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DE1054435B - Verfahren zur Herstellung von Kieselsaeureaerogelteilchen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Kieselsaeureaerogelteilchen

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Publication number
DE1054435B
DE1054435B DEM27012A DEM0027012A DE1054435B DE 1054435 B DE1054435 B DE 1054435B DE M27012 A DEM27012 A DE M27012A DE M0027012 A DEM0027012 A DE M0027012A DE 1054435 B DE1054435 B DE 1054435B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silica airgel
silicone oil
airgel particles
silica
particles
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
DEM27012A
Other languages
English (en)
Inventor
Ralph Francis Nickerson
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 DE1054435B publication Critical patent/DE1054435B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0091Preparation of aerogels, e.g. xerogels
    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

M 27012IV a /12 i
ANMELDETAG: 6. MAI 1955
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT.·
9.APRIL1959
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kieselsäureaerogelteilchen, die zum Verstärken von Silikonkautschuken geeignet sind.
Es ist bereits bekannt, Kieselsäureaerogele in SiIikon- oder Siloxankautschuke oder -elastomere als verstärkende Füllstoffe einzuverleiben. Kieselsäureaerogele von verhältnismäßig hohem Säuregehalt oder mit verhältnismäßig hoher Säurezahl, d.h. über etwa 0,8, können vor dem Härten durch Vermählen in Silikongummis eingeknetet werden. Aber das Erzeugnis verliert, nachdem die Mischung zwecks Bildung eines elastischen Kautschuks oder Erzeugnisses gehärtet worden ist, beim Stehen oder \vährend des Gebrauchs, z. B. bei Temperaturen von 200 bis 260° C, beträcht-Hch an Gewicht. Andererseits können Kieselsäureaerogele, die neutral sind oder nur verhältnismäßig kleine Säuremengen enthalten — die einer Säurezahl unter 0,8 entsprechen — ebenfalls vor dem Härten in Silikonkautschuk eingeknetet werden, aber die erhaltene Masse erhärtet bis zu einem gewissen Grade beim Altern und kann entweder gar nicht oder nur mit großen Schwierigkeiten vor dem endgültigen Härten Avieder vermählen werden. Es ist auch schon bekannt, Kieselsäureaerogele mit Silikonpolymeren zu behandeln, um sie hydrophob zu machen. Da auch hier der wesentliche Gesichtspunkt der Säurezahl des Aerogels unbeachtet blieb und die Behandlung nicht wie im vorliegenden Falle mit einem Silikonöl unter Erhaltung der Struktur des Aerogels erfolgte, konnten nicht die überlegenen erfindungsgemäß erzielten Ergebnisse erhalten werden. Nach dem neuen Verfahren ist es möglich, die früher beobachteten Nachteile bei Verwendung von Kieselsäureaerogelen, die neutral hirschwach sauer sind, zu überwinden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Kieselsäureaerogelteilchen, die zum Verstärken von Silikonkautschuken geeignet sind, vor geschlagen, das darin besteht, daß ein Silikonöl auf !Kieselsäureaerogelteilchen mit einer Säurezahl unter 0,8 einwirkt, bis die Teilchen teilweise bis vollständig hydrophob geworden sind, und daß diese Kieselsäureaerogelteilchen während und/oder nach der Einwirkung des Silikonöls zerkleinert werden, bis sie die gewünschte Größe haben.
Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, daß die Kieselsäureaerogelteilchen in einer Stufe nach der Anwendung des Silikonöls zerkleinert werden.
Es hat sich herausgestellt, daß, wenn ein Kieselsäureaerogel mit einer Säurezahl unter 0,8 durch Be-Verfahren zur Herstellung
von Kieselsäureaerogelteilchen
Anmelder:
Monsanto Chemical Company,
St. Louis, Mo. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,
Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. Mai 1954
Ralph Francis Nickerson, Marblehead, Mass. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden
handlung mit einem Silikonöl unter Erhaltung der Aerogelstruktur zumindest teilweise hydrophob gemacht wird, seine Eigenschaften als verstärkender Füllstoff für Silikonkautschuke denen des unbehandelten Kieselsäureaerogels oder denen des Kieselsäureaerogels mit einer höheren Säurezahl erheblich überlegen sind.
