DE1074559B

DE1074559B - Process for making finely divided silica hydrophobic

Info

Publication number: DE1074559B
Application number: DENDAT1074559D
Authority: DE
Original assignee: Chemische Fabrik Wesseling Aktiengesellschaft, "Wesseling (Bez. Köln)
Publication date: 1960-02-04

Description

Verfahren zum Hydrophobieren von feinteiliger Kieselsäure Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hydrophobieren feinteiliger Kieselsäure in -wäßriger Phase. Die Hydrophobierung pulverförmiger Kieselsäure durch Behandlung mit Alkyl-Chlorsilanen ist bekannt. Dabei setzt sich das Chlorsilan auch mit an der Oberfläche der Kieselsäure adsorbiertem Wasser unter Bildung von Salzsäure um. Die so hydrophobierte Kieselsäure muß anschließend von der gebildeten Salzsäure gereinigt werden.Process for the water repellency of finely divided silica. The invention relates to a process for making finely divided silica in aqueous water repellent Phase. The hydrophobization of powdered silica by treatment with alkyl chlorosilanes is known. The chlorosilane also settles on the surface of the silica adsorbed water to form hydrochloric acid. The so hydrophobized silica must then be purified from the hydrochloric acid formed.

Die Hydrophobierung wurde ferner bei pulverförmiger Kieselsäure mit Siliconölen vorgenommen. Dazu muß aber die trockene pulverförmige Kieselsäure in einer organischen Flüssigkeit suspendiert werden. Bei Verwendung einer noch wasserhaltigen Kieselsäure muß diese vor der Behandlung mit S iliconöl mit einem organischen Lösungsmittel entwässert werden. In beiden Fällen wird das Siliconöl in einem organischen Lösungsmittel gelöst, das nach erfolgter Hydrophobierung der Kieselsäure abdestilliert werden muß. DieseVerfahren sind daher umständlich und kostspielig.In the case of powdered silica, the hydrophobization was also carried out using silicone oils. To do this, however, the dry powdered silica must be suspended in an organic liquid. When using a water-containing silicic acid still it must be dewatered with an organic solvent prior to treatment with S iliconöl. In both cases, the silicone oil is dissolved in an organic solvent which has to be distilled off after the silica has been rendered hydrophobic. These methods are therefore cumbersome and costly.

Bei der Herstellung von Kautschukmischungen mit hellen Füllstoffen wird der Füllstoff, z. B. feinteilige Kieselsäure, in bekannter Weise innig mit Siliconöl gemischt. Bei diesem Vorgang wird eine vollständige Hydrophobierung jedoch nicht erreicht. Sie ist hier auch weder notwendig, noch beabsichtigt, da das Siliconöl hier lediglich als Mischungs- oderAktivierungsbestandteil der Kautschukmischung vorliegt, der vor der Zugabe zum Kautschuk zweckmäßigerweise mit dem Füllstoff gemischt wird.In the manufacture of rubber compounds with light-colored fillers the filler, e.g. B. finely divided silica, intimately with in a known manner Silicone oil mixed. During this process, however, a complete water repellency is achieved not reached. It is neither necessary nor intended here, as the silicone oil here only as a mixture or activation component of the rubber mixture is present, which is advantageously mixed with the filler prior to addition to the rubber will.

Da bisher lediglich die Hydrophobierung von pulverförmiger Kieselsäure bzw. die von wasserhaltiger Kieselsäure nur nach vorhergehender Trocknung oder Aufschlämmung in organischen Lösungsmitteln bekannt war, war es überraschend, daß nach dem erfindungs:gemäßen Verfahren die Hydrophobierung von Kieselsäure in wäßriger Phase gelingt Nach dem Verfahren der Erfindung wird die bei der Herstellung nach dem Filtrieren oder Zentrifugieren anfallende teigartige Kieselsäure ausgewaschen und alkalisch nachbehandelt. Dabei wird ein pH-Wert von 8 bis 12, vorzugsweise von 9 bis 10, eingestellt. Dann wird Siliconöl oder eine Siliconölemulsion züi-, go -mischt und nach dieser Behandlung die Masse z. B.Since until now only the hydrophobization of powdered silica or that of water-containing silica was only known after previous drying or suspension in organic solvents, it was surprising that, according to the process according to the invention, the hydrophobization of silica in the aqueous phase succeeds according to the process of the invention the dough-like silica obtained after filtering or centrifuging during production is washed out and given an alkaline aftertreatment. A pH of 8 to 12, preferably 9 to 10, is set here. Then silicone oil or a silicone oil emulsion is züi-, go mixed and after this treatment the mass z. B.

