在7與8.5之間的該反應介質的pH值，

(iii)將酸加入到該反應介質中，必要時，與剩余量的硅酸鹽一起同時加入，

(iv)將酸加入到該反應介質中，優選直至獲得在4與6之間并且特別地在4與5.5之間的該反應介質的pH值，

-該分離包括使用配備有壓縮裝置的過濾器的過濾并且洗滌，

-通過霧化干燥懸浮液，優選具有按重量計最多22％的干物質含量，

在該方法中，在至少步驟(iii)中，所使用的酸是濃酸，其優選地選自由以下各項組成的組：具有按重量計至少80％，特別是按重量計至少90％的濃度的硫酸、具有按重量計至少90％的濃度的乙酸或甲酸、具有按重量計至少60％的濃度的硝酸、具有按重量計至少75％的濃度的磷酸，具有按重量計至少30％的濃度的鹽酸。

有利地，所述濃酸是濃硫酸，即具有按重量計至少80％、優選按重量計至少90％的濃度的硫酸。

具有至少1400g/l，特別是至少1650g/l的濃度的硫酸因此可以用作濃酸。

因此，根據本發明的本質特征之一，采取了結合一系列具有特定條件的步驟，特別是在初始容器底料中一定濃度的硅酸鹽和電解質連同優選地適當的干物質含量的待干燥的懸浮液，在整個步驟(iii)中所使用的酸是濃酸，優選地選自由以下各項組成的組：具有按重量計至少80％，特別是按重量計至少90％的濃度的硫酸、具有按重量計至少90％的濃度的乙酸或甲酸、具有按重量計至少60％的濃度的硝酸、具有按重量計至少75％的濃度的磷酸，具有按重量計至少30％的濃度的鹽酸。

有利地，所述濃酸是濃硫酸，即具有按重量計至少80％(并且總體上不超過按重量計至少98％)、優選按重量計至少90％的濃度的硫酸；特別地，其濃度是按重量計在90％與98％之間，例如按重量計在91％與97％之間。

根據該方法的一個實施例，但不是本發明的優選實施例，僅在步驟(iii)中使用如上所定義的濃酸。