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DE1048890B - Process for the production of acidic silicic acid hydroorganosols with an extremely low salt content - Google Patents

Process for the production of acidic silicic acid hydroorganosols with an extremely low salt content

Info

Publication number
DE1048890B
DE1048890B DEM27958A DEM0027958A DE1048890B DE 1048890 B DE1048890 B DE 1048890B DE M27958 A DEM27958 A DE M27958A DE M0027958 A DEM0027958 A DE M0027958A DE 1048890 B DE1048890 B DE 1048890B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
sol
acid
salt
percent
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DEM27958A
Other languages
German (de)
Inventor
Wilson H Power
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Monsanto Chemicals Ltd
Original Assignee
Monsanto Chemicals Ltd
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
Application filed by Monsanto Chemicals Ltd filed Critical Monsanto Chemicals Ltd
Publication of DE1048890B publication Critical patent/DE1048890B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/145Preparation of hydroorganosols, organosols or dispersions in an organic medium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von sauren Kieselsäurehydroorganosolen mit außerordentlich geringem Salzgehalt Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung saurer Kieselsäurehydroorganosole, die praktisch frei von Salzen sind.Process for the production of acidic silicic acid hydroorganosols with extremely low salt content The invention relates to a method of production acidic silicic acid hydroorganosols, which are practically free from salts.

Nach der USA.-Patentschrift 2 285 477 werden saure Kieselsäurealkosole hergestellt, indem man zunächst eine saure, wäßrige, kolloide Kieselsäurelösung durch Vermischung einer Mineralsäure mit einer Alkalisilicatlösung bei einem p$ von 1,8 bis 4,5 herstellt und - ehe sich das entstandene Sol zur Gelform verfestigt - ein organisches Lösungsmittel (z. B. Alkohol), das mit Wasser mischbar ist, zwecks Herstellung eines gemischten Hydroorganisols zugibt. Zugabe des organischen Lösungsmittels und Abkühlung des Sols bewirkten, daß ein wesentlicher Anteil des anorganischen Salzes ausfällt; nach Entfernung des Niederschlags wird ein Sol erhalten, dessen Beständigkeit je nach dem pH-Wert des Sols und der Temperatur, bei der es aufbewahrt wird, schwankt. In jedem Fall sind die Sole erheblich unbeständiger als alkalische Kieselsäurehydrosole.According to US Pat. No. 2,285,477, acidic silica alcohols are used prepared by first adding an acidic, aqueous, colloidal silica solution by mixing a mineral acid with an alkali silicate solution at a p $ from 1.8 to 4.5 and - before the resulting sol solidifies to form a gel - an organic solvent (e.g. alcohol) that is miscible with water for the purpose of Production of a mixed hydroorganisol adds. Addition of the organic solvent and cooling the sol caused a substantial proportion of the inorganic Salt precipitates; after removal of the precipitate, a sol is obtained whose Persistence depending on the pH of the sol and the temperature at which it is stored becomes, fluctuates. In any case, the brines are considerably less stable than alkaline ones Silica hydrosols.

Diese bekannten Hydroorganosole enthalten wechselnde Mengen von anorganischen Salzen je nach der verwendeten Säure und dem verwendeten Silicat, der Konzentration an organischem Lösungsmittel und Kieselsäure in dem Sol, der Temperatur des Sals und anderen Falttoren. Jedoch liegt die Mindestkonzentration an anorganischem Salz im Sol bei etwa 0,1 bis 0,3 Gewichtsprozent, was für bestimmte Verwendungszwecke des Sols nachteilig ist. Das gleiche gilt für die sauren Hydroorganosole, die nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2 285 449 hergestellt sind.These known hydroorganosols contain varying amounts of inorganic ones Salts depending on the acid and silicate used, the concentration of organic solvent and silica in the sol, the temperature of the sal and other folding doors. However, the minimum concentration is inorganic salt in the sol at about 0.1 to 0.3 percent by weight, which is suitable for certain uses of the sol is disadvantageous. The same goes for the acidic hydroorganosols that are after the method of U.S. Patent 2,285,449.

Die Ziele dieser Erfindung werden im allgemeinen durch Entfernung aller oder praktisch aller restlichen gelösten Salze aus einem sauren Kieselsäurehydroorganosol erreicht, indem ein solches Sol mit einem starken Kationenaustauscher, der befähigt ist, Metallkationen aus einer sauren, wäßrig-organischen Lösung zu absorbieren, und dann mit einem mit einer flüchtigen organischenSäure beladenen schwachen Anionenaustauscher, der eine Vielzahl von salzbildenden Stickstoffatomen enthält, unter geregelten pa Bedingungen in Berührung gebracht wird. Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das elektrolythaltige Kieselsäurehydroorganosol mit dem anionen- und kationenaustauschenden Material gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge in Berührung zu bringen, solange die pg Bedingungen in geeigneter Weise überwacht werden.The objects of this invention are generally achieved by removal all or practically all remaining dissolved salts from an acidic silicic acid hydroorganosol achieved by such a sol with a strong cation exchanger that enables is to absorb metal cations from an acidic, aqueous-organic solution, and then with a weak anion exchanger loaded with a volatile organic acid, which contains a large number of salt-forming nitrogen atoms, under regulated pa Conditions is brought into contact. In practicing the present invention is it possible to mix the electrolyte-containing silicic acid hydroorganosol with the anionic and cation-exchanging material simultaneously or in any order contact as long as the pg conditions are properly monitored will.

Obwohl bekannt ist, daß Salze aus wäßrigen Lösungen durch Kationen- und Amonenaustauscher entfernt werden können, konnte -nicht vorhergesehen werden, daß die Entfernung der Salze aus sauren Kieselsäurehydroorganosolen auf diese Weise in Gegenwart einer organischen Flüssigkeit - bei der Neigung solcher Sole, unter verhältnismäßig geringer p11-Erhöhung schnell zu gelieren, und ferner der Neigung der Kieselsäure, in solchen Solen von Anionenaustauscherharzen .adsorbiert zu werden - erreicht werden würde. Die Erfindung schlägt ein Verfahren vor, um Salze aus solchen. Solen unter Vermeidung der Gelierung des Söls und-unter Verminderung der Adsorption kolloidaler Kieselsäure durch den Anionenaustauscher.auf ein Mindestmaß zu entfernen.Although it is known that salts from aqueous solutions are replaced by cationic and ammonium exchangers can be removed, could not be foreseen, that the removal of the salts from acidic silicic acid hydroorganosols in this way in the presence of an organic liquid - with the tendency of such brine, under relatively small increase in p11 to gel quickly, and also the tendency of silica, to be adsorbed in such sols by anion exchange resins - would be achieved. The invention proposes a method to make salts from such. Brines avoiding gelation of the brine and reducing adsorption colloidal silica through the anion exchanger. to be removed to a minimum.