Die Bezeichnung »Säurezahl«, wie sie hier verwendet wird, drückt die Anzahl mg KOH aus, die zur Neutralisation von 1 g Kieselsäureaerogel bis zum Pn 5,2 erforderlich sind. Die Säurezahl wird zweckmäßig in der Weise bestimmt, daß man 4 g trockenes Kieselsäureaerogel mit 100 ecm destillierten Wassers gründlichst vermischt und die erhaltene Suspension mit 0,01 n-NaOH bis zum pH-Wert von 5,2 titriert, das mit Glaselektroden, die gegen eine wäßrige Pufferlösung vom Pn-Wert von 4,0 eingestellt sind, gemessen wird. Die Säurezahl wird nach folgender Gleichung berechnet:
ccmNaOH-Lösung · η · 0,0561 · 1000
— = mg KOH je g Kieselsäureaerogel oder Säurezahl .
809 789/451
In der obigen Gleichung bedeutet η die Normalität der Natronlauge.
Das Kieselsäureaerogel, das eine Säurezahl unter 0,8 bzw. 0,1 bis 0,79 hat, kann durch Behandlung mit Silikonölen auf verschiedenen Wegen teilweise bis vollständig hydrophob gemacht werden. So können dir Kieselsäureaerogelteilchen mit einer praktisch wasserfreien Lösung eines Silikonöls in einer organischen Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel für das Silikonöl ist, überzogen werden, worauf die entstandene Mischung nach Entfernung der Lösung stehengelassen wird, bis ein trockenes oder praktisch trockenes überzogenes Kieselsäureaerogel erhalten worden ist. Das erhaltene Produkt wird dann zerkleinert oder gemahlen, vorzugsweise in einer Luftmahlmühle, und besteht aus festen Kieselsäureaerogelteilchen, die mit einem Film von Silikonöl überzogen sind. Die Struktur des ursprünglichen Aerogels ist in dem Endprodukt größtenteils erhalten. Das Maß, bis zn welchem das Kieselsäureaerogel hydrophob gemacht wird, hängt in erster Linie von der Konzentration des Silikonöls in der Lösung ab. Die besten Kieselsäureaero'gelfüllstoffe sind die mit hydrophoben Eigenschaften; sie werden deshalb vorgezogen.
Die Kieselsäureaerogele mit einer Säurezahl unter 0,8 können auch während des Zerkleinerns mit einem Sprühnebel, der Tröpfchen von Silikonöl oder Tröpfchen einer praktisch wasserfreien Lösung des Silikonöls in einem organischen Lösungsmittel enthält, behandelt werden. Es ist möglich, die Kieselsäureaerogelteilchen durch Regelung der darauf verwendeten Tröpfchenzahl während des Zerkleinerungs- und Mahlvorganges in frei rieselndem Zustand zu erhalten. Der Zerkleinerungs- oder Mahlvorgang wird vorzugsweise in einer Luftmahlmühle ausgeführt, wie sie z. B. in Fig. 51 auf S. 1145 des »Chemical Engineers' Handbook«, 3. Ausgabe, McGraw-Hill, New York, N. Y., gezeigt wird. Das Zerkleinern oder Mahlen wird vorzugsweise in einer Luftatmosphäre ausgeführt, die eine Temperatur von Raumtemperatur bis gerade unterhalb der Zersetzungstemperatur des Silikonöls haben kann. Geeignete Lufttemperaturen für diesen Zweck liegen zwischen ungefähr 27 bis 150° C. Das nach diesem Verfahren erhaltene Produkt ist mit dem vergleichbar, das durch Überziehen (bzw. Eintauchen) — wie oben beschrieben — erhalten wurde, aber das Aufbringen während des Zerkleinerns oder Mahlens ist wirtschaftlicher und wird deshalb dem obigen Verfahren vorgezogen. Darüber hinaus hat das Aufbringen des Silikonöls während des Zerkleinerungs- oder Mahl-Vorganges noch einen weiteren Vorteil, da hierbei die physikalischen Eigenschaften des Aerogels nicht verändert werden, wohingegen beim Überziehen das Aerogel in gewissem Maße schrumpfen kann, wodurch sich die physikalischen Eigenschaften verändern. Die Menge, in der der Sprühnebel des Silikonöls oder seiner Lösung dem Aerogel zugefügt wird, kann je nach der Konzentration des Silikonöls in dem Nebel, den gewünschten Eigenschaften des Produktes und der Menge des behandelten Aerogels verändert werden. Im allgemeinen wird das Silikonöl in Tröpfchen in einer Menge von etwa 20 bis 40 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Kieselsäureaerogel angewendet.
