RS56983B1 - Proces za pripremu taloženih silicijum dioksida, taloženi silicijum dioksidi i njihove primene, posebno za ojačavanje polimera - Google Patents

Description

Oblast

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za pripremu taloženih silicijum dioksida, na taloženi silicijum dioksid i njegove primene, kao što je ojačavanje materijala punila u polimerima. Posebno se ovaj pronalazak odnosi na postupak za pripremu taloženog silicijum dioksida koji obuhvata upotrebu smeše polikarboksilnih kiselina.

Stanje tehnike

[0002] Taloženi silicijum dioksid se već dugo koristi kao belo ojačanje punila u polimernim materijalima, a naročito u elastomerima.

[0003] Prema opštem postupku, taloženi silicijum dioksid se priprema reakcijom, pri čemu se silikat, kao što je silikat alkalnog metala, na primer natrijum silikat, taloži sa agensom za acidifikaciju, kao što je sumporna kiselina, a zatim sledi odvajanje dobijene čvrste supstance filtracijom. Na taj način se dobija filter kolač koji se generalno podvrgava operaciji likvefakcije pre nego što se osuši, generalno atomizacijom. Nekoliko postupaka se može koristiti za taloženje silicijum dioksida: naročito, dodavanje agensa za acidifikaciju u sediment silikata, ili istovremeno dodavanje, delimično ili potpuno, agensa za acidifikaciju i silikata u vodu ili do silikatnog sedimenta već prisutnog u posudi.

[0004] Korišćenje karboksilnih kiselina u pripremi taloženog silicijum dioksida prethodno je objavljeno, na primer u WO 2006/125927 (RHODIA CHIMIE) 30/11/2006 i US2009/021449, koji otkrivaju upotrebu karboksilne kiseline pre ili nakon koraka likvefakcije filter kolača. WO 2006/125927 međutim ne objavljuje upotrebu smeše polikarboksilnih kiselina.

[0005] Sada je utvrđeno da upotreba smeše polikarboksilnih kiselina tokom ili posle koraka likvefakcije filter kolača pruža taloženi silicijum dioksid koji, kada se koristi u polimernim sastavima, daje smanjenu viskoznost i slične ili poboljšane dinamičke i mehaničke osobine u odnosu na ranije poznate taložene silicijum diokside.

Opis pronalaska

[0006] Prvi cilj predmetnog pronalaska je postupak za proizvodnju taloženog silicijum dioksida koji obuhvata korake:

• reagovanje najmanje jednog silikat sa najmanje jednim agensom za acidifikaciju, kako bi se dobila suspenzija silicijum dioksida;

• podvrgavanje pomenute suspenzije silicijum dioksida u filtraciji kako bi se pružio filter kolač;

• podvrgavanje pomenutog filter kolača koraku likvefakcije, pri čemu se navedeni korak likvefakcije vrši bez dodavanja jedinjenja aluminijuma, kako bi se dobila suspenzija taloženog silicijum dioksida; i

• opciono, sušenje taloženog silicijum dioksida dobijenog nakon koraka likvefakcije;

pri čemu se smeša najmanje dve polikarboksilne kiseline dodaje u filter kolač tokom ili posle koraka likvefakcije.

[0007] Prema postupku pronalaska, filter kolač se podvrgava koraku likvefakcije, tokom ili posle, dodavanje smeše polikarboksilnih kiselina u filter kolač. Korak likvefakcije se izvodi bez dodavanja jedinjenja aluminijuma u filter kolač. To jest, aluminijumsko jedinjenje nije dodato u filter kolač pre, tokom ili nakon operacije likvefakcije.

[0008] Izraz „likvefakcija“ je ovde namenjen da označava postupak u kom se čvrsta supstanca, odnosno filter kolač, pretvara u masu sličnu tečnosti. Izrazi „stepen likvefakcije“, „operacija likvefakcija“ ili „dezintegracija“ su međusobno zamenjivo namenjeni da označe postupak u kome se filter kolač pretvara u tečnu suspenziju, koja se zatim može lako osušiti. Posle koraka likvefakcije, filter kolač je u tečnom obliku nalik tečnosti, a taloženi silicijum dioksid je u suspenziji.

[0009] Filter kolač podvrgnut koraku likvefakcije može biti smeša više od jednog filter kolača, od kojih je svaki dobijen od filtracije suspenzije silicijum dioksida ili dela suspenzije silicijum dioksida, dobijene iz koraka taloženja. Filter kolač može opciono biti opran ili ispran pre koraka likvefakcije.

[0010] Prema prvom, poželjnom, otelotvorenju pronalaska, smeša polikarboksilnih kiselina se dodaje u filter kolač tokom koraka likvefakcije. Korak likvefakcije obično dalje sadrži mehanički tretman koji rezultuje redukcijom granulometrije silicijum dioksida u suspenziji. Navedeni mehanički tretman se može izvesti provlačenjem filter kolača kroz koloidni mlin ili mlinske lopte.

[0011] Smeša koja se dobije posle koraka likvefakcije, u daljem tekstu „suspenzija taloženog silicijum dioksida“, potom se poželjno suši, obično pomoću sušenja raspršivanjem.

[0012] Prema drugom otelotvorenju pronalaska, filter kolač se prvo podvrgava koraku likvefakcije, npr. podvrgavan mehaničkom tretmanu, kao što je prethodno opisano, kako bi se dobila suspenzija taloženog silicijum dioksida. Zatim se dodaje smeša polikarboksilnih kiselina suspenziji taloženog silicijum dioksida, odnosno dezintegrisanom filter kolaču. Tako dobijeni taloženi silicijum dioksid može biti naknadno osušen, na primer pomoću sušenja raspršivanjem.

[0013] U skladu sa postupkom pronalaska, smeša polikarboksilnih kiselina se dodaje silicijum dioksidu tokom ili posle koraka likvefakcije.

[0014] Izraz „polikarboksilna kiselina“ se ovde koristi da se odnosi na karboksilne kiseline koji sadrže najmanje dve funkcionalne grupe karboksilne kiseline. Izraz „funkcionalna grupa karboksilne kiseline“ se ovde koristi u svom uobičajenom značenju, i odnosi se na -COOH funkcionalnu grupu.

[0015] Polikarboksilne kiseline koje su pogodne za postupak pronalaska mogu imati dve, tri, četiri ili čak više od četiri funkcionalne grupe karboksilne kiseline. Poželjno, polikarboksilne kiseline koje su pogodne za postupak pronalaska su odabrane iz grupe koju čine dikarboksilne kiseline i trikarboksilne kiseline.

[0016] Pogodne polikarboksilne kiseline su linearne ili razgranate, zasićene ili nezasićene, alifatične polikarboksilne kiseline koje imaju od 2 do 20 atoma ugljenika i aromatične polikarboksilne kiseline. Polikarboksilne kiseline mogu opciono da sadrže hidroksi funkcionalne grupe i/ili atribute halogena.

[0017] Alifatične polikarboksilne kiseline mogu opciono da sadrže heteroatome u glavnom lancu, npr. N, S. Tipično, polikarboksilne kiseline su izabrane iz grupe koju čine linearne ili razgranate, zasićene ili nezasićene, alifatične polikarboksilne kiseline i aromatične polikarboksilne kiseline sa 2 do 16 atoma ugljenika.

[0018] Među alifatičnim polikarboksilnim kiselinama mogu se spomenuti i linearne polikarboksilne kiseline, zasićene ili nezasićene, koja imaju od 2 do 14 atoma ugljenika, poželjno imaju od 2 do 12 atoma ugljenika. Pogodne polikarboksilne kiseline mogu imati 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ili 12 atoma ugljenika. Pogodne polikarboksilne kiseline mogu poželjno imati 4, 5, 6, 7, 8, 9 ili 10 atoma ugljenika, poželjno 4, 5, 6, 7 ili 8 atoma ugljenika. Na primer, polikarboksilna kiselina može imati 4, 5 ili 6 atoma ugljenika.