Die hier als Ausgangsstoffe verwendeten Kieselsäurehydroorganosole können nach den Verfahren der obigen USA.-Patentschriften hergestellt werden. Diese Verfahren sehen zunächst die Herstellung eines sauren Kieselsäurehydrosols mit einem p1 'zwischen 1,8 und 4,5 vor, indem ein wasserlösliches Alkalisilicat, z. B. Natriumsilicat, mit einer Mineralsäure; z. B. Schwefelsäure, in geeigneter Menge angesäuert und darauf ein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel, wie Äthanol, zur Ausfällung des durch die Reaktion von Silicat und Säure gebildeten Salzes zugegeben wird, wobei .das Söl zum Ausfällen weiterer Mengen Salz abgekühlt werden kann. Das Salz wird dann voll dem Spl durch Filtrieren, Zentrifugieren od., dgl. abgetrennt. Diese . Sole enthalten noch mindestens 0,1 Gewichtsprozent an Salz, was für gewisse Verwendungszwecke der Sole, so z. B. bei der Herstellung von Filmen und ebenso bei der Herstellung von Aerogelen, die frei oder praktiseh frei von Elektrolyten sein müssen, unbefriedigend ist. Der maximale Salzgehalt der Sole liegt unter normalen Umständen bei etwa 5 Gewichtsprozent.The silicic acid hydroorganosols used here as starting materials can be prepared according to the procedures of the above U.S. patents. These Process first see the production of an acidic silicic acid hydrosol with a p1 'between 1.8 and 4.5 by adding a water-soluble alkali silicate, e.g. B. Sodium Silicate, with a mineral acid; z. B. sulfuric acid, acidified in a suitable amount and then a water-miscible organic solvent, such as ethanol, for precipitation of the salt formed by the reaction of silicate and acid is added, wherein .The brine can be cooled down to precipitate further quantities of salt. The salt will then completely separated from the Spl by filtration, centrifugation or the like. These . Brines still contain at least 0.1 percent by weight of salt, which is useful for certain purposes the brine, so z. B. in the production of films and also in the production of aerogels that are free or practically free of electrolytes must is unsatisfactory. The maximum salt content of the brine is below normal Circumstances at about 5 percent by weight.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Ausgangs-Kieselsäurehydroorganosole durch Umsetzen einer wäßrigen Lösung von Natriumsilicat mit wäßriger H2 S O4 bei 0 bis 15°C und in solchen Mengenanteilen und Konzentrationen hergestellt, daß ein saures Kieselsäurehydroso1 mit einem pH-Wert von etwa 2 bis 4 entsteht, das Natriumsulfat und etwa 12 bis 20 Gewichtsprozent Si 02 als Kieselsäure enthält. Die Hydrosole, die einen Kieselsäuregehalt über 17 Gewichtsprozent haben, müssen im allgemeinen bei 0 bis 5° C gehalten -werden, um rasche Gelbildung zu vermeiden.According to a preferred embodiment of the invention, the starting silicic acid hydroorganosols by reacting an aqueous solution of sodium silicate with aqueous H2SO4 0 to 15 ° C and in such proportions and concentrations that a Acid silicic acid hydroso1 with a pH value of around 2 to 4 is formed, sodium sulfate and contains about 12 to 20 percent by weight Si 02 as silica. The hydrosols, which have a silica content over 17 percent by weight, must in general kept at 0 to 5 ° C to avoid rapid gel formation.

Das so erhaltene Kieselsäurehydrosol wird bei 0 bis 1-5° C gehalten und mit einer mit Wasser mischbaren organischen Flüssigkeit, wie Äthanol, unter Bildung eines Kieselsäurehydroorganosols vermischt, das etwa 25 bis. 60 Gewichtsprozent der organischen Flüssigkeit und etwa 4 bis 11 Gewichtsprozent S'02 als Kieselsäure enthält. Das Natriumsulfat ist in dem obigen Sol praktisch unlöslich und wird somit in beträchtlicher Menge ausgefällt. Bei Entfernung des Nag S 04 durch Zentrifugieren, Filtrieren od. dgl. wird ein Sol erhalten, das etwa 0,1 bis 0,6 Gewichtsprozent Nag S 04 enthält, je nach der Konzentration der organischen Flüssigkeit in dem Sol und der Temperatur des Sols.The silica hydrosol obtained in this way is kept at 0 to 1-5 ° C and with a water-miscible organic liquid such as ethanol Mixes formation of a silicic acid hydroorganosol which is about 25 to. 60 percent by weight of the organic liquid and about 4 to 11 percent by weight of S'02 as silica contains. The sodium sulfate is practically insoluble in the above sol and thus becomes precipitated in considerable quantities. When removing the Nag S 04 by centrifugation, Filtration or the like. A sol is obtained which has about 0.1 to 0.6 percent by weight Nag S contains 04, depending on the concentration of the organic liquid in the sol and the temperature of the sol.

Die verwendete, mit Wasser mischbare Flüssigkeit kann bei Atmosphärendruck einen Siedepunkt unterhalb oder oberhalb von dem des Wassers haben, wenn das Sol z. B. zur Behandlung von Textilien oder Papier verwendet werden soll. So können z. B. die hähersiedenden, mit Wasser mischbaren Flüssigkeiten, -wie Diäthylenglyko1, Äthylenglykol, 2-Äthoxyäthanol, Methoxyäthanol, 2-Butoxyäthanol, der Monomethyläther von Diäthylenglykol, der Monoäthyläther von Diäthylenglykol oder der Monobutylätlher von Diäthylenglykol od. dgl., in solchen Fällen verwendet werden. Wenn jedoch die Sole zur Herstellung von Aerogelen verwendet werden sollen, ist es empfehlensyvert, mit Wasser mischbare organische Flüssigkeiten, vorzugsweise solche, die aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen bestehen, zu verwenden, die einen Siedepunkt unter dem des Wassers bei Atmosphärendruck 'haben. Als Beispiele für solche Flüssigkeiten seien Methanol, Äthanol, Isopropanol, tert.-Butylalkohol, Aceton od: dgl. genannt. Die bevorzugten organischen Flüssigkeiten oder Verdünnungsmittel sind Äthanol und Aceton.The water-miscible liquid used can be used at atmospheric pressure have a boiling point below or above that of water when the sol z. B. to be used for treating textiles or paper. So can z. B. the higher-boiling, water-miscible liquids, such as diethylene glycol, Ethylene glycol, 2-ethoxyethanol, methoxyethanol, 2-butoxyethanol, monomethyl ether of diethylene glycol, the monoethyl ether of diethylene glycol or the monobutyl ether of diethylene glycol or the like., Can be used in such cases. However, if the Sole should be used for the production of aerogels, it is recommended that water-miscible organic liquids, preferably those made of carbon, Hydrogen and oxygen atoms are made to use that have a boiling point below that of water at atmospheric pressure. As examples of such liquids methanol, ethanol, isopropanol, tert-butyl alcohol, acetone or the like may be mentioned. The preferred organic liquids or diluents are ethanol and Acetone.

Erfindungsgemäß wird nun das restliche oder gelöste Salz aus den oben beschriebenen Kieselsäurehydroarganosolen entfernt, indem man bei einer Temperatur unter 15' -C ein saures Kieselsäurehydroörganosol, das Kieselsäure, Wasser, eine mit Wasser ,mischbare organische Flüssigkeit, eine Mineralsäure -in einer- Menge, die einen p,1-Wert von 1,8 bis 4,5 einsteht, und ein Alkali enthält, mit der Wasserstoffform eines in Wasser unlöslichen, starken Kationen--austauschezs und einem mit einer flüchtigen organischen Säure beladenen wasserunlöslichen-schwachen' Anionenaustauscher, der eine Vielzahl von:salz-bilden-'den S.tiekstoffatömen enthält, in Berührung bringt, bis .das Hydroorganosöl praktisch frei von dem genannten, .zuerst erwähnten Salz ist, wobei das Sol mit den "genannten Anionen-_und Katio-nenaustauschern. gleich ;zeitig oder.in jeder beliebigen.Reihedfolge in Beruh-@rung ,gebracht wird. Das entstandene Sol enthält weniger als 0,01 Gewichtsprozent an Salz und enthält außerdem eine flüchtige organische Säure; die im Falle der Herstellung eines Aerogels bei Temperaturen nahe der kritischen Temperatur der flüssigen Phase des Sols ausgetrieben wird.According to the invention, the remaining or dissolved salt is now from the above Silicic acid hydroarganosols described removed by being at a temperature under 15 '-C an acidic silicic acid hydroorganosol, the silicic acid, water, a with water, miscible organic liquid, a mineral acid -in a- quantity, which has a p, 1 value of 1.8 to 4.5, and contains an alkali with the hydrogen form one strong cation exchange insoluble in water and one with one volatile organic acid loaded water-insoluble-weak 'anion exchanger, which contains a variety of: salt-forming-'den substances, brings into contact, to .the hydroorganos oil practically free of the mentioned, .first mentioned salt is, the sol with the "mentioned anion and cation exchangers. The same ; is brought into contact in good time or in any order. That resulting sol contains less than 0.01 percent by weight of salt and also contains a volatile organic acid; which in the case of the manufacture of an airgel Expelled temperatures close to the critical temperature of the liquid phase of the sol will.