Die Kieselsäureaerogele mit einer Säurezahl unter 0,8 können auch, nachdem sie im Autoklav hergestellt worden sind, durch Behandlung mit Dämpfen eines Silikonöls oder mit einem Sprühnebel des Silikonöls oder mit einem Sprühnebel aus Silikonöl und einem praktisch wasserfreien Lösungsmittel teilweise bis vollständig hydrophob gemacht werden. Die Behändlung wird so lange fortgesetzt, bis das Aerogel teilweise bis vollständig hydrophob geworden ist, wonach es aus dem Autoklav entfernt und zerkleinert oder gemahlen wird.
Die hydrophoben Eigenschaften der behandelten Kieselsäureaerogele können durch verschieden langes Erhitzen auf erhöhte Temperaturen verbessert werden. Die behandelten Aerogele können z. B. bei Atmosphärendruck oder vermindertem Druck 5 Minuten bis 24 Stunden auf Temperaturen zwischen 80 und 600° C erhitzt werden, wobei die längeren Zeiten den tieferen Temperaturen entsprechen.
Beim Überziehen des Kieselsäureaerogels mit Silikonölen kann die Menge Silikonöl, je nachdem ein teilweise oder vollständig hydrophobes Produkt erwünscht ist, verändert werden. In den Fällen, in denen teilweise hydrophobe Produkte erwünscht sind, ist es gewöhnlich möglich, dieses Ergebnis durch Anwendung von 1 bis 8 Gewichtsprozent an Silikonöl, bezogen auf dies Kieselsäureaerogel, zu erreichen. In diesem Falle weisen die Teilchen des Aerogels einen unvollständigen Überzug oder Film von Silikonöl auf. Gewöhnlich sind die besten teilweise hydrophoben Produkte die, welche 4 bis 8 Gewichtsprozent Silikonöl, auf das Kieselsäureaerogel bezogen, enthalten; sie werden anderen teilweise hydrophoben Aerogelen insbesondere als verstärkende Füllstoffe zur Herstellung von verstärkten Silikonkautschuken vorgezogen. Wenn völlig hydrophobe Produkte gewünscht werden, ist es im allgemeinen empfehlenswert, mehr als 8 Gewichtsprozent und bis zu 20 Gewichtsprozent Silikonöl, bezogen auf das Kieselsäureaerogel, zu verwenden. In solchen Fällen wiesen die Aerogelteilchen einen vollständigen Überzug oder Film von Silikonöl auf. Gewöhnlich sind die besten vollständig hydrophoben Produkte die, welche 10 bis 16 Gewichtsprozent Silikonöl, auf das Aerogel bezogen, enthalten; sie werden anderen hydrophoben Aerogelen, insbesondere als verstärkende Füllstoffe für Silikonkautschuke, vorgezogen. Es zeigt sich also, daß im allgemeinen die eingesetzte Menge an Silikonöl zwischen 1 und 20 Gewichtsprozent, auf das Aerogel bezogen, schwankt und von den gewünschten Eigenschaften abhängig ist.