[0019] Značajni, neograničavajući primeri odgovarajućih linearnih alifatičnih polikarboksilnih kiselina su kiseline koje se biraju iz grupe koju čine oksalna kiselina, malonska kiselina, trikarbalična kiselina, sukcinska kiselina, glutarna kiselina, adipinska kiselina, pimelna kiselina, suberna kiselina, azelaična kiselina, sebacinska kiselina.

[0020] Među razgranatim polikarboksilnim kiselinama može se spomenuti metilsukcinska kiselina, etilsukcinska kiselina, oksalosukcinska kiselina, metilladipinska kiselina, metilglutarna kiselina, dimetilglutarna kiselina. Kako bi se izbegla sumnja, ovde se koristi izraz „metilglutarna kiselina“ kako bi se označila i 2-metilglutarna kiselina i 3-metilglutarna kiselina, kao i smeše dva izomera u bilo kom procentu. Ovde se koristi izraz „2-metilglutarna kiselina“ kako bi se naznačili i (S) i (R) oblici jedinjenja, kao i njihova racemska smeša.

[0021] Među nezasićenim polikarboksilnim kiselinama mogu se navesti maleinska kiselina, fumarna kiselina, itakonska kiselina, mukoniska kiselina, akonitinska kiselina, traumatinska kiselina, glutakonska kiselina.

[0022] Među polikarboksilnim kiselinama koje sadrže hidroksil funkcionalne grupe može se pomenuti jabučna kiselina, limunska kiselina, izocitrična kiselina, vinska kiselina.

[0023] Aromatične polikarboksilne kiseline obično imaju od 6 do 20 atoma ugljenika. Među aromatičnim polikarboksilnim kiselinama, mogu se navesti ftalne kiseline, odnosno ftalna kiselina, ortofetalna kiselina i izoftalna kiselina, trimesinska kiselina, trimelitna kiselina.

[0024] Poželjno, polikarboksilne kiseline za proces pronalaska su izabrane iz grupe koju čine oksalna kiselina, malonska kiselina, tricarbalična kiselina, sukcinska kiselina, glutarna kiselina, adipinska kiselina, pimelna kiselina, suberna kiselina, azelaična kiselina, sebacinska kiselina, metilsukcinska kiselina, etilsukcinska kiselina, metilladipska kiselina, metilglutarna kiselina, dimetilglutarna kiselina, jabučna kiselina, limunska kiselina, izocitrična kiselina, vinska kiselina.

[0025] Polikarboksilne kiseline se mogu pogodno izabrati iz grupe koja se sastoji od adipinske kiseline, sukcinske kiseline, etilsukcinske kiseline, glutarne kiseline, metilglutarne kiseline, oksalne kiseline i limunske kiseline.

[0026] Alternativno, polikarboksilne kiseline mogu biti izabrane iz grupe koju čine oksalna kiselina, malonska kiselina, tricarbalična kiselina, sukcinska kiselina, glutarna kiselina, adipinska kiselina, metilladipinska kiselina, pimelna kiselina, suberna kiselina, azelaična kiselina, sebacinska kiselina, metilsukcinska kiselina, etilsukcinska kiselina, metilglutarna kiselina, dimetilglutarna kiselina, jabučna kiselina, limunska kiselina, izocitrična kiselina, vinska kiselina. Poželjno, polikarboksilne kiseline mogu biti izabrane iz grupe koja se sastoji od oksalne kiseline, malonove kiseline, sukcinske kiseline, glutarne kiseline, adipinske kiseline, metilladipske kiseline, pimelne kiseline, suberne kiseline, azelaične kiseline, sebacinske kiseline, metilsukcinske kiseline, kiselina, dimetilglutarna kiselina, jabučna kiselina, limunska kiselina, izocitrična kiselina, vinska kiselina. Još poželjnije, polikarboksilne kiseline mogu biti izabrane iz grupe koja se sastoji od sukcinske kiseline, glutarne kiseline, adipinske kiseline, metilladipske kiseline, pimelne kiseline, suberne kiseline, azelaične kiseline, sebacinske kiseline, metilsukcinske kiseline, etilsukcinske kiseline, metilglutarne kiseline, dimetilglutarne kiseline, jabučne kiseline, limunske kiseline, izocitrične kiseline, vinske kiseline.

[0027] Smeša polikarboksilnih kiselina upotrebljenih tokom ili posle koraka likvefakcije sadrži najmanje dve polikarboksilne kiseline kako je prethodno definisano. Smeša može sadržati dve, tri, četiri ili čak više od četiri polikarboksilne kiseline. Tipično, smeša sadrži dve polikarboksilne kiseline. Poželjno, smeša sadrži tri polikarboksilne kiseline kako je prethodno definisano. Poželjnije, smeša sadrži tri polikarboksilne kiseline odabrane iz grupe koju čine dikarboksilne kiseline i trikarboksilne kiseline.

[0028] U poželjnom otelotvorenju, smeša sadrži tri polikarboksilne kiseline, poželjno tri dikarboksilne kiseline. Tipično, smeša se sastoji od tri dikarboksilne kiseline, iako nečistoće mogu biti prisutne u količini koja obično ne prelazi 2,00 težinskih % ukupne smeše polikarboksilnih kiselina.

[0029] U prvom aspektu pomenutog otelotvorenja, smeša sadrži adipinsku kiselinu, glutarnu kiselinu i sukcinsku kiselinu. Tri kiseline mogu biti prisutne u smeši u bilo kom odnosu.

[0030] Tipično, količina adipinske kiseline u smeši je jednaka ili veća od 15,00 težinskih %, poželjno jednaka ili veća od 20,00 težinskih %; količina adipinske kiseline je generalno jednaka ili manja od 35,00 težinskih %, poželjno jednaka ili manja od 30,00 težinskih %.

[0031] Količina glutarne kiseline je tipično jednaka ili veća od 40,00 težinskih %, poželjno jednaka ili veća od 45,00 težinskih % i jednaka ili manja od 65,00 težinskih %, poželjno jednaka ili manja od 60,00 težinskih %.

[0032] Količina sukcinske kiseline u smeši je jednaka ili veća od 13,00 težinskih %, poželjno jednaka ili veća od 15,00 težinskih % i jednaka ili manja od 28,00 težinskih %, poželjno jednaka ili manja od 25,00 težinskih %. Procenti se odnosi na ukupnu količinu polikarboksilnih kiselina u smeši. Takva smeša može se dobiti iz postupka za proizvodnju adipinske kiseline.

[0033] U drugom aspektu navedenog otelotvorenja, smeša sadrži metilglutarnu kiselinu, etilsukcinsku kiselinu i adipinsku kiselinu. Tri kiseline mogu biti prisutne u smeši u bilo kom odnosu.

[0034] Poželjno, smeša sadrži veći deo metilglutarne kiseline u odnosu na ukupnu kombinovanu težinu etilsukcinske kiseline i adipinske kiseline. Tipično, količina metilglutarne kiseline u smeši je najmanje 50,00 težinskih %; poželjno je jednaka ili veća od 60,00 težinskih %, poželjnije jednaka ili veća od 80,00 težinskih %, poželjnije jednaka ili veća od 90,00 težinskih %. Količina metilglutarne kiseline u smeši je jednaka ili manja od 97,00 težinskih %, Poželjno jednaka ili manja od 96,00 težinskih %, poželjnije jednaka ili manja od 95,50 težinskih %.

[0035] Količina etilsukcinske kiseline je uglavnom jednaka ili veća od 3,00 težinskih %, Poželjno jednaka ili veća od 3,50 težinskih %, poželjnije jednaka ili veća od 3,90 težinskih % i jednaka ili manja od 20,00 težinskih %, poželjno jednaka ili manja od 12,00 težinskih %, poželjnije jednaka ili manja od 9,70 težinskih %.