Die Reaktion zwischen den Metallkationen in dem Sol und dem Kationenaustauscher kann durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden: M+ -1-- H R --> M R -f- H+, in der M+ ein Metallkation und R der wasserunlösliche Anteil des Kationenaustauschers ist. Der Kationenaustauscher wird also in der Wasserstofform verwendet- Sobald er erschöpft ist, wird er durch Behandlung mit einer Säure, z. B. H2 S 04 oder H Cl, regeneriert. Der Kationenaustauscher muß ein »starker Kationenaustauscher« sein, also Metallkationen aus wäßrig-organischen Lösungen beim p$ Wert 2 entfernen können. Beispiele für starke Kationenaustauscher sind wasserunlösliche phenolische Methylensulfonsäureharze, die z. B. durch Umsetzen von Phenol, Formaldehyd und H2 S O4 oder einem Alkali.sulfit erhalten werden; -wasserunlösliche polymerisierte Vinylaromaten, die kernständige Sulfonsäure- oder Schwefelsäuregruppen an aliphatischen Teilen der Polymeren enthalten, u. dgl. Im allgemeinen sind die Kationenaustauscher, die eine Titrationskurve haben, wie sie in Fig. 1, S. 88, der »Analytical Chemistry«, Bd. 21 (1949), gezeigt wird, gut geeignet.The reaction between the metal cations in the sol and the cation exchanger can be represented by the following equation: M + -1-- H R -> M R -f- H +, in which M + is a metal cation and R is the water-insoluble part of the cation exchanger is. The cation exchanger is therefore used in the hydrogen form - as soon as it is exhausted, it is removed by treatment with an acid, e.g. B. H2 S 04 or H Cl, regenerated. The cation exchanger must be a "strong cation exchanger", i.e. can remove metal cations from aqueous-organic solutions with a p $ value of 2. Examples of strong cation exchangers are water-insoluble phenolic methylene sulfonic acid resins, the z. B. by reacting phenol, formaldehyde and H2 S O4 or an alkali sulfite obtained; -water-insoluble polymerized vinyl aromatics, the nuclear Contain sulfonic acid or sulfuric acid groups on aliphatic parts of the polymers, and the like. In general, the cation exchangers that have a titration curve as shown in Fig. 1, p. 88, of "Analytical Chemistry", Vol. 21 (1949), well suited.

Die Reaktion zwischen den Mineralsäureanionen im Sol und der flüchtigen organischen Säureform des schwachen Anionenaustauschers kann durch die folgende Gleichung -wiedergegeben ---.erden: A-+R1(NH2)x' P --> Rz-(NH2)x'A+P-@ in der A- das Anion der Mineralsäure, z. B. Cl-, SO 4 - oder P04---, R1 - (N H2) x der wasserunlösliche Teil eines Anionenaustauschers und P eine flüchtige organische Säure, z. B. Ameisen- oder Essigsäure, ist. Die Gleichung erläutert den Austausch eines Mineralsäureanions in dem Hydroorganosol gegen ein flüchtiges organisches Säureanion durch Verwendung des Salzes einer flüchtigen organischen .Säure mit einem schwachbasischen Anionenaustauscher, der eine Vielzahl von salzbildenden Stickstoffatomen, z. B. Aminogruppen oder Iminogruppen, enthält. Der Anionenaustauscher muß in Farm eines »Salzes eines schwadhbasischen Anionenaustauschers mit einer flüchtigen organischen Säure« vorliegen, womit ein Material gemeint ist, das leicht Mineralsäureanionen aus einer wäßrig-organischen Lösung bei einem verhältnismäßigniedrigenpH Wert entfernt, .das aber solche Anionen-nur langsam entfernt, wenn der pH-Wert sich 7,0 nähert. Starke Anionenaustauscher können nicht verwendet werden, da sie Kieselsäure ebenso gut wie Mineralsäureanionen aus dem Sol absorbieren. Die- Basenformen einiger schwacher Anionenaustauscher, die untersucht worden sind, - sind für einen großtechnischen Einsatz .nieiht geeignet wegen der Schwierigkeit, die sich durch -die Gelierung des Sols auf Grund seines verhältnismäßig -hohen p$ Wertes bei Verwendung solcher-. Anionenäustauscher ergibt. Durch Verwendung der mit einer _flüchtigen organischen Säure bereiteten Form -eines schwachen Anionenaustauschers 'st es möglich, -die geeigneten p_ Werte - in dem 'S.ol zu erhalten, und das entstandene Sol -ist für weitere -Operationen, wie .Abpumpen, -zeitweilize Aufbewahrunz u..d--l- hin-,reichend -flüssig. Beispiele für hier zu verwendende schwache Anionenaustauscher sind die Salze mit flüchtigen organischen Säuren von schwachen Anionenaustauschern, z. B. von wasserunlöslichen Mischpolymerisaten von Styrol und Divinylbenzol, die kernständige Aminogruppen oder Polyalkylamingruppen enthalten, wasserunlösliche polymerisierte Kondensationsprodukte aus einem aromatischen Amin, z. B. m-Phenylendiamin, und Formaldehyd und wasserunlösliche polymerisierte Reaktionsprodukte von einem Polyamin, z. B. Äthylendiamin, Diäthylentriamin u. dgl., mit Phenol und Formaldehyd. Im allgemeinen sind geeignete schwache Anionenaustauscher solche, die eine Titrationskurve wie die von Fig. 6, S. 8 der »Encyclopedia of Chemical Technology«, Bd.8 (1952), herausgegeben von der Interscience Encyclopedia, Inc. New York, haben. Solche Stoffe enthalten eine Vielzahl von -N H2-, - N H R-oter -NR.- Gruppen, wobei R einen aliphatischen Rest bedeutet. Die flüchtigen organischen Säuren, die zur Umwandlung solcher Materialien in die Salzform dienen, sind Ameisen-, Essig-, Propionsäure u. dgl.The reaction between the mineral acid anions in the sol and the volatile organic acid form of the weak anion exchanger can be grounded by the following equation: A- + R1 (NH2) x 'P -> Rz- (NH2) x'A + P- @ in the A- the anion of the mineral acid, e.g. B. Cl-, SO 4 - or PO4 ---, R1 - (N H2) x the water-insoluble part of an anion exchanger and P a volatile organic acid, e.g. B. formic or acetic acid. The equation explains the exchange of a mineral acid anion in the hydroorganosol for a volatile organic acid anion by using the salt of a volatile organic acid with a weakly basic anion exchanger which contains a large number of salt-forming nitrogen atoms, e.g. B. amino groups or imino groups contains. The anion exchanger must be in the form of a "salt of a fused base anion exchanger with a volatile organic acid," by which is meant a material which easily removes mineral acid anions from an aqueous-organic solution at a relatively low pH value, but which removes such anions only slowly, when the pH approaches 7.0. Strong anion exchangers cannot be used because they absorb silica as well as mineral acid anions from the sol. The base forms of some weak anion exchangers that have been investigated are not suitable for large-scale use because of the difficulty caused by gelation of the sol due to its relatively high p value when using such. Anion exchanger results. By using the form of a weak anion exchanger prepared with a volatile organic acid, it is possible to obtain the appropriate p values in the oil, and the resulting sol can be used for further operations such as pumping out. Temporary storage u..d - l - sufficient, sufficient - liquid. Examples of weak anion exchangers to be used here are the salts with volatile organic acids of weak anion exchangers, e.g. B. of water-insoluble copolymers of styrene and divinylbenzene containing nuclear amino groups or polyalkylamine groups, water-insoluble polymerized condensation products of an aromatic amine, eg. M-phenylenediamine, and formaldehyde and water-insoluble polymerized reaction products of a polyamine, e.g. B. ethylenediamine, diethylenetriamine and the like, with phenol and formaldehyde. In general, suitable weak anion exchangers are those which have a titration curve such as that of Fig. 6, p. 8 of the "Encyclopedia of Chemical Technology", Vol. 8 (1952), published by Interscience Encyclopedia, Inc. New York. Such substances contain a large number of -N H2-, - NH R-oter -NR.- groups, where R is an aliphatic radical. The volatile organic acids used to convert such materials to the salt form are formic, acetic, propionic and the like.

Wenn der Anionenaustauscher erschöpft ist, kann er - z. B. durch Behandlung mit Ammoniak -regeneriert und dann durch Behandlung mit einer flüchtigen organischen Säure der beschriebenen Art in die Salzform der schwachen Säure übergeführt werden.When the anion exchanger is exhausted, it can - z. B. by treatment regenerated with ammonia and then treated with a volatile organic Acid of the type described can be converted into the salt form of the weak acid.

Bei der Durchführung der Verfahren dieser Erfindung ist es wichtig, daß der pH-Wert des Hydroorganosols während des Kationen- und Anionenaustauschs in dem Sol überwacht wird, um ein Gelieren des Sols zu vermeiden und um die Kationen und Anionen wirksam und so vollständig wie möglich zu entfernen. Die in dem Sol während des Kationenaustausches und des Anionenersatzes herrschenden p11-Bedingungen schwanken etwas mit der Reihenfolge, in der die Kationen- und Anionenaustau.sche-r verwendet werden bzw. bei denen gleichzeitiger Anwendung. Wenn das Ausgangshydroorganosol mit dem Anion enaustauscher und dann mit dem Kationenaustauscher in Berührung gebracht wird, steigt der pH Wert des Ausgangssols währond der Berührung mit dem Anionenaustauscher auf etwa 4,4 bis 4,8. Dieser PH-Wert wäre normalerweise zu hoch wegen der Gefahr der Gelierung, aber weil das Mineralsäureanion in dem Sol gegen das Anion der flüchtigen organischen Säure ausgetauscht wird, ist das erhaltene Sol stabiler und geliert nicht so schnell wie Sole, die Mineralsäureanionen enthalten. Tatsächlich hat dieses Sol eine Beständigkeit von einer Stunde oder mehr bei .einer Temperatur unter 15° C und ist somit hinreichend fließfähig, um mit dem Kationenaustauscher vor der Gelierung in Berührung gebracht zu werden. Das anschließende Inberührüngbringen` des Soli mit dem Kationenaüstauscher setzt den pH-Wert des Sols mit der Entfernung der Metallkationen so weit herab, daß er unter 4 und gewöhnlich zwischen etwa 1,8 und 3,3 liegt. Das bedeutet einen großen Vorteil, weil der Kationetiaustauscher anfänglich bei dem höheren pH-Wert des Sols angewendet wird; was eine wirksamere Entfernung der Metallkationen als .in dem Falle 'bewirkt, wo der Kationenaustaus,cher anfänglich mit einem Sol von geringerem p$ Wert umgesetzt wird: Obwohl dieses Verfahren die anfängliche Bildung. eines S-ols mit einem relativ hohen pÄ Wert und dadurch die Gefahr einer schnellen Gelierung in sich birgt, werden sowohl der .Anionen-#als auch der Kationenaustauscher bei einem ztir Umsetzung günstigen pg=Wert verwendet: - Nach dem obigen Verfahren kann das Sol direkt ohne weitere Verarbeitung für bestimmte Zwecke verwendet werden. Wenn das Sol bei Tei.iperaturen bis zu etwa 140° C getrocknet wird, ist das verbleibende Kieselsäwreanhy drill praktisch elelctrolytfrei, weil die flüchtige organische Säure ausgetrieben wird.In practicing the methods of this invention, it is important that the pH of the hydroorganosol be monitored during the cation and anion exchange in the sol in order to avoid gelling of the sol and to effectively and completely remove the cations and anions remove. The p11 conditions prevailing in the sol during the cation exchange and the anion replacement vary somewhat with the order in which the cation and anion exchange are used or when they are used simultaneously. If the starting hydroorganosol is brought into contact with the anion exchanger and then with the cation exchanger, the pH of the starting sol rises to about 4.4 to 4.8 during contact with the anion exchanger. This pH value would normally be too high because of the risk of gelation, but because the mineral acid anion in the sol is exchanged for the anion of the volatile organic acid, the resulting sol is more stable and does not gel as quickly as sols containing mineral acid anions. In fact, this sol has a stability of one hour or more at a temperature below 15 ° C. and is thus sufficiently fluid to be brought into contact with the cation exchanger before gelation. The subsequent contact of the sol with the cation exchanger lowers the pH of the sol with the removal of the metal cations to such an extent that it is below 4 and usually between about 1.8 and 3.3. This is a great advantage because the cation exchanger is initially used at the higher pH of the sol; which causes a more efficient removal of the metal cations than "in the case" where the cation exchange is initially reacted with a sol of a lower p $ value: Although this process causes the initial formation. of an S-ol with a relatively high PA value and thus the risk of rapid gelation, both the anion and cation exchangers are used with a pg value that is favorable for conversion: - According to the above process, the sol can can be used directly for specific purposes without further processing. If the sol is dried at temperatures up to about 140 ° C, the remaining silica drill is practically free of electrolyte because the volatile organic acid is driven off.

Wenn das Ausgangshydroorganosol zunächst mit dem Kationenaustauscher in Berührung gebracht wird, verursacht die Entfernung der Metallkationen. daraus ein Absinken des pH-Wertes bis etwa 1,8 'bis 2,0. Bei diesen pH-Werten ist das Sol ziemlich -.d. 1i. etwa 1 Woche oder länger bei Temperaturen unter 15° C - beständig. Es besteht deshalb kaum eine Gefahr der Gelierung. Jedoch erfolgt bei diesen tiefen pH-Werten die Entfernung der letzten Spuren von Metallkationen verhältnismäßig langsam, und der Kationenauistausch'er arbeitet nicht mit größter Wixksamkeit. Wann das entstandene Sol mit dem Anionenaustauscher in Berührung gebracht wird, steigt der pH-Wert des Sols mit der Entfernung der Mineralsäureanionen aus dem Sol durch den Anionenaustauscher an. Das Sol soll jedoch von dem Anionenaustausc'her abgetrennt werden, bevor das pff den Wert 4,0 überschreitet, weil andernfalls das Sol verhältnismäßig unstabil ist und selbst bei tiefen Temperaturen ziemlich rasch geliert.If the starting hydroorganosol is first used with the cation exchanger is brought into contact causes the removal of the metal cations. from it a drop in pH to about 1.8 to 2.0. The sol is at these pH values pretty -.d. 1i. about 1 week or more at temperatures below 15 ° C - resistant. There is therefore hardly any risk of gelation. However, it takes place at these lows pH values remove the last traces of metal cations relatively slowly, and the cation exchanger does not work with the greatest effectiveness. When that emerged As long as it is brought into contact with the anion exchanger, the pH value of the rises Sols with the removal of the mineral acid anions from the sol by the anion exchanger at. However, the sol should be separated from the anion exchanger before the pff exceeds the value 4.0, because otherwise the sol is relatively unstable and gels fairly quickly even at low temperatures.