Die hier beschriebenen Kieselsäureaerogele, die mit Silikonölen überzogen sind, haben eine Säurezahl unter 0,8. Solche Aerogele können sich in ihren physikalischen Eigenschaften unterscheiden, es ist aber wüischenswert, Aerogele mit einer Oberfläche von mindestens 80 mg2/g, gemessen nach dem Verfahren von Brunauer, Emmett und Teller, beschrieben in den »Advances in Colloid Science«, Bd. I, S. 1 bis 36 (1942), »Interscience Publisher's Inc.«, New York, N. Y., und vorzugsweise mit einer Oberfläche von 100 bis 600 mg2/g zu verwenden. Es ist ferner empfehlenswert, Kieselsäureaerogele mit einer Aggregatteilchengröße zwischen 0,01 und 15 μ zu verwenden, vorzugsweise aber Teilchen, von denen zumindest 70% zwischen 1 und 5 μ, etwa 10% unter 1 μ und der Rest zwischen 6 und 15 μ groß sind. Ferner erwünscht ist die Verwendung von Kieselsäureaerogelen, die in der Masse weiß oder als einzelne Teilchen klar bis durchscheinend sind und eine Schüttdichte unter 0,16, vorzugsweise aber zwischen 0,032 und 0,11 g/cm3 besitzen. Es hat sich auch als wünschenswert herausgestellt, Kieselsäureaerogele mit einer äußersten Teilchengröße zwischen 5 und 40 ιημ zu verwenden. Die äußerste Teilchengröße ist die Größe der durchschnittlichen Teilchen, wie sie im Elektronenmikroskop bei einem Silikonkautschuk erscheint, der durch gründliches Vermählen des Kieselsäureaerogels mit dem
Silikonkautschuk und anschließende Härtung oder Vulkanisation des Kautschuks hergestellt wurde.
Die als Überzüge für die Kieselsäureaerogele verwendeten Silikonöle sind öle, die durch Hydrolyse von Dialkyldihalogensilanen oder Dialkyldialkoxysilanen oder durch gemeinsame Hydrolyse von Dialkyldihalogensilanen oder Dialkyldialkoxysilanen mit Trialkylmonohalogensilanen oder Trialkylmonoalkoxysilanen dargestellt werden. Eine besonders geeignete Gruppe von Silikonölen sind die Methylsilikonöle, die durch Hydrolyse von Dimethyldichlorsilan oder durch gemeinsame Hydrolyse von Dimethyldichlorsilan und Trimethylchlorsilan oder durch katalytische Gleichgewichtseinstellung einer Mischung von cyclischen Dimethylsiloxanen und Hexamethyldisiloxan mit einer verhältnismäßig kleinen Menge Schwefelsäure hergestellt werden. Solche Methylsilikonöle und Verfahren zu ihrer Herstellung werden in »The Chemistry of the Silicones« von Rochow, 1951, 2. Ausgabe, S. 82 bis 88, Verlag John Wiley & Sons, Inc., New York, beschrieben.
Eine bevorzugte Ausführungsform des neuen Verfahrens besteht darin, daß die Silikonöltröpfchen ein Methylsilikonöl enthalten und in solcher Menge angewenden werden, daß 1 bis 20 Gewichtsprozent von dem Öl, auf das Endprodukt bezogen, aufgebracht werden.
Nach einem anderen Verfahren werden die Kieselsäureaerogelteilchen zerkleinert und gleichzeitig mit Tröpfchen einer praktisch wasserfreien Lösung des Silikonöls in einer organischen Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel für das Öl ist, besprüht, wobei die Teilchen durch Regelung der angewendeten Tröpfchenzahl in frei rieselndem Zustand erhalten werden.