[0036] Količina adipinske kiseline u smeši je jednaka ili veća od 0,05, poželjno jednaka ili veća od 0,08 težinskih %, poželjnije jednaka ili veća od 0,10 težinskih % i jednaka ili manja od 20,00 težinskih %, poželjno jednaka ili manja od 10,00 težinskih %, poželjnije jednaka ili manja od 5,00 težinskih %.

[0037] Metilglutarna kiselina u smeši može biti 2-metilglutarna kiselina. Alternativno, metilglutarna kiselina može biti 3-metilglutarna kiselina. Još alternativnije, metilglutarna kiselina u smeši može biti smeša 2-metilglutarne kiseline i 3-metilglutarne kiseline, u bilo kojom odnosu njih dve.

[0038] Smeša polikarboksilnih kiselina definisana iznad može se pogodno dobiti hidrolizom, kiselom ili baznom, smeše koja sadrži metilglutononitril, etilsukcinonitril i adiponitril. Ova smeša može se pogodno izvesti iz procesa pripreme adiponitrila hidrocionacijom butadiena, kako je poznato u struci.

[0039] U bilo kojoj od polikarboksilnih smeša, deo ili ukupna funkcionalna grupa karboksilne kiseline može biti u obliku derivata karboksilne kiseline, odnosno u obliku anhidrida, estra ili soli, na primer so alkalnog metala (npr. natrijum ili kalijum) ili amonijumova so. Izraz „karboksilat“ biće korišćen u nastavku kako bi se naznačili derivati funkcionalnih grupa karboksilne kiseline, kao što je prethodno definisano.

[0040] Prema tome, u prvom otelotvorenju, smeša polikarboksilnih kiselina koja se koristi u postupku pronalaska može sadržati:

• metilglutarnu kiselinu, tipično od 60,00 do 96,00 težinskih %, na primer od 90,00 do 95,50 težinskih %;

• etilsukcinski anhidrid, tipično od 3,50 do 20,00 težinskih %, na primer od 3,90 do 9,70 težinskih %; i

• adipinsku kiselinu, tipično od 0,05 do 20,00 težinskih %, na primer od 0,10 do 0,30 težinskih %.

[0041] Alternativno, pogodan sastav smeša polikarboksilnih kiselina koje se koriste u postupku pronalaska može sadržati:

• metilglutarnu kiselina, tipično od 10,00 do 50,00 težinskih %, na primer od 25,00 do 40,00 težinskih %;

• metilglutarni anhidrid, tipično od 40,00 do 80,00 težinskih %, na primer od 55,00 do 70,00 težinskih %;

• etilsukcinski anhidrid, tipično od 3,50 do 20,00 težinskih %, na primer od 3,90 do 9,70 težinskih %; i

• adipinsku kiselinu, tipično od 0,05 do 20,00 težinskih %, na primer od 0,10 do 0,30 težinskih %.

[0042] U gornjem sastavu metilglutarni anhidrid može biti 2-metilglutarni anhidrid, 3-metilglutarni anhidrid ili smeša njih dva.

[0043] Polikarboksilne kiseline koje se koriste u pronalasku mogu se opciono neutralizovati, na primer reakcijom sa bazom kao što je NaOH ili KOH, pre nego što se koriste u postupku pronalaska. Ovo omogućava modifikaciju pH rezultujućeg silicijum dioksida.

[0044] Smeša najmanje dve polikarboksilne kiseline može se dodati u filter kolač tokom ili posle koraka likvefakcije u procesu u obliku vodenog rastvora.

[0045] Količina smeše polikarboksilnih kiselina dodatih u filter kolač u postupku pronalaska, izračunato u odnosu na količinu silicijum dioksida (izražen u smislu SiO2) u filter kolaču, je uglavnom najmanje 0,50 težinskih %, čak i najmanje 0,60 težinskih %, poželjno najmanje 0,70 težinskih %, poželjnije najmanje 0,75 težinskih %. Količina smeše polikarboksilnih kiselina dodatih u filter kolač obično ne prelazi 2,50 težinskih %, poželjno 2,00 težinskih %, još poželjnije 1,75 težinskih %, i još poželjnije ne prelazi 1,50 težinskih %, u odnosu na količinu silicijum dioksida (izražen u smislu SiO2) u filter kolaču. Količina smeše polikarboksilnih kiselina koja se dodaje u filter kolač može obično biti u rasponu od 0,50 težinskih % do 2,00 težinskih %, čak i od 0,60 težinskih % do 1,75 težinskih % u odnosu na količinu silicijum dioksida (izražen u smislu SiO2) u filter kolaču.

[0046] Taložena suspenzija silicijum dioksida, dobijena na kraju koraka likvefakcije, se tipično osuši. Sušenje se može izvesti na bilo koji način poznat u struci. Poželjno, sušenje se vrši sušenjem raspršivanjem. U tu svrhu se može koristiti bilo koji pogodan tip sušilica raspršivanjem, posebno sušilica za raspršivanje sa turbinom ili sušilica za raspršivanje sa mlaznicama (mlaznica sa tečnim ili dvostrukim mlazom). Generalno, kada se filtracija vrši pomoću filter prese, koristi se sušilica za raspršivanje sa mlaznicama, a kada se filtracija vrši pomoću vakuumskog filtera, koristi se sušilica za raspršivanje sa turbinom.

[0047] Kada se koristi sušilica za raspršivanje sa mlaznicama, taloženi silicijum dioksid je obično u obliku približno sfernih perlica.

[0048] Nakon sušenja, korak mlevenja se zatim može izvršiti na obrađenom proizvodu. taloženi silicijum dioksid koji se onda može dobiti je uglavnom u obliku praha. Kada se koristi sušilica za raspršivanje sa turbinom, taloženi silicijum dioksid je tipično u obliku praha.

[0049] Osušeni taloženi silicijum dioksid (posebno pomoću sušilice za raspršivanje sa turbinom) ili mleven kako je navedeno gore, može se opciono podvrgnuti koraku aglomeracije. Ovaj korak aglomeracije se sastoji, na primer, od direktne kompresije, vlažne granulacije (to jest sa upotrebom veznika kao što je voda, silicijumska suspenzija, itd.), ekstruzija ili, poželjno, suvo kompaktovanje. Silicijum dioksid koji se zatim može dobiti nakon aglomeracionog koraka je uglavnom u obliku granula.

[0050] Drugi cilj ovog pronalaska je specifičan postupak za pripremu taloženog silicijum dioksida. Ovaj postupak obuhvata opšte korake reakcije taloženja između silikata i agensa za acidifikaciju, pri čemu se dobija suspenzija silicijum dioksida, nakon čega sledi razdvajanje i sušenje ove suspenzije.

[0051] Proces koji je drugi cilj pronalaska obuhvata korake:

(i) pružanja barem jednog dela ukupne količine silikata koji je uključen u reakciju i elektrolita u posudu, koncentracija silikata (izražen kao SiO2) koja je inicijalno prisutna u navedenoj posudi je manja od 100 g/l i, poželjno, koncentracija elektrolita na početku prisutna u navedenom brodu je manja od 19 g/l;

(ii) dodavanja količine agensa za acidifikaciju u pomenutu posudu, kako bi se dobila pH vrednost reakcionog medijuma od najmanje 7,0, posebno između 7,0 i 8,5;

(iii) daljeg dodavanja agensa za acidifikaciju i, ako je potrebno, istovremeno preostale količinu silikata u reakcioni medijum kako bi se dobila suspenzija silicijum dioksida; (iv) podvrgavanja navedene suspenzije silicijum dioksida filtraciji kako bi se pružio filtrat kolač;

(v) podvrgavanja navedenog filter kolača koraku likvefakcije, pri čemu se navedeni korak likvefakcije izvršava u odsustvu jedinjenja aluminijuma, kako bi se dobila suspenzija taloženog silicijum dioksida; i

(vi) opciono, sušenje taloženog silicijum dioksida dobijenog nakon koraka likvefakcije; pri čemu se smeša polikarboksilnih kiselina dodaju u filter kolač tokom ili posle koraka likvefakcije.