bei Temperaturen von 100 bis 120' C getrocknet. -Nach dein Verfahren der Erfindung erfolgt die Zug,abe des Siliconöls oder der Siliconölemulsion bei gleichzeitilger oder nach vorangegangener Verflüssi-#Ung des Filterkuchens bzw. des Zentrifugenrückstandes. Diese Verflüssigung erfolgt durch Einwirkung geeigneter mechanischer Kräfte in dem oben angegebenen pff-Bereich. Der gewünschte pff-Wert wird durch Zugabe einer Alkalilösung oder von wäßrigem Ammoniak erreicht. Die auf diese Weise mit Siliconöl behandelte Kieselsäure kann nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vor dem Trocknen durch Abpressen von überschüssiger Flüssigkeit befreit werden.dried at temperatures of 100 to 120 ° C. -According to the method of the invention, the train, the silicone oil or the silicone oil emulsion takes place at the same time or after prior liquefaction of the filter cake or the centrifuge residue. This liquefaction takes place through the action of suitable mechanical forces in the pff range given above. The desired pff value is achieved by adding an alkali solution or aqueous ammonia. The silica treated with silicone oil in this way can, according to an advantageous embodiment of the invention, be freed from excess liquid by pressing it off before drying.

Die alkalische Nachbehandlung des ausgewaschenen Kieselsäureteiges führt zwar zu einer Herabsetzung der BET-Oberfläche und damit zu einer Verminderung der Oberflächenaktivität. Dies ist aber bei der Verwendung der hydrophobierten Kieselsäure als Füllstoff erwünscht, denn Kieselsäurefüllstoffe mit einer Oberfläche von etwa 150 bis 200 m2/g bieten bei der Einarbeitung in Kantschuk oder andere Elastomere verarbeitungstechnische Vorteile.The alkaline aftertreatment of the washed out silica dough leads to a reduction in the BET surface area and thus to a reduction in the surface activity. However, this is desirable when using the hydrophobized silica as a filler, because silica fillers with a surface area of around 150 to 200 m2 / g offer processing advantages when incorporated into Kantschuk or other elastomers.

Ein Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren erläutern: Ein Kieselsäure-Filterkuchen mit einem Feststoffgehalt von 17% wird durch Auswaschen gründlich von Salzen befreit. Der ausgewascheneTeig mit einem pII-Wert von 4 bis 5 wird mittels eines Lennart-Mischers verflüssigt und mit Natronlauge auf pI, 9 bis 10 eingestellt. Dann wird unter Rühren eine wäßrige Siliconölemulsion in einer solchen Menge zugesetzt, daß 5 Teile Siliconöl auf 100 Teile trockene Kieselsäure kommen. Anschließend wird durch Abpressen das überschüssige Wasser entfernt und dann bei 120' C getrocknet. Die so erhaltene Kieselsäure wird von Wasser nicht benetzt. Durch die alkalische Behandlung sinkt die Oberfläche der Kieselsäure von 260 m2/g auf 160 m2/g, nach BET mit Stickstoff gemessen.An example is intended to illustrate the method according to the invention: A silica filter cake with a solids content of 17% is thoroughly freed from salts by washing. The ausgewascheneTeig with a pII value of 4 to 5, by means of a liquefied Lennart mixer and adjusted with sodium hydroxide to pI 9 to 10 degrees. An aqueous silicone oil emulsion is then added with stirring in such an amount that 5 parts of silicone oil are added to 100 parts of dry silica. The excess water removed and then at 120 'C is then dried by pressing. The silica obtained in this way is not wetted by water. The alkaline treatment reduces the surface area of the silica from 260 m2 / g to 160 m2 / g, measured according to BET with nitrogen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Kieselsäuren können überall dort mit Vorteil verwendet werden, wo es auf einen kleinen Benetzungswinkel der Kieselsäure gegenüber Wasser ankommt, z. B. in Kabelmischungen, wasserbeständigen ZD Vulkanisaten, alsVerdickungsmittel fürwasserbeständige Schmiermittel und Hautcreme.The silicas treated by the process according to the invention can be used with advantage wherever there is a small wetting angle the Silicic acid arrives at water, e.g. B. in cable mixes, water-resistant ZD vulcanizates, as thickeners for water-resistant lubricants and skin creams.

Claims

PATENT INVESTIGATIONS.-1. Process for making silica hydrophobic characterized with silicone oil that washed out silica dough with simultaneous or made alkaline after prior liquefaction, treated with silicone oil and then dried.

2. The method according to claim 1, characterized in that the silica dough is adjusted to a pH of 8 to 12, preferably 9 to 10. 3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the silicone oil, advantageously as an aqueous emulsion, is added in amounts of 2 to 8%, preferably 511 / o, based on the dry silica. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the liquefaction of the dough takes place by the action of mechanical forces. 5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that the silicic acid is dried at temperatures above 80 ° C, preferably at 120 ° C. 6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the silica is freed from the excess liquid by pressing before drying.