Das Au.sgarngshydroorganosol kann ferner mit einem Gemisch des Kationen- und Anionenaustauschers in Berührung gebracht werden, bis alle oder praktisch alle Ionen des Salzes in dem Sol durch die Austauscher entfernt worden sind. Bei der Durchführung dieses Verfahrens liegt der pH-Wert des Sols im allgemeinen im Bereich von etwa 2,5 bis 4,0, und die Berührung wird so lange fortgesetzt; bis das Sol wenigor als 0,01 Gewichtsprozent des Salzes enthält. Bei dieser Ausführung der Erfindung wird das Ausgangshydroorganosol vorzugsweise aufwärts oder abwärts durch ein Mischbett des Anionen und Kationenaustauschers geschickt, wobei dieFließgesch-v##indi.gkeit so geregelt wird; daß der pH Wert des abfließenden Sols zwischen 2,5 und 4,0, bevorzugt aber zwischen 3,5 und 4,0, gehaalben wird, um beide Austauscher am besten wirksam werden zu lassen: Auf diese Weise wird der Salzgehalt des Ausgangssols so weit herabgesetzt; daß er weniger als 0,01 Gewichtsprozent des Sols ausmacht.The Au.sgarngshydroorganosol can also with a mixture of the cation and anion exchanger are brought into contact until all or practically all Ions of the salt in the sol have been removed by the exchangers. In the When this process is carried out, the pH of the sol is generally in the range from about 2.5 to 4.0, and the touch is continued for so long; until the sol littleor contains than 0.01 percent by weight of the salt. In this embodiment of the invention the starting hydroorganosol is preferably moved up or down through a mixed bed of the anion and cation exchangers, whereby the flow velocity is indi.gkeit so is regulated; that the pH of the outflowing sol is between 2.5 and 4.0, preferred but between 3.5 and 4.0, is taken to make both exchangers most effective to be let: In this way, the salt content of the starting sol is reduced so much; that it constitutes less than 0.01 percent by weight of the sol.

Wenn das Mischbett erschöpft ist, kann es regeneriert werden, indem zunächst der Anionen- und der Kationenaustauscher voneinander getrennt werden. Das kann durch hydraulische Trennung geschehen, die sich dile Unterschiede in den Dichten beider Materialien nutzbar macht. Nach der Trennung des A-nionen-und Kationenaustauschers voneinander -können diese, wie oben-beschrieben, einzeln regeneriert und wieder zu weiterer Behandlung des Ausgangshydroorganosols vermischt werden. .When the mixed bed is exhausted it can be regenerated by first the anion and cation exchangers are separated from one another. That can be done by hydraulic separation, which is dile differences in densities makes both materials usable. After the separation of the anion and cation exchangers As described above, these can be regenerated individually and again from one another be mixed for further treatment of the starting hydroorganosol. .

Unabhängig von der Reihenfolge der Austäuscher, die zum Umsatz mit dern Ausgangssod gewählt wird, wird es vorgezogen, das Sol durch ein. Bett -des Anionenaustauschers und ein Bett -des @Kationenaustauschers oder ein 'Mischbett beider Austausche zu schicken, um das Salz aus dem Sol zu',entfernen. -Das Durchfließen des Bettes des Austauschers kann abwärts oder aufwärts gesahdhen. Am einfachsten läßt man das Sol auf Grund der -Schwerkraft abwärts durch das Bett .der Austauscher fließen; .aber dies ist nicht notwendigerweise das-wirksamste Verfahren. In jedem Fall wird .es vorgezogen, vor:..dem Durchschicken der Au@sgangs,soJe durch das--Aus-tauscherbett irgendwelche 'Festbestandtei.le, z. B. Gelteilchen. oder andere Teilehen von mehr als kolloider Größe, aus dem Sol zu entfernen. Das kann durch Filtrieren oder Zentrifugneren od. dgl. geschehen; am besten wird das Sol durch ein Sandfilter geschickt.Regardless of the order of the exchangers who sell with If the starting sod is chosen, it is preferred to feed the sol through a. Bed -des Anion exchanger and a bed of the cation exchanger or a mixed bed to send both exchanges to remove the salt from the sol. -The flowing through the bed of the exchanger can look downwards or upwards. The easiest the sol is let down through the bed of the exchanger due to the force of gravity flow; .but this is not necessarily the most effective method. In each In case it is preferred, before: ... sending the exit, so through the - exchange bed any fixed ingredients, e.g. B. gel particles. or other Particles larger than colloidal in size to remove from the sol. That can go through Filtration or centrifugation or the like. Done; the sol is best sent a sand filter.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert. Teile und Prozentzah `len sind, wenn nicht anders bemerkt, in Gewichtseinheiten angegeben.The invention is illustrated by the following examples. Parts and percentages are given in units of weight unless otherwise noted.

Beispiel 1 7,51 eines sauren Kies@elsäure-Äthanol-Hydrosols mit einer Temperatur von 5° C und einem Gehalt an kolloider Kieselsäure von 9,7%; einem Natriumsulfatgehalt von 0,3%, einem Äthanolgehalt von 50%, einem Wassergehalt von 40% und so viel freier Schwefelsäure, daß der pH-Wert bei etwa 2,6 lag, wurden zunächst durch ein Sandfilter filtriert und dann auf Grund der Schwere abwärts durch eine 140-ccm-Säule der Wasserstofform von wasserunlöslichen Kügelchen eines MisChpolymerisats aus Styrol und Divinylbenzol, das kornständige Sulfonsäu.regruppen enthält, in einer Menge von annähernd 10 ccm j e Minute geschickt. Das Kationenaustauschmischpalymerisat hatte eine Kapazität von 4,25 mval/g. Der pH-Wert des Äthanol-Hydrosols wurde durch diese Behandlung auf etwa 2,0 erniedrigt, und das abfließende Soll war praktisch frei von Natrium- und Eisenionen, was daraus ersichtlich war, daß es eine zu vernachlässigende Flammenfärbung für Natrium und eine sehr schwache Färbung einer sauren Rhodanidlösung ergab, wenn diese in einen Teil des abfließenden Sols getropft wurde.Example 1 7.51 of an acidic gravel @ elsäure Ethanol hydrosol with a temperature of 5 ° C and a content of colloidal silica of 9.7%; a sodium sulfate content of 0.3%, an ethanol content of 50%, a water content of 40% and so much free sulfuric acid that the pH was about 2.6, were first filtered through a sand filter and then downwards due to the gravity through a 140 ccm column of the hydrogen form of water-insoluble spheres of a mixed polymer of styrene and divinylbenzene containing granular sulfonic acid groups in an amount of approximately 10 ccm per minute. The cation exchange mixed polymerizate had a capacity of 4.25 meq / g. The pH of the ethanol hydrosol was lowered to about 2.0 by this treatment, and the effluent was practically free of sodium and iron ions, which was evident from the fact that there was negligible flame color for sodium and very faint color an acidic rhodanide solution when this was dripped into part of the draining sol.

3,751 des von dem Kationenaustauschharz abgetropften Sols wurden in einen Glasbehälter gebracht und kräftig umgerührt, während insgesamt 220g des. ameisensauren Salzes von »Amberlite IR-45« (schwacher Anionenaustausdher, der aus einem wasserunlöslichen Styrol-Divinylbcnzol-Misdhpolymerisat mit einer Vielzahl von Polyalkylamingruppen besteht) , der eine Kapazität von 6,0 mval/.g hatte, zugefügt wurden. Sobald der pH-Wert des Sols den Wert 3,7 erreicht hatte, wurde das Rühren unterbrochen und der Anionenaustauscher schnell von dem Sol durch Filtrieren durch ein Sieb mit 525 Maschen je qcm abgetrennt. Das entstandene Sol lieferte keinen sichtbaren .Niederschlag, wenn ein Teil davon mit Bariumchlori:dlösung geprüft wurde, und enthielt weniger als 0,01 Gewichtsprozent Natriumsulfat. Die Menge der von dem Anionenaustauscher absorbierten Kieselsäure war zu vernachlässigen.3.751 of the sol drained from the cation exchange resin were placed in a glass container and vigorously stirred, while a total of 220 g of the acidic salt of "Amberlite IR-45" (weak anion exchanger, which consists of a water-insoluble styrene-divinylbenzene-Misdhpolymerisat with a large number of polyalkylamine groups) , which had a capacity of 6.0 meq / .g, were added. As soon as the pH of the sol had reached 3.7, the stirring was interrupted and the anion exchanger was quickly separated from the sol by filtering through a sieve with 525 meshes per square cm. The resulting sol gave no visible precipitate when part of it was tested with barium chloride solution and contained less than 0.01 percent by weight sodium sulfate. The amount of silica absorbed by the anion exchanger was negligible.

Beispiel 2 9,751 eines sauren Kieselsäure-Äthanol-Hydrosols mit einer Temperatur von 10° C und einem Gehalt an kolloider Kieselsäure von 9,70/0. einem Natriumsulfatgehalt von 0,3.% und einem Äthanoilgc'halt von 50°/o, einem Wassergehalt von 401/o und so viel freier Schwefelsäure, daß der pH-Wert bei etwa 3,0 lag, wurden zunächst durch ein Sandfilter filtriert und dann auf Grund der Schwere abwärts durch eine Säule von 17 mm Durehmess,er und 610 mm Höhe von Kügelch,ai der Wasserstofform des Kationenaus.tauscherharzes Amberlite IR-120, das aus einem wasserurilösl.ic'hen Imlischpolymerisat von Styrol und Divinylbenzol mit einer Vielzahl von kernständigen Sulfonsäuregruppen und einer Kapazität von 4,20 mval/g besteht, in einer Menge von 15 ccin je Minute geschickt. Das vorn dem Kationernaustauscherharz abfließende Sol wurde bis zur Erreichung eines pH-Werrtm von 2 aufgefangen. Ein Teil des abgeflossenen Sols-wurde untersuchet und ergab in der Flamme zu vernachlässigende Mengen Natrium; es wurde ferner durch Zusatz einer sauren Rhodani.dlösung geprüft und ergab dabei eine sehr geringe Färbung und damit eine zu veirnachlässigende Menge Eisen.Example 2 9.751 of an acidic silicic acid-ethanol hydrosol with a temperature of 10 ° C. and a content of colloidal silicic acid of 9.70 / 0. a sodium sulfate content of 0.3% and an ethanol content of 50%, a water content of 401 / o and so much free sulfuric acid that the pH was about 3.0 were first filtered through a sand filter and Then due to the gravity down through a column of 17 mm Durehmess, he and 610 mm height of Kegelch, ai the hydrogen form of the cation exchange resin Amberlite IR-120, which is made of a water-soluble polymer of styrene and divinylbenzene with a large number of of nuclear sulfonic acid groups and a capacity of 4.20 meq / g, sent in an amount of 15 ccin per minute. The sol flowing off the cation exchange resin was collected until a pH of 2 was reached. A part of the drained sol was examined and resulted in negligible amounts of sodium in the flame; it was also tested by adding an acidic solution of rhodium and showed a very slight color and thus a negligible amount of iron.

Der Rest des abgeflossenen Sols wurde daraufhin abwärts durch eine Säule von 17 mm Durchmesser und 610 mm Höhe aus Kügelchen des ameisensauren Salzes von (obenerwähntem) »Amberlite IR-45« (Kapazität 6,0 mval/,g) in einer Menge von 15 ccm je Minute geschickt. Der pH-Wert des von dem Anionenaustausdherhairz abfließenden Sols war etwa 3,8, und seine spezifische Lautfähigkeit betrug 3 . 10-5 reziproke Ohm bei 25° C. Die Flammenfärbung zeigte zu vernachlässigende Mengen Natriumionen, und es wurden kein Niederschlag und kenne Trübung beobachtet, weinn ein Teil der abfließenden Lösung mit einer verdünnten wäßrigcn Bariumchloridlösung versetzt wurde. Die oben angegebene spezifische Leitfähigkeit entsprach einem Natriumsulfatgehalt von weniger als 0,01%. Beispiel 3 9,751 eines sauren Kieselsäure-Äthanol-Hydrosols mit einer Temperatur von 5° C und einem §ililciumdi'oxydgehalt von 9,4% als kolloidale Kieselsäure, einem Natriumsulfatgehalt von 0,60/0, einem Äthanolgehallt von 45%, einem Wassergehalt von 45% und so viel freier Schwefelsäure, daß der pH-Wert bei etwa 2,3 lag, wurden zuerst durch ein Sandfilter filtriert und dann auf Grund der Schwere abwärts durch eine Säule von 17 mm Durchmesser und 1.220 mm Höhe aus einem gründlich vermischten Bett von Teilchen geschickt, die gleiche Kapazitäten der Wasserstofform des Kationenaustauschers »Amberlite IR-120« und des Essigsäuresalzes von »Amberlite IR-45« :enthielten:. Die Fli.eßgeschwindi.gleieit des Ausgarngs,sols durch, die Säule wurde so geregelt, daß ein ablaufendes Sol mit einem pH zwischen 3,5 und 4,0 erhalten wurde. Dieses abfließende Sol enthielt wenige als 0,01'% Natriumsulfat und «rar bei 5° C etwa 24 Stunden lang stabil, währeaid welcher Zeit es ohne merkliche Änderung der Viskosität abgepumpt oder gelagert werden konnte. Beispiel 4 Ein saures Kieselsäure-Äthanol-Hydrosol wurde durch allmähiicihes Zufügen von 630g einer wäßrigen Lösung, die 201/o Natriumsilicat mit einem Nag O : Si H2 Verhältnis von 3,2 : 1 enthielt, unter kräftigem Rühren zu 176g einer wäßrigen Lösung, die 34,61/o H2 S 04 enthielt, hergestellt. Sobald der pH-Wert der Mischung 2,5 erreicht hatte, wurde die Zugabe der Natriumsilicatlösung abgebrochen und nach und nach so viel Äthanol zugefügt, daß dieses 501/o des erhaltenen Sols ausmachte. Alle genannten Bestandteile befanden sich in Glasbehältern, die bis zum Augenblick, des Vermischens in einem Eisbad standen. Das erhaltene Sol -hatte eine Temperatur von 6° C, und die bei. der Zugabe des Äthanols ausgefallenen Natriumsulfatkristalle werden von dem Sol bei 6° C äbfiltriert. Der Natriumsulfatgehalt dieses Kieselsäu.re-Äthanol-Hydrosol:s betrug 0,121/o.The remainder of the drained sol was then down through a column 17 mm in diameter and 610 mm in height from beads of the formic acid salt of (above) "Amberlite IR-45" (capacity 6.0 meq /, g) in an amount of 15 ccm sent per minute. The pH of the sol drained from the anion exchanger hair was about 3.8, and its specific viability was 3. 10-5 reciprocal ohms at 25 ° C. The color of the flame showed negligible amounts of sodium ions, and no precipitate was observed and no turbidity was observed when a part of the flowing solution was admixed with a dilute aqueous barium chloride solution. The specific conductivity given above corresponded to a sodium sulfate content of less than 0.01%. Example 3 9.751 of an acidic silicic acid-ethanol hydrosol with a temperature of 5 ° C. and a silicon dioxide content of 9.4% as colloidal silicic acid, a sodium sulfate content of 0.60 / 0, an ethanol content of 45%, a water content of 45% and so much free sulfuric acid that the pH was about 2.3, was first filtered through a sand filter and then, due to the gravity, down through a column 17 mm in diameter and 1,220 mm in height from a thoroughly mixed bed of Particles sent that contained the same capacities of the hydrogen form of the cation exchanger "Amberlite IR-120" and the acetic acid salt of "Amberlite IR-45" :. The flow rate of the Ausgarngs sols through, the column was regulated so that a running sol with a pH between 3.5 and 4.0 was obtained. This draining sol contained less than 0.01% sodium sulfate and was rarely stable at 5 ° C for about 24 hours, during which time it could be pumped off or stored without any noticeable change in viscosity. EXAMPLE 4 An acidic silicic acid-ethanol hydrosol was prepared by gradually adding 630 g of an aqueous solution containing 201 / o sodium silicate with a Nag O: Si H2 ratio of 3.2: 1, with vigorous stirring, to 176 g of an aqueous solution containing 34.61 / o H2 S 04 contained. As soon as the pH of the mixture had reached 2.5, the addition of the sodium silicate solution was stopped and so much ethanol was gradually added that this accounted for 501 / o of the sol obtained. All of the above ingredients were in glass containers that were placed in an ice bath until the moment they were mixed. The sol obtained had a temperature of 6 ° C, and the at. The sodium sulfate crystals precipitated after the addition of the ethanol are filtered off from the sol at 6 ° C. The sodium sulfate content of this silica-ethanol hydrosol: s was 0.121 / o.

Das obige K ieselsäure-Äthanal-Hydrosol wurde in einer Menge von 4 ccm j e Minute auf Grund der Schwere abwärts durch eine Säule fließen gelassen, die 1 cm Durchmesser und 28 cm Höhe hatte und Teilchen des ameisensauren Salzes von »Amberlifie IR-45« enthielt. Der PH-Wert des von dieser Säule ablaufenden Sols betrug etwa 4,6, und der spezifische Widerstand war 2500 Ohm. Eine Probe von 2 ccm des ablaufenden Sols ergab mit einem Tropfen einer lmolaren wäßrigen Bäriumchloridlösung keine Trübung, wodurch die wirksame Entfernung der Sttlfat-Ionen angezeigt wurde.The above silica-ethanal hydrosol was used in an amount of 4 ccm is allowed to flow downwards through a column every minute due to the gravity, which was 1 cm in diameter and 28 cm in height and particles of formic acid salt of "Amberlifie IR-45" contained. The pH of the sol drained from this column was about 4.6 and the resistivity was 2500 ohms. A sample of 2 cc of running sol resulted with one drop of an 1 molar aqueous barium chloride solution no turbidity, indicating the effective removal of the Sttlfat ions.

Das von der Anion:enaustauschersäule abfließende Sol befand sich im Zustand rascher Gelierfähigkei:t und wurde deswegen sofort abwärts durch die Säule geschickt, die 1 ,cm Durchmesser und 28 cm Höhe hatte und aus Teilchen der Wasserstofform von »Dowe--,;, 50«, einem starken K2tionenaust@auseherharz, bestand, das aus einem Misohpolymeris.at von Styroi und Divirtylbenzol mit einer Vielzahl von kernständigen Sulfonsäuregruppen und einer Kapazität von 4,25 mval/g bestecht. Die Fließgeschwindigkeit des Sols durch das Kationenaustauscherbett betrug 4 ccm je Minute, und das von dem Bett ablaufende Sol hatte einen pH-Wert von etwa 3,0 und einen spezifischen Widerstand von 6600 Ohm, entsprechend einem Natriumsulfatgelhalt unter 0,01%. Dieses ablaufende Sol zeigte in der Flamme eine zu vernachlässigende Gelbfärbung, die die praktisch vollständige Entfernung des @Tatrium-Ions anzeigte. Beispiel s Es wurden Versuche, wie in den Beispielen 1 und 4 beschrieben, durchgeführt, nur enthielten die (sonst gleichen) Ausgangssole Aceton an Stelle von Alkohol. Die sauren Ki,eselsäure-Aceton-Hvdrosole enthielten nach der Behandlung mit den Anionen- und Kationenaustauscherfiarzen weniger als 0,01% Nag S04.The sol flowing out of the anion exchange column was in the State of rapid gelling ability and was therefore immediately down through the column sent, which had a diameter of 1 cm and a height of 28 cm, and made of particles of the hydrogen form from "Dowe -,;, 50", a strong clotionist resin, that consisted of a Misohpolymeris.at from Styroi and Divirtylbenzol with a variety of nuclear components Sulfonic acid groups and a capacity of 4.25 meq / g. The flow rate of the sol through the cation exchange bed was 4 cc per minute, and that of the The bed draining sol had a pH of about 3.0 and a resistivity of 6600 ohms, corresponding to a sodium sulfate gel content below 0.01%. This expiring Sol showed a negligible yellow coloration in the flame, which is practically the case indicated complete removal of the @tatrium ion. Example s Attempts were made as described in Examples 1 and 4, only the (otherwise same) starting brine acetone instead of alcohol. The Acid Ki, Eselsäure-Aceton-Hvdrosols contained less after treatment with the anion and cation exchange resins than 0.01% Nag S04.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von sauren Kieselsättrehydroorganosolen mit außerordentlich geringem Salzgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur unter 15° C ein saures Kieselsäurehydroorganasol, das Kieselsäure, Wasser, eine mit Wasser mischbare organische Flüssigkeit, eine Mineralsäure in einer Menge, die einen PH-Wert von 1,8 bis 4,5 einstellt, und ein Alkali enthält, mit der Wasserstofform eines in Wasser unlöslichen, starken Kationünaustauschers und einem mit einer flüchtigen organischen Säure beladenen wasserunlöslichen schwachen Anionenaustauscher, der eine Vielzahl von salzbildenden Stickstoffatomen enthält, in Berührung bringt, bis das Hydroorganosol praktisch frei von dem genannten, zuerst erwähnten Salz ist, wobei das Sol mit den genannten Anionen- und Kationenaustauschern gleichzeitig oder in jeder beliebigen Rei,henfo.lge in. Berührung gebracht wird. PATENT CLAIMS: 1. A process for the production of acidic silicic acid hydroorganosols with an extremely low salt content, characterized in that at a temperature below 15 ° C an acidic silicic acid hydroorganosol, the silicic acid, water, a water-miscible organic liquid, a mineral acid in an amount that adjusts a pH value of 1.8 to 4.5, and contains an alkali, with the hydrogen form of a water-insoluble, strong cation exchanger and a water-insoluble weak anion exchanger loaded with a volatile organic acid and containing a large number of salt-forming nitrogen atoms in Bringing contact until the hydroorganosol is practically free of the said, first-mentioned salt, the sol being brought into contact with the said anion and cation exchangers simultaneously or in any desired order. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit Äthanol oder Aceton und das genannte, zuerst erwähnte Salz Na, S 04 ist. 2. Procedure according to Claim 1, characterized in that the organic liquid is ethanol or Acetone and the said, first mentioned salt is Na, S 04. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das saure Kieselsäurehydroorganosal Natriumsulfat, etwa 4 bis 11 Gewichtsprozent Kieselsäure, etwa 25 bis 60 Gewichtsprozent einer mit Wasser mischbaren organischen Flüssigkeit, Wasser und eine hinreichende Menge Schwefelsäure enthält, um eiirren pH-Wert zwischen 2 und 4 zu erzeugen. 3. The method according to claim 1, characterized in that the acidic silicic acid hydroorganosal sodium sulfate, about 4 to 11 weight percent silica, about 25 to 60 weight percent one water-miscible organic liquid, water and a sufficient amount Contains sulfuric acid to produce an insane pH between 2 and 4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei-chnet, daß bei einer Temperatur unter 15° C ein saures Kieselsäurehydroorganosol, welches etwa 0,1 bis 0,6 Gewichtsprozent Natriumsulfat, etwa 4 bis 11 Gewichtsprozent S" 02 als Kieselsäure, etwa 25 biss 60 Gewichtsprozent einer mit Wasser mischbaren organischen Flüssigkeit mit einem Siedepunkt unter dem des Wassers bei Atmosphürendruck, die aus Sauerstoff-, Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen besteht, enthält und dessen Rest praktisch aus Wasser und Schwefelsäure in solcher Menge besteht, daß sein pH-Wert zwischen 2 und 4 liegt, mit der Wasserstofform eines wasserunlöslichen, starken Kationenaustatraehers zwecks Entfernung praktisch aller Natri.um-Ionen des Natriumsulfats aus dem Sol in Berührung gebracht wird, wobei ein Hydroorganosol mit einem pH-Wert zwischen 1,8 und 3,3 entsteht, und daß das erhaltene Sol danach bei einer Temperatur unter 15° C mit einem mit einer flüchtigen organischen Säure beladenen wasserunlöslichen schwachen Anionenaustauscher, der eine Vie4zah d von salzbildenden Stickstoffatomen enthält, in Berührung gebracht wird, um praktisch alle Sulfat-Ionen in dem Sol durch Anionen der genannten flüchtigen organischen Säure zu ersetzen, wobei ein Hydroorganosol erhalten wird, dessen pH-Wert zwischen etwa 3,3 und 4,0 liegt und das praktisch frei von Natriumsulfat und anderen anorganischen Salzen ist. 4. Procedure according to claim 1, characterized in that at a temperature below 15 ° C a acidic silicic acid hydroorganosol, which contains about 0.1 to 0.6 percent by weight sodium sulfate, about 4 to 11 percent by weight of S "02 as silica, about 25 to 60 percent by weight a water-miscible organic liquid with a boiling point below the of water at atmospheric pressure, made up of oxygen, hydrogen and carbon atoms consists, contains and the rest of which consists practically of water and sulfuric acid in such Quantity consists that its pH is between 2 and 4, with the hydrogen form one water-insoluble, strong cationic static eliminator for the purpose of removing virtually all of them Natri.um ions of the sodium sulfate from the sol is brought into contact, whereby a hydroorganosol with a pH value between 1.8 and 3.3 is formed, and that the obtained sol then at a temperature below 15 ° C with a with a volatile organic acid-laden, water-insoluble weak anion exchanger, the contains a number of salt-forming nitrogen atoms becomes to practically all sulfate ions in the sol due to anions of the said volatile to replace organic acid, whereby a hydroorganosol is obtained, whose pH value is between about 3.3 and 4.0 and is practically free of sodium sulfate and others inorganic salts is. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei, einer Temperatur unter 15° C ein saures Kieselsäurehydroorganosoil, das etwa 0,1 bis 0,6 Gewichtsprozent Natriumsulfat, etwa 4 bis 11 Gewichtsprozent Kieseläure, etwa 25 bis 60 Gewichtsprozent einer mit Wasser mischbaren organischem Flüssigkeit mit einem Siedepunkt unter dem des Wassers bei Atmosphärendruck, die aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen besteht, enthält und dessen Rest praktisch aus Wasser und Schwefelsäure in solcher Menge besteht, daß sein pH-Wert zwischen 2 und 4 liegt, mit einem mit einer flüchtigen organischen Säure beladenen wasserunlöslichen schwachen Anionenaustauscher, der eine Vielzahl von salzbildenden Stickstoffatomen enthält, in Berührung gebracht wird, bis praktisch alle Sulfat-Ionen in dem genannten Sol gegen Anionien der genannten, flüchtigen organischen Säure ausgetauscht worden sind, wobei der pH-Wert des genannten Sols auf etwa 4,4 bis 4,8 ansteigt, und daß danach das genannte Sol bei einer Temperatur unter 15° C und ehe noch beträchtliche Änderung derViskosität erfolgt, mit der Wasserstofform eines wass ierundöslichen starken Kationenaustausdhers in Berührung gebracht. wird, bis praktisch alle Natrium- und anderen Metallionen aus dem genannten Sod durch den Kationenaustauscheir entfernt worden sind, wobei der pH-Wert des Sols auf etwa 2 bis 3.3 absinkt, und das Sol praktisch frei von Natriumsulfat und anderen anorganischen Salzen ist. 5. The method according to claim 4, characterized in that that at a temperature below 15 ° C an acidic silicic acid hydroorganosoil, the about 0.1 to 0.6 percent by weight sodium sulfate, about 4 to 11 percent by weight silica, about 25 to 60 percent by weight of a water-miscible organic liquid with a boiling point below that of water at atmospheric pressure, consisting of carbon, Hydrogen and oxygen atoms consists, contains and the rest of which practically consists of Water and sulfuric acid exist in such an amount that its pH value between 2 and 4, with a volatile organic acid laden water-insoluble one weak anion exchanger containing a large number of salt-forming nitrogen atoms contains, is brought into contact until practically all of the sulfate ions in the said Sol has been exchanged for anions of the volatile organic acid mentioned are, wherein the pH of said sol increases to about 4.4 to 4.8, and that then said sol at a temperature below 15 ° C and before still considerable Change in viscosity takes place with the hydrogen form being water-insoluble strong cation exchanger brought into contact. until practically all sodium and other metal ions are removed from said sod by the cation exchange have been, the pH of the sol drops to about 2 to 3.3, and the sol is practically free from sodium sulfate and other inorganic salts. 6. Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flüchtige organische Säure, mit der der Anionenaustauscher die Salzform bildet, Essig- oder Ameisensäure ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 701245.6. Procedure according to any one of the preceding claims, characterized in that the volatile organic acid with which the anion exchanger forms the salt form, vinegar or Is formic acid. Documents considered: British Patent No. 701245.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009147025A3 (en) * 2008-06-04 2010-10-21 Basf Se Method for the production of organosols

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB701245A (en) * 1951-11-17 1953-12-23 Du Pont Process for producing stable silica sols

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