[0052] Filter kolač dobijen na kraju koraka filtracije je podvrgnut operaciji likvefakcije. Korak likvefakcije se izvodi u odsustvu jedinjenja aluminijuma koji se dodaje filter kolaču. Ovako dobijen filter kolač ima sadržaj čvrstih supstanci od najviše 30 težinskih %, poželjno od najviše 25 težinskih %.

[0053] Sve definicije i prioriteti predviđeni gore za proces prema prvom cilju pronalaska jednako se odnose na proces drugog cilja.

[0054] Izbor agensa za acidifikaciju i silikata se vrši na način koji je dobro poznat u struci. Uglavnom se pravi kao agens za acidifikaciju jake neorganske kiseline, kao što su sumporna kiselina, azotna kiselina ili hlorovodonična kiselina. Alternativno, organska kiselina, kao što je sirćetna kiselina, mravlja kiselina ili ugljena kiselina takođe se može koristiti u ovom koraku procesa.

[0055] Agens za acidifikaciju može se razblažiti ili koncentrisati; koncentracija kiseline može biti između 0,4 i 36,0 N, na primer između 0,6 i 1,5 N.

[0056] Konkretno, u slučaju kada je agens za acidifikaciju sumporna kiselina, njegova koncentracija može biti između 40 i 180 g/l, na primer između 60 i 130 g/l.

[0057] U procesu se mogu koristiti bilo koji uobičajeni oblik silikata, kao što su metasilikati, disilikati i poželjno silikat alkalnog metala, posebno natrijum ili kalijum silikat.

[0058] Silikat koji je inicijalno prisutan u sudu konvencionalno ima koncentraciju (izraženu u SiO2) između 40 i 330 g/l, na primer između 60 i 300 g/l.

[0059] Poželjno, silikat je natrijum silikat. Kada se koristi natrijum silikat, uopšteno je to u odnosu težine SiO2/Na2O između 2,0 i 4,0, posebno između 2,4 i 3,9, na primer između 3,1 i 3,8.

[0060] Tokom faze (i), silikat i elektrolit se inicijalno naelektrišu u odgovarajućoj reakcionoj posudi. Količina silikata koja je inicijalno prisutna u posudi pogodno predstavlja samo deo ukupne količine silikata koji je uključen u reakciju.

[0061] Izraz „elektrolit“ se shvata u predmetnoj specifikaciji kao što je uobičajeno prihvaćeno, odnosno označava bilo koju jonsku ili molekulsku supstancu koja, kada je u rastvoru, razlaže ili disocira, kako bi se formirali joni ili naelektrisane čestice. Kako spomenuti pogodni elektroliti mogu biti napravljeni od alkalnih metala i soli zemnoalkalnih metala, posebno soli početnog silikatnog metala i agensa za acidifikaciju, na primer natrijumhlorid u slučaju reakcije natrijum-silikata sa hlorovodoničnom kiselinom ili, poželjno, natrijum sulfat u slučaju reakcije natrijum-silikata sa sumpornom kiselinom.

[0062] Prema jednoj karakteristici ovog procesa pripreme, početna koncentracija elektrolita u posudi je manja od 19 g/l, posebno manja od 18 g/l, posebno manja od 17 g/l, na primer manja od 15 g/l g/l; dok je generalno veća od 6 g/l.

[0063] Prema drugoj karakteristici ovog procesa, početna koncentracija silikata (izražena u SiO2) u posudi je manja od 100 g/l. Poželjno, koncentracija je manja od 80 g/l, posebno manja od 70 g/l. Konkretno, kada kiselina koja se koristi za neutralizaciju ima visoku koncentraciju, a posebno veću od 70%, onda je preporučljivo raditi sa početnom koncentracijom silikata u posudi (izraženoj u smislu SiO2) manjom od 80 g/l.

[0064] Dodavanje agensa za acidifikaciju u fazi (ii) procesa dovodi do pada pH vrednosti reakcionog medija. Dodavanje agensa za acidifikaciju se vrši sve dok se ne dostigne vrednost pH reakcionog medijuma od najmanje 7,0, a naročito između 7,0 i 8,5, na primer između 7,5 i 8,5.

[0065] Kada se postigne željena pH vrednost, a u slučaju postupka u kom je samo jedan deo ukupne količine silikata inicijalno prisutan u posudi, istovremeno dodavanje agensa za acidifikaciju i preostale količine silikata je tada se povoljno izvodi u fazi (iii).

[0066] Ovo istovremeno dodavanje generalno se vrši na način da je vrednost pH reakcionog medijuma uvek jednaka (u okviru ± 0,1) vrednosti koja se dostigne na kraju faze (ii).

[0067] Po završetku faze (iii), a posebno nakon istovremenog dodavanja agensa za acidifikaciju i silikata, može se izvršiti sazrevanje rezultujućeg reakcionog medijuma (vodena suspenzija), pri istom pH-u dobijenom na kraju faze (iii). Ovaj korak se uglavnom vrši uz mešanje suspenzije, na primer od 2 do 45 minuta, posebno od 3 do 30 minuta.

[0068] I kada je u početku prisutan samo deo ukupne količine silikata, kao i kada je prisutna ukupna količina silikata, nakon taloženja, u opcionoj narednoj fazi može se dodati dodatna količina agensa za acidifikaciju na reakcioni medijum. Ovo dodavanje se obično vrši sve dok se ne dobije pH vrednost između 3,0 i 6,5, poželjno između 4,0 i 6,5.

[0069] Temperatura reakcionog medijuma je uglavnom između 75°i 97°C, poželjno između 80°i 96°C.

[0070] Prema prvom aspektu ovog postupka pripreme, reakcija se izvodi na konstantnoj temperaturi između 75°i 97°C. Prema alternativnom aspektu ovog procesa, temperatura na kraju reakcije je veća od temperature na početku reakcije. Prema tome, poželjno je održavati temperaturu na početku reakcije između 75°i 90°C; onda se temperatura povećava poželjno do vrednosti između 90°i 97°C, na kojoj se održava do kraja reakcije.

[0071] Na kraju koraka (i) do (iii) kao što je gore opisano, dobija se suspenzija silicijum dioksida. Zatim se izvršava korak separacije tečnosti/čvrste supstance. Sledeći koraci procesa mogu biti isti kao i koraci procesa koji je prvi cilj pronalaska.

[0072] Korak odvajanja obično sadrži filtraciju, nakon čega sledi, ako je potrebno, operacija pranja, izvedena pomoću bilo kakvog pogodnog postupka, na primer pomoću filter kaiša, vakuumskog filtera ili, poželjno, filter prese. Na kraju koraka filtracije dobija se filter kolač.

[0073] Filter kolač se potom podvrgava operaciji likvefakcije. Prema predmetnom pronalasku, smeša koja sadrži najmanje dve polikarboksilne kiseline, kao što je prethodno definisano, dodaje se tokom ili nakon operacije likvefakcije.

[0074] Poželjno, u ovom postupku pripreme, suspenzija taloženog silicijum dioksida dobijena nakon koraka likvefakcije pokazuje, neposredno pre sušenja, sadržaj čvrste materije od najviše 25 težinskih %, posebno najviše 24 težinska %, posebno od najviše 23 težinska %, na primer, najviše 22 težinska %.

[0075] Dezintegrisani filtarski kolač se potom suši. Sušenje se može izvesti na bilo koji način poznat u struci kao što je gore opisano.

[0076] Sušeni ili mleveni proizvod može opciono biti podvrgnut koraku aglomeracije kao što je gore opisano. taloženi silicijum dioksid koji se dobija nakon koraka aglomeracije uglavnom postoji u obliku granula.

[0077] Pronalazak se takođe odnosi na taloženi silicijum dioksid dobijen postupcima prema pronalasku.

[0078] Generalno, taloženi silicijum dioksid prema pronalasku na svojoj površini ima molekule smeše polikarboksilnih kiselina i/ili karboksilata koji odgovaraju polikarboksilnim kiselinama upotrebljenim u procesu.