Die behandelten oder überzogenen erfindungsgemäßen Kieselsäureaerogele können einer großen Anzahl von vulkanisierbaren oder Silikonkautschuk bildenden Silikon- oder Siloxanpolymeren zwecks Herstellung von verstärkten Silikon- oder Siloxankautschuken oder Elastomeren mit überlegenen physikalischen Eigenschaften und außerordentlich geringem Gewichtsverlust beim Erhitzen während der Lagerung oder im Gebrauch einverleibt werden. Die Herstellung derartig verstärkter Kautschuke gehört jedoch nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung. Die gesamten Vorteile der erfindungsgemäß behandelten oder überzogenen Kieselsäureaerogele können aber nur erreicht werden, wenn die anfänglich zusammen verarbeitete Mischung des Silikonkautschuks und des behandelten Kieselsäureaerogels bei Temperaturen unter der Härtungs- oder Vulkanisationstemperatur altern gelassen und dann vor der Härtungs- oder Vulkanisationsstufe wieder vermählen wird.
Die mit den erfindungsgemäß überzogenen Kieselsäureaerogelen verstärkten Silikonkautschuke bestehen aus einem vulkanisierten Silikonkautschuk, in den feine Teilchen eingebettet sind, die gewöhnlich unter 1 μ groß sind und vorzugsweise eine äußerste Teilchengröße zwischen 5 und 40 ιτιμ besitzen, und aus einem teilweise bis vollständig hydrophoben Kieselsäureaerogel mit einer Säurezahl unter 0,8 bestehen. Solche Produkte haben bemerkenswert überlegene physikalische Eigenschaften im Vergleich zu Silikonkautschuken, die nicht überzogene oder unbehandelte Kieselsäureaerogele der gleichen Säuezahl enthalten. Die mit den erfindungsgemäß überzogenen Kieselsäureaerogelen verstärkten Silikonkautschuke zeigen keinen nachteiligen Gewichtsverlust, wie Silikonkautschuke, die mit unbehandelten oder aber behandelten Silikaten mit einer Säurezahl über 0,8 verstärkt sind.
Produkte und Verfahren der vorliegenden Erfindung sollen an den folgenden Beispielen näher erläutert werden; Teile und Prozente sind Gewichtseinheiten.
Beispiel 1
200 Teile Kieselsäureaerogelteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße unter 5 μ, einer Säurezahl von 0,6 und einer Oberfläche von 175 m2/g wurden gründlich mit einer Lösung von 20 Teilen
ίο n-Butyläther, 500 Teilen Diäthyläther und 10 Teilen Methylsilikonöl, das einen Flammpunkt von 303° C, eine Dichte von 1,03, einen Fließpunkt unterhalb 49° C und eine Viskosität von 40 cSt bei 38° C hat, vermischt. Das erhaltene Gemisch, das die Form einer Paste hatte, wurde stehen gelassen, bis es praktisch frei von den Äthern war. Dieses Produkt wurde dann zerkleinert, bis die durchschnittliche Teilchengröße des ursprünglichen Kieselsäureaerogels erreicht war. Die zerkleinerten überzogenen Kieselsäureaerogelteilchen waren teilweise hydrophob, hatten praktisch die gleiche Struktur wie das ursprüngliche Aerogel und enthielten 5% Silikonöl.
Aus 40 Teilen dieses Kieselsäureaerogels und 100 Teilen Dimethylpolysiloxan wurde eine Mischung hergestellt, die gealtert, wieder vermählen und gehärtet wurde. Das entstandene Produkt bestand aus einem Dimethylpolysiloxankautschuk, der eine Säurezahl unter 0,8 und eine äußerste Teilchengröße von 30 ηιμ hatte. Das Produkt hatte eine Zugfestigkeit von über 70 kg/cm2 und eine Dehnbarkeit von über 500%, wogegen ein aus dem gleichen Dimethylpolysiloxan und einem unbehandelten Kieselsäureaerogel mit einer Säurezahl von 0,6 hergestelltes Gemisch nach 48 Stunden Alterung nicht mehr wieder zerkleinert werden konnte und daher ein Produkt ergab, das nicht als Silikonkautschuk geeignet war.
Ein verstärkter Silikonkautschuk, der auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben, aber unter Verwendung eines nicht überzogenen Kieselsäureaerogels mit einer Säurezahl von 1,1 hergestellt wurde, hatte nur eine Zugfestigkeit von 49 kg/cm2 und eine Dehnbarkeit von 250%.
Beispiel 2
200 Teile Kieselsäureaerogelteilchen mit · einer durchschnittlichen Aggregatteilchengröße unter 5 μ (speziell zwischen 1 und 3 μ), einer Säurezahl von 0,6 und einer Oberfläche von 175 ni2/g wurden gründlichst mit einer Lösung von 40 Teilen n-Butyläther, 500 Teilen Diäthyläther und 20 Teilen Methylsilikonöl mit einem Flammpunkt von 303° C, einer Dichte von 1,03, einem Fließpunkt unterhalb 49° C und einer Viskosität von 40 cSt bei 38° C vermischt. Das erhaltene Gemisch, das die Form einer Paste hatte, wurde bis zur praktisch völligen Verdampfung der Äther stehen gelassen. Das Produkt wurde dann bis zur durchschnittlichen Größe des ursprünglichen Kieselsäureaerogels zerkleinert. Die zerkleinerten überzogenen Kieselsäureaerogelteilchen waren vollständig hydrophob und enthielten 10% Silikonöl. Bei der Verwendung als verstärkender Füllstoff ergab dieses Produkt Ergebnisse, die mit denen vergleichbar waren, die die teilweise hydrophoben Kieselsäureaerogelteilchen, die nach dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren hergestellt worden waren, zeigten.
Beispiel 3
Kieselsäureaerogelteilchen mit einer Säurezahl von
0,6 und einer Oberfläche von etwa 140m2/g wurden in eine kleine Mahlvorrichtung in Mengen von 56 g/Min.
innerhalb von 25 Minuten gegeben. Gleichzeitig wurde ein Gemisch von 200 g Ligroin und 200 g Methylsilikonöl mit einem Flammpunkt von 303° C, einer Dichte von 1,03, einem Fließpunkt unterhalb 49° C und einer Viskosität von 40 cSt bei 38° C in die Mahlvorrichtung in einer Menge von 16 g/Min, innerhalb von 25 Minuten eingesprüht. Das Mahlen wurde unter Verwendung von 2,28 cbm Luft je Minute durchgeführt. Am Ende dieser Zeit wurde das Mahlen der Kieselsäureaerogelteilchen unterbrochen. Die Aerogelteilchen hatten eine durchschnittliche Teilchengröße zwischen 1 und 3 μ und einen Überzug von SiIikonöl, der etwa 10% des Gewichtes der überzogenen Teilchen ausmachte, und die Teilchen waren teilweise hydrophob. Durch 12stündiges Erhitzen dieser Teilchen in einem Ofen auf 120° C wurden sie vollständig hydrophob.
Wenn diese Kieselsäureaerogele einem Dimethylpolysiloxan einverleibt und dann gealtert, wieder zerkleinert und vulkanisiert wurden, hatten die so gebildeten verstärkten Silikonkautschuke praktisch die gleichen Eigenschaften wie ein verstärkter Silikonkautschuk, der die überzogenen Kieselsäureaerogelteilchen von Beispiel 2 enthielt.
Das Kieselsäureaerogel, das in den obigen Beispielen verwendet wurde, wurde nach folgender Vorschrift hergestellt: 2000 Teile Wasser wurden mit 1175 Teilen 93°/oiger Schwefelsäure vermischt, worauf 1800 Teile einer Natriumsilicatlösung mit einem Gehalt von 20,2% SiO2 zu der wäßrigen Schwefelsäure unter kräftigem Umrühren zugegeben wurden. Es entstand ein saures Kieselsäurehydrosol mit einem Gehalt von 15,8% SiO2 und einem p^-Wert von 2,7 (Glaselektrode) . 279 Teile 95%igen Äthylalkohols wurden unter starkem Rühren zu dem Kieselsäurehydrosol gegeben, wonach 180 Teile bzw. 1535 Teile des 95%igen Äthylalkohols unter starkem Rühren zugegeben wurden, um ein Alkoholsol mit 8,6% SiO2 und 5,9% Na2SO4 zu bilden. Die Temperatur des Alkoholsols betrug etwa 10° C. Zur Entfernung der Na2 S O4 · 10 H2 O-Kristalle *o wurde das Alkoholsol zentrifugiert und darauf auf ein pH von 3,6 (Glaselektrode) durch Zugabe einer 10%igen wäßrigen Natriumbicarbonatlösung unter gutem Umrühren eingestellt. Das erhaltene Alkoholsol wurde dann in einem Autoklav rasch über die kritische Temperatur des Alkohol-Wasser-Lösungsgemisches in diesem Alkoholsol erhitzt, wobei man den Druck im Autoklav über den kritischen Druck der Lösung ansteigen ließ, während man langsam Dampf aus dem Autoklav entweichen ließ, um einen übermäßigen Druck zu vermeiden. Auf diese Weise wurde die innere Struktur des Gels ohne merkliche Schrumpfung bewahrt. Das Kieselsäureaerogel im Autoklav wurde nun bis zur gewünschten Teilchengröße zerkleinert.
Geeignete Kieselsäureaerogelausgangsstoffe zur Ver-Wendung in dieser Erfindung können auch nach den Verfahren der USA.-Patentschriften 2 285 477, 285 449 und 2 093 454 hergestellt werden. Aber nicht alle nach diesem Verfahren hergestellten Kieselsäureaerogele haben eine Säurezahl unter 0,8. Es können von diesen Produkten im vorliegenden Falle nur solche verwendet werden, die eine Säurezahl unter 0,8 haben.

Claims (6)

P A T E N T A N S P K 0 CHE:
1. Verfahren zur Herstellung von Kieselsäureaerogelteilchen, die zum Verstärken von Silikonkautschuken geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silikonöl auf Kieselsäureaerogelteilchen mit einer Säurezahl unter 0,8 einwirkt, bis die Kieselsäureaerogelteilahen teilweise bis vollständig hydrophob geworden sind, und daß diese Kieselsäureaerogelteilchen während und/oder nach der Einwirkung des Silikonöls zerkleinert werden, bis sie die gewünschte Größe haben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäureaerogelteilchen in einer Stufe nach Anwendung des Silikonöls zerkleinert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäureaerogelteilchen mit einer praktisch wasserfreien Lösung des Silikonöls in einer organischen Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel für das öl ist, überzogen werden und daß die Kieselsäureaerogelteilchen trocknen gelassen und danach zerkleinert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäureaerogelteilchen zerkleinert und gleichzeitig mit Tröpfchen, die ein Silikonöl enthalten, besprüht werden, während diese Kieselsäureaerogelteilchen durch Regelung der Tröpfchenzahl, die auf die Kieselsäureaerogelteilchen angewendet wird, in einem frei rieselnden Zustand erhalten werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchen ein Methylsilikonöl enthalten und in solcher Menge angewendet werden, daß 1 bis 20 Gewichtsprozent von dem öl, bezogen auf das Endprodukt, aufgebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäureaerogelteilchen zerkleinert und gleichzeitig mit Tröpfchen einer praktisch wasserfreien Lösung des Silikonöls in einer organischen Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel für das öl ist, besprüht werden, wobei diese Kieselsäureaerogelteilchen durch Regelung der auf das Kieselsäureaerogel angewendeten Tröpfchenzahl in frei rieselndem Zustand erhalten werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 583 604;
R. K. Her, »The Colloid Chemistry of Silica and Silicates«, S. 170.
© 809 789/451 3.
DEM27012A 1954-05-06 1955-05-06 Verfahren zur Herstellung von Kieselsaeureaerogelteilchen Pending DE1054435B (de)

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