[0079] Shodno tome, dalji cilj predmetnog pronalaska je sastav koji sadrži taloženi silicijum dioksid i smešu najmanje dve polikarboksilne kiseline ili njihovih derivata.

[0080] Sve definicije i preferencije u vezi sa prirodom polikarboksilnih kiselina, njihovih derivata i njihovih smeša definisanih gore u odnosu na postupak za stvaranje taloženog silicijum dioksida jednako se primenjuju na taloženi silicijum dioksid iz pronalaska.

[0081] taloženi silicijum dioksid pronalaska može se posebno koristiti kao punilo za polimerne sastave, što im povoljno pruža redukciju viskoznosti topljenja. Dinamičke i mehaničke osobine pomenutih polimernih sastav se uglavnom održavaju nepromenjene, kada se ne poboljšaju, u odnosu na one odgovarajućih polimernih sastav koji sadrže taložene silicijum diokside stanja tehnike.

[0082] taloženi silicijum dioksid prema pronalasku pokazuje ukupan sadržaj (C) smeše polikarboksilnih kiselina i/ili odgovarajućih karboksilata, izraženih kao ukupni ugljenik, najmanje 0,15 težinskih %, posebno od najmanje 0,20 težinskih %. Sadržaj (C) polikarboksilnih kiselina i/ili odgovarajućih karboksilata može biti od najmanje 0,25 težinskih %, a posebno najmanje 0,30 težinskih %, na primer od najmanje 0,35 težinskih %, čak i najmanje 0,45 težinskih %. Sadržaj (C) polikarboksilnih kiselina i/ili odgovarajućih karboksilata, izražen kao ukupni ugljenik, nije posebno ograničen, iako obično ne prelazi 10,00 težinskih %, posebno ne prelazi 5,00 težinskih %.

[0083] Ukupan sadržaj smeše polikarboksilnih kiselina i/ili odgovarajućih karboksilata, označenih sa (C), izraženih kao ukupni ugljenik, može se izmeriti pomoću analizatora ugljenika/sumpora, kao što je Horiba EMIA 320 V2. Princip analizatora ugljenika/sumpora zasnovan je na sagorevanju čvrstog uzorka u protoku kiseonika u indukcionoj peći (prilagođeno do približno 170 mA) i u prisustvu akceleratora sagorevanja (približno 2 grama volframa (naročito Lecocela 763-266) i približno 1 g gvožđa). Sadržaj ugljenika u uzorku koji se analizira (težina otprilike 0,2 grama) kombinuje se sa kiseonikom kako bi se formirali CO2, CO. Ovi gasovi se naknadno analiziraju pomoću infracrvenih detektora. Vlaga iz uzorka i vode proizvedene tokom ovih oksidacionih reakcija uklanja se prolazom preko kertridža koji sadrži dehidratni agens (magnezijum perhlorat) kako ne bi ometalo infracrveno merenje. Rezultat je izražen kao maseni procenat elementa ugljenika.

[0084] Prisustvo polikarboksilnih kiselina i/ili odgovarajućih karboksilata na površini taloženog silicijum dioksida pronalaska može se odrediti prisustvom ramena koja su karakteristična za C-O i C=O veze, vidljiva u infracrvenim spektrima, dobijena posebno sa površinskim (transimisionim) infracrvenim ili dijamantnim-ATR infracrvnim (posebno između 1540 i 1590 cm<-1>i između 1380 i 1420 cm<-1>za C-O, i između 1700 i 1750 cm<-1>za C=O).

[0085] Površinska infracrvena analiza (transmisijom) se može izvesti na Bruker Equinox 55 spektrometru na peletu čistog proizvoda. Pelet se obično dobija nakon brušenja silicijum dioksida kao što je u agate malteru i peletiranjem na 2 T/cm<2>u trajanju od 10 sekundi.

Prečnik peleta je uglavnom 17 mm. Težina peleta je između 10 i 20 mg. Dobijeni peleti su smešteni u komoru visokog vakuuma (10<-7>mbar) spektrometra tokom jednog sata na temperaturi okoline pre analize putem transmisije. Pribavljanje se vrši pod visokim vakuumom (uslovi za pribavljanje: od 400 cm<-1>do 6000 cm<-1>, broj skeniranja: 100, rezolucija: 2 cm<-1>).

[0086] Dijamant-ATR analiza se može izvršiti na spektrometaru Bruker Tensor 27 i sastoji se u odlaganju, na dijamantu, vrha lopatice prednaponog silicijum dioksida u agatnom malteru i tada se vrši pritisak. Infracrveni spektar se snima na spektrometru u 20 skenova, od 650 cm<-1>do 4000 cm<-1>. Rezolucija je 4 cm<-1>.

[0087] U poželjnom otelotvorenju, sastav prema pronalasku obuhvata taloženi silicijum dioksid i adipatsku kiselinu u kiselom obliku i/ili u karboksilatnom obliku, glutarnu kiselini u kiselom obliku i/ili u karboksilatnom obliku i sukcinsku kiselinu u kiselom obliku i/ili u karboksilatnom obliku. Adipatska, glutarna i sukcinska kiselina i/ili kiseli karboksilat su poželjno prisutni na površini taloženog silicijum dioksida.

[0088] U drugom poželjnom otelotvorenju, sastav prema pronalasku obuhvata taloženi silicijum dioksid i metilglutarnu kiselinu u kiselom obliku i/ili u karboksilatnom obliku, etilsukcinsku kiselini u kiselom obliku i/ili u karboksilatnom obliku i adipinsku kiseline u kiselom obliku i/ili u karboksilatnom obliku. Metilglutarna kiselina, etilsukcinska kiselina i adipatska kiselina i/ili kiseli karboksilat su poželjno prisutni na površini taloženog silicijum dioksida.

[0089] U zavisnosti od izvora silikatnog početnog materijala koji se koristi u proizvodnom postupku, taloženi silicijum dioksid prema pronalasku može sadržati dodatne elemente, na primer metale. Među pomenutim dodatnim elementima može se spomenuti aluminijum. Sadržaj (Al) aluminijuma uglavnom ne prelazi 700 ppm, poželjno ne prelazi 600 ppm i poželjnije ne prelazi 500 ppm. U nekim slučajevima sadržaj (Al) aluminijuma može biti do 1000 ppm, čak i do 1500 ppm.

[0090] Sadržaj aluminijuma, označen (Al), može se odrediti pomoću disperzivne rentgenske fluorescencije talasne dužine, na primer sa Panalytical 2400 spektrometrom ili, poželjno, sa Panalytical MagixPro PV2540 spektrometrom. Određivanje Al pomoću rentgenske fluorescencije se obično vrši na homogenom prahu taloženog silicijum dioksida, dobijenog, na primer, mlevenjem granula taloženog silicijuma. Prašak se analizira kao što je u posudi koja ima prečnik 40 mm sa polipropilenskom folijom debljine 6 mm, u atmosferi helijuma, pri prečniku zračenja od 37 mm, količina analiziranog silicijum dioksida je 9 cm<3>. Merenje sadržaja aluminijuma dobijeno je od Kα linije ( 2θ ugao = 145°, PE002 kristal, kolimator od 550 mm, detektor protoka gasa, rodijumska cev, 32 kV i 125 mA). Intenzitet ove linije proporcionalan je sadržaju aluminijuma. Intenzitet ove linije proporcionalan je sadržaju aluminijuma. Moguće je primeniti prethodnu kalibraciju koja se vrši pomoću drugog postupka merenja, kao što je ICP-AES (induktivno spojena plazma - atomska emisiona spektroskopija).

[0091] Sadržaj aluminijuma se takođe može meriti bilo kojim drugim pogodnim postupkom, na primer ICP-AES nakon rastvaranja u vodi u prisustvu fluorovodične kiseline.

[0092] taloženi silicijum dioksid prema pronalasku tipično ima BET specifičnu površinu od najmanje 45 m<2>/g, naročito najmanje 70 m<2>/g, poželjno je najmanje 80 m<2>/g. BET specifična površina može biti čak najmanje 100 m<2>/g, poželjno najmanje 120 m<2>/g, i poželjnije najmanje 130 m<2>/g.

[0093] BET specifična površina uglavnom iznosi najviše 550 m<2>/g, posebno najviše 370 m<2>/g, pa čak i najviše 300 m<2>/g. BET specifična površina može biti najviše 240 m<2>/g, posebno najviše 190 m<2>/g, pa čak i najviše 170 m<2>/g. BET specifična površina određena je prema postupku Brunauer-Emmett-Teller opisanom u The Journal of the American Chemical Society, Vol.60, page 309, February 1938, i odgovarajućem standardu NF ISO 5794-1, Appendix D (June 2010).

[0094] U jednom otelotvorenju pronalaska, taloženi silicijum dioksid prema pronalasku se karakteriše po tome što ima:

• BET specifičnu površinu između 45 i 550 m<2>/g, posebno između 70 i 370 m<2>/g, posebno između 80 i 300 m<2>/g, i

• sadržaj (C) polikarboksilne kiseline i/ili odgovarajući karboksilat, izražen kao ukupni ugljenik, od najmanje 0,15 težinskih %, posebno od najmanje 0,20 težinskih %.

[0095] U još jednom otelotvorenju, taloženi silicijum dioksid prema pronalasku se karakteriše po tome što ima:

• BET specifičnu površinu od 45 do 550 m<2>/g, posebno između 70 i 370 m<2>/g, posebno između 80 i 300 m<2>/g;

• sadržaj (C) polikarboksilne kiseline i/ili odgovarajući karboksilat, izražen kao ukupni ugljenik, od najmanje 0,15 težinskih %, posebno od najmanje 0,20 težinskih %; i • sadržaj aluminijuma (Al) ne prelazi 1500 ppm.

[0096] Generalno, taloženi silicijum dioksid prema pronalasku ima CTAB specifičnu površinu između 40 i 525 m<2>/g, posebno između 70 i 350 m2/g, posebno između 80 i 310 m2/g, na primer između 100 i 240 m<2>/g. CTAB specifična površina može biti između 130 i 200 m<2>/g, na primer između 140 i 190 m<2>/g. CTAB specifična površina je spoljna površina, koja se može odrediti prema standardu NF ISO 5794-1, Appendix G (June 2010).

[0097] taloženi silicijum dioksid prema pronalasku može pokazati BET specifična površina/CTAB specifična površina odnos između 0,9 i 1,2, što znači da ima nizak mikroporozitet.

[0098] Poželjno, taloženi silicijum dioksid prema pronalasku pokazuje disperzivnu komponentu površinske energije γs<d>manje od 43 m/m<2>, posebno manje od 42 m/m<2>.

[0099] Možda da pokazuje disperzivnu komponentu površinske energije γs<d>od najmanje 25 m/m<2>i manje od 43 m/m<2>, posebno između 27 i 43 m/m<2>, na primer između 28 i 42 m/m<2>.

[0100] Poželjno, taloženi silicijum dioksid pronalaska ima disperzivnu komponentu površinske energije γs<d>manje od 40 m/m<2>. U nekim slučajevima disperzivna komponenta površinske energije γs<d>može biti manja od 35 m/m<2>.

[0101] Disperzivna komponenta površinske energije γs<d>se određuje pomoću inverzne gasne hromatografije na granulama, sa prosečnom veličinom od 106 µm - 250 µm.

[0102] Tehnika koja se koristi za izračunavanje disperzivne komponente površinske energije γs<d>je Inverzna gasna hromatografija na beskonačnom razblaživanju (IGC-ID) na 110°C korišćenjem serije alkana (normalnih alkana) u rasponu od 6 do 10 atoma ugljenika, tehnika zasnovana na gasnoj hromatografiji, ali gde su uloge mobilne faze i stacionarne faze (pakovanja) obrnute. U ovom slučaju, stacionarna faza u koloni zamenjena je sa (čvrstim) materijalom za analizu, u ovom slučaju sa taloženim silicijum-dioksidom. Što se tiče mobilne faze, ona se sastoji od nosivog gasa (helijuma) i molekula „sonde“ izabranih kao funkcija njihove interakcije. Merenja se izvršavaju sukcesivno sa svakim molekulom sonde. Za svako merenje, svaki molekul sonde se ubrizgava u kolonu, u vrlo maloj količini (beskonačno razblaživanje), kao smeša sa metanom. Metan se koristi da odredi t0, mrtvo vreme kolone.

[0103] Neto vreme zadržavanja (tN) injektirane sonde dobijeno je oduzimanjem mrtvog vremena t0od vremena zadržavanja sonde. Fizički, tNodgovara srednjem vremenu koje je molekul sonde proveo u kontaktu sa stacionarnom fazom (čvrsta analiza). Za svaki ubrizgani molekul sonde merene su tri neto vremena zadržavanja tN. Srednja vrednost i odgovarajuća standardna devijacija se koriste za određivanje specifičnih zapremina zadržavanja (Vg<0>) na osnovu sledećeg odnosa (formula [1]).

formula [1]

[0104] Specifična zapremina zadržavanja Vg<0>odgovara zapremini nosivog gasa (koji se odnosi na 0°C) koji je potreban za eluiranje molekula sonde po 1 g stacionarne faze (čvrsta ispitivanja). Ova standardna količina omogućuje upoređivanje rezultata, bez obzira na protok gasova nosača i težinu stacionarne faze. U formuli [1]: Mstežina čvrste materije u koloni, Dcbrzina protoka nosivog gasa i T temperatura merenja.

[0105] Specifična zapremina zadržavanja se naknadno koristi za izračunavanje ΔGa, varijacije u slobodnoj entalpiji adsorpcije sonde, prema formuli [2], gde je R univerzalna konstanta idealnog gasa (R = 8,314 J.K<-1>.mol<-1>), na čvrstoj materiji u koloni.

[0106] Ova količina ΔGaje polazna tačka za određivanje disperzivne komponente površinske energije (γs<d>). Ovo se dobija crtanjem prave linije koja predstavlja varijaciju slobodne entalpije apsorpcije (ΔGa) kao funkcije broja ugljenika ncn-alkanskih sondi, kao što je prikazano u narednoj tabeli.

Tabela 1

[0107] Tada je moguće odrediti disperzivnu komponentu površinske energije γs<d>od nagiba ΔGa<CH2>ravne linije normalnih alkana, što odgovara slobodnoj entalpii adsorpcije metilenske grupe, dobijene za mernu temperaturu od 110°C.

[0108] Disperzivna komponenta površinske energije γs<d>tada se odnosi na slobodnu entalpiju adsorpcije ΔGa<CH2>metilenske grupe (Dorris and Gray method, J. Colloid Interface Sci., 77 (180), 353-362) prema sledećem odnosu:

gde je NAAvogadrov broj (6,02 x 10<23>mol<-1>), αCH2je površina zauzeta adsorbovanom metilen grupom (0,06 nm<2>), a γCH2je površinska energija čvrste materije koja se sastoji isključivo od metilenske grupe i određena na polietilenu (35,6 m/m<2>na 20°C).

[0109] taloženi silicijum dioksid prema pronalasku pokazuje unošenje vode od najmanje 6,0%, posebno najmanje 7,0%, naročito od najmanje 7,5%, na primer od najmanje 8,0%, čak i najmanje 8,5%. Upotreba vode uglavnom ne prelazi 15,0%.

[0110] U dodatnom otelotvorenju pronalaska, taloženi silicijum dioksid pronalaska se karakteriše po tome što ima:

• BET specifičnu površinu između 45 i 550 m<2>/g, posebno između 70 i 370 m<2>/g, posebno između 80 i 300 m<2>/g, i

• sadržaj (C) polikarboksilne kiseline i/ili odgovarajući karboksilat, izražen kao ukupni ugljenik, od najmanje 0,15 težinskih %, posebno od najmanje 0,20 težinskih %; • sadržaj aluminijuma (Al) ne prelazi 1500 ppm; i

• unošenje vode najmanje 6,0%.

[0111] Tehnika koja se koristi za merenje unošenja vode često se sastoji od postavljanja prethodno osušenog uzorka silicijum dioksida pod datim uslovima relativne vlažnosti u određenom vremenu; silicijum dioksid tada hidrira, što uzrokuje da se težina uzorka promeni od početne vrednosti w (u osušenom stanju) do konačne vrednosti w dw. „Uzimanje vode“ silicijum dioksida specifično označava, naročito tokom čitavog nastavka računa, odnos dw/w (to jest, težina vode uključene u uzorku u odnosu na težinu uzorka u suvom stanju), izraženo u procentima, izračunato za uzorak silicijum dioksida podvrgnut sledećim uslovima tokom postupka merenja: preliminarno sušenje: 8 sati, na 150°C; hidratacija: 24 sata, na 20°C i pri relativnoj vlažnosti od 70%.

[0112] Korišćen eksperimentalni protokol se sastoji sukcesivno od: preciznog merenja približno 2 grama silicijum dioksida za testiranje; sušenje, tokom 8 sati, silicijum dioksid je tako izmeren u pećnici podešenoj na temperaturi od 105°C; određivanje težine w silicijum dioksida dobijenog pri završetku ove operacije sušenja; stavljanje, tokom 24 časa, na 20°C, osušenog silicijum dioksida u zatvorenom posudu, kao što je eksikator, koji sadrži smešu vode/glicerola, tako da je relativna vlažnost zatvorenog medijuma 70%; određivanjem težine (w dw) silicijum dioksida dobijenog nakon ovog tretmana pri relativnoj vlažnosti od 70% u trajanju od 24 sata, merenje te težine izvršeno je odmah nakon uklanjanja silicijum dioksida iz eksikatora, kako bi se sprečilo variranje u težini silicijum dioksida pod uticajem promene higrometrije između medijuma sa relativnom vlažnošću od 70% i atmosferom laboratorije.

[0113] Generalno, taloženi silicijum dioksid prema pronalasku pokazuje visoku sposobnost disperzije (posebno elastomera) i deaglomerata.

[0114] taloženi silicijum dioksid prema pronalasku može pokazati prečnik Ø50M, nakon deaglomeracije sa ultrazvukom, od najviše 5 µm, poželjno od najviše 4 µm, posebno između 3,5 i 2,5 µm.

[0115] taloženi silicijum dioksid prema pronalasku može pokazati ultrazvučni faktor deaglomeracije FDMveći od 5,5 ml, posebno više od 7,5 ml, na primer veći od 12 ml.

[0116] Generalno, sposobnost silicijum dioksida za disperziju i deaglomeraciju može se kvantifikovati pomoću specifičnog testa deaglomeracije opisanog u nastavku.

[0117] Merenje veličine čestica se vrši (laserskom difrakcijom) na suspenziji silicijum dioksida deaglomerisanoj unapred ultrazvučnim postupkom; Na taj način se meri sposobnost silicijum dioksida da deaglomerira (cepanje objekata od 0,1 do nekoliko desetina mikrona). Deaglomeracija pod ultrazvukom se vrši pomoću sonikatora Vibracell Bioblock (600 V) koji je opremljen sondom prečnika 19 mm. Merenje veličine čestica vrši se laserskom difrakcijom pomoću MALVERN (Mastersizer 2000) određivača veličine čestica, koja koristi Fraunhoferovu teoriju. Jedan gram (+/- 0,1 gram) silicijum dioksida se unosi u čašu od 50 ml (visina: 7,5 cm i prečnik: 4,5 cm), i težina se dovodi do 50 grama dodavanjem 49 grama (+/-0,1 grama) dejonizovane vode. Na taj način se dobija 2% vodena suspenzija silicijum dioksida. Vodena suspenzija silicijum dioksida je tako deaglomerisana ultrazvučnom sonikacijom tokom 7 minuta. Merenje veličine čestica se zatim vrši uvođenjem u posudu određivača veličine čestica svih dobijenih suspenzija.

[0118] Srednji prečnik Ø50M(ili srednji prečnik Malvern), nakon deaglomeracije sa ultrazvukom, je takav da 50% čestica po zapremini ima veličinu manju od Ø50Mi 50% imaju veličinu veću od Ø50M. Vrednost srednjeg prečnika Ø50Mkoja se dobija smanjuje u proporciji kako se povećava sposobnost silicijum dioksida do deaglomerata.

[0119] Takođe je moguće odrediti odnos 10x vrednosti plavog laserskog zatamnjenja/vrednosti crvenog laserskog zatamnjenja, gde ova optička gustina odgovara pravoj vrednosti detektovanoj od strane određivača veličine čestica tokom uvođenja silicijum dioksida. Ovaj odnos (Malvern faktor deaglomeracije FDM) indikativan je za sadržaj čestica veličine manje od 0,1 mm koje nisu detektovane od strane određivača veličine čestica. Ovaj odnos se povećava proporcionalno s obzirom da se povećava sposobnost silicijum dioksida do deaglomerira.

[0120] Drugi parametar taloženog silicijum dioksida prema pronalasku je raspodela zapremine pora, a naročito raspodela zapremine pora koja je generisana porama prečnika manjeg od ili jednakog 400 Å. Druga zapremina odgovara korisnoj zapremini pora punila upotrebljenih u ojačavanju elastomera. Uopšteno govoreći, analiza programa pokazuje da ovaj silicijum dioksid, jednako dobro u obliku suštinski sfernih perli (mikroperle), praha ili granula, poželjno ima raspodelu pora tako da je zapremina pora generisana porama koje imaju prečnik između 175 i 275 Å (V2) predstavlja najmanje 50%, posebno najmanje 55%, posebno između 55% i 65%, na primer između 55% i 60%, zapremine pora generisanih porama prečnika manjeg od ili jednakog 400 Å (V1). Kada je taloženi silicijum dioksid prema pronalasku pružen u obliku granula, on može opciono imati raspodelu pora tako da se zapremina pora generiše porama prečnika između 175 i 275 Å (V2) predstavlja najmanje 60% zapremine pora se generiše porama prečnika manjeg od ili jednakog 400 Å (V1).

[0121] Zapremine pora i prečnici pora se tipično mere porozimetrijom žive (Hg) koristeći porozimetar Micromeritics Autopore 9520 i izračunavaju se pomoću Washburn odnosa sa uglom kontakta teta koji je jednak 130° i gama površinske napetosti jednake 484 dynes/cm (standard DIN 66133). Svaki uzorak se prethodno osuši u peći na 200°C u trajanju od 2 sata pre merenja.

[0122] Taloženi silicijum dioksid prema pronalasku poželjno pokazuje pH između 3,5 i 7,5, još poželjnije i dalje između 4,0 i 7,0. pH se meri u skladu sa modifikacijom standarda ISO 787/9 (pH suspenzije 5% u vodi) na sledeći način: 5 grama silicijum dioksida mereno je do oko 0,01 grama u čaši od 200 ml.95 ml vode, mereno iz merenog cilindra, naknadno se dodaje u prah silicijum dioksida. Ovako dobijena suspenzija se snažno meša (magnetno mešanje) tokom 10 minuta. Zatim se vrši merenje pH vrednosti.

[0123] Taloženi silicijum dioksid prema pronalasku može se pružiti u bilo kom fizičkom stanju, odnosno može se pružiti u obliku suštinski sfernih perli (mikroperle), praha ili granula.

[0124] Tako se može pružiti u obliku suštinski sfernih perli sa srednjom veličinom od najmanje 80 µm, poželjno od najmanje 150 µm, a posebno između 150 i 270 µm; ova srednja veličina se određuje prema standardu NF Ks X (decembar 1970) sušenjem i određivanjem prečnika koji odgovara kumulativnoj veličini od 50%.

[0125] Takođe se može pružiti u obliku praha srednje veličine od najmanje 3 mm, posebno od najmanje 10 µm, poželjno najmanje 15 µm.

[0126] Može se pružiti u obliku granula veličine od najmanje 1 mm, na primer između 1 i 10 mm, posebno duž ose njihove najveće dimenzije.

[0127] Silicijum dioksid prema pronalasku je poželjno dobijena postupkom koji je gore opisan, posebno postupkom koji je drugi cilj pronalaska.

[0128] Pogodno, taloženi silicijum dioksid prema predmetnom pronalasku ili dobijen postupkom pronalaska opisanim gore odgovara polimernim (elastomernim) sastavima u kojima su uvedeni, visoko zadovoljavajući kompromis u svojstvima, naročito smanjenje njihove viskoznosti. Poželjno, oni pokazuju dobru sposobnost disperzije i deaglomeracije u polimernim, poželjno elastomernim sastavima.

[0129] Taloženi silicijum dioksid prema predmetnom pronalasku ili (sposoban da bude) dobijen postupkom pronalaska opisanim gore može se koristiti u brojnim primenama.

[0130] Taloženi silicijum dioksid pronalaska može se koristiti, na primer, kao nosač katalizatora, kao apsorbent za aktivne materijale (naročito za tečnosti, naročito korišćen u hrani, kao što su vitamini (vitamin E) ili holin hlorid), u polimeru, posebno elastomeru, sastavima, kao viskozni, teksturizovani ili anticikator, kao komponenta za odvajanje baterije ili kao dodatak za pastu za zube, beton ili papir.

[0131] Međutim, taloženi silicijum dioksid pronalaska ima posebno pogodnu primenu u ojačavanju prirodnih ili sintetičkih polimera.

[0132] Polimerni sastave u kojima se mogu koristiti, naročito kao ojačavajuća punila, uglavnom se zasnivaju na jednom ili više polimera ili kopolimera, naročito na jednom ili više elastomera, poželjno izlažući najmanje jednu staklenu tranzicionu temperaturu između -150°C i 300°C, na primer između -150°C i 20°C.

[0133] Izraz „kopolimer“ se ovde koristi da se odnosi na polimere koji sadrže ponavljajuće jedinice koje proizlaze iz najmanje dve monomerne jedinice različite prirode.

[0134] Posebno se može pomenuti davanje polimera, kao polimera, dijenskih polimera, posebno dijenskih elastomera.

[0135] Na primer, mogu se upotrebiti polimeri ili kopolimeri koji proizlaze iz alifatičnih ili aromatičnih monomera, koji sadrže najmanje jednu nezasićenost (kao što su, posebno, etilen, propilen, butadien, izopren, stiren, akrilonitril, izobutilen ili vinilacetat), polibutil akrilat ili njihove smeše; mogu se pomenuti i funkcionalizovani elastomeri, odnosno elastomeri koji su funkcionalizovani hemijskim grupama položenim duž makromolekularnog lanca i/ili na jednom ili više njegovih krajeva (na primer, funkcionalnim grupama sposobnim da reaguju sa površinom silicijum dioksida) i halogeni polimeri. Mogu se navesti poliamidi, etilenski homo- i kopolimeri, homolozi i kopolimeri propilena.

[0136] Polimer (kopolimer) može biti zbirni polimer (kopolimer), polimer (kopolimer) lateks ili drugi rastvor polimera (kopolimera) u vodi ili u bilo kojoj drugoj odgovarajućoj tečnosti za disperziju.

[0137] Među dijenskim elastomerima mogu se navesti, na primer, polibutadieni (BR), poliizopreni (IR), butadienski kopolimeri, izoprenski kopolimeri ili njihove smeše, a posebno koperimeri stirena/butadiena (SBR, posebno ESBR (emulzija ) ili SSBR (rastvor)), izopren/butadien kopolimeri (BIR), izopren/stiren kopolimeri (SIR), izopren/butadien/stiren kopolimeri (SBIR), etilen/propilen/dijen terpolimeri (EPDM), kao i pridruženi funkcionalizovani polimeri (na primer, viseće polarne grupe ili polarne grupe na kraju lanca, koje mogu da komuniciraju sa silicijum dioksidom).

[0138] Pomenuto se takođe može napraviti od prirodne gume (NR) i epoksidisane prirodne gume (ENR).

[0139] Polimerni sastavi mogu se vulkanizovati sa sumporima (tada se dobijaju vulkanizati) ili se unakrsno povezati, posebno sa peroksidima ili drugim sistemima unakrsnog povezivanja (na primer, diaminina ili fenolnim smolama).

[0140] Generalno, polimerni sastave dodatno sadrže najmanje jedan (silicijum dioksid/polimer) agens za uparivanje i/ili najmanje jeda agens za pokrivanje; oni takođe mogu obuhvatati, između spajanje, antioksidans.

[0141] Posebno se mogu koristiti, kao agensi za spajanje, kao neograničavajući primeri „simetrični“ ili „nesimetrični“ silanski polisulfidi; naročito se mogu pomenuti bis ((C1-C4)alkoksil(C1-C4)alkilsilil(C1-C4)alkil)polisulfidi (posebno disulfidi, trisulfidi ili tetrasulfidi), kao što su npr. bis(3-trimetoksisilil)propil)polisulfid ili bis(3-(trietoksisilil)propil)polisulfid, kao što je trietoksisililpropil tetrasulfid. Može se pomenuti i monoetoksidimetilsililpropil tetrasulfid. Mogue se pomenuti i silani koji sadrže maskirane ili slobodne funkcionalne grupe tiola.

[0142] Agens za spajanje može se prethodno preplititi na polimer. Takođe se može koristiti u slobodnom stanju (to jest, ne graftovan unapred) ili graftovan na površini silicijuma. Isto važi i za opcioni agens za pokrivanje.

[0143] Agens za spajanje može se opciono kombinovati sa odgovarajućim „aktivatorom spajanja“, odnosno jedinjenjem koje, pomešana sa ovim agensom za spajanje, povećava njegovu efikasnost.

[0144] Udeo težine silicijum dioksida pronalaska u sastavu polimera može se razlikovati u prilično širokom opsegu. Obično predstavlja od 10% do 200%, posebno od 20% do 150%, posebno od 20% do 80% (na primer od 30% do 70%) ili od 80% do 120% (na primer od 90% do 110%), od količine polimera.

[0145] Silicijum dioksid prema pronalasku može pogodno sadržati sva ojačavajuća neorganska punila i čak i sva ojačavajuća punilo polimernog sastava.

[0146] Međutim, ovaj silicijum dioksid prema pronalasku može se opciono kombinovati sa najmanje jednim drugim ojačavajućim punilom, kao što je, posebno, komercijalno visoko disperzibilan silicijum dioksid, kao što su, na primer, Zeosil® Z1165MP ili Zeosil® Z1115MP (komercijalno dostupan od Solvay), tretirani taloženi silicijum dioksid (na primer, taloženi silicijum dioksid „dopiran“ pomoću katjona, kao što je aluminijum); drugo ojačavajuće neorgansko punilo, kao što je, na primer, alumina, zapravo čak i ojačavajuće organsko punilo, posebno karbon crno (opciono prekriven neorganskim slojem, na primer silicijum dioksida). Silicijum dioksid prema pronalasku onda poželjno čini najmanje 50 težinskih %, zapravo čak i najmanje 80 % težinskih, ukupne količine ojačavajućeg punila.

[0147] Sastavi koji sadrže taloženi silicijum dioksid prema pronalasku mogu se koristiti za proizvodnju velikog broja proizvoda. Neograničavajući primeri gotovih proizvoda koji sadrže najmanje jedan od (naročito na bazi) polimernih sastava opisanih iznad (posebno na osnovu gore navedenih vulkanizata), su npr. podloge za obuću (poželjno u prisustvu agensa za spajanje (silicijum dioksid/polimer) , npr. trietoksisililpropil tetrasulfid), podne obloge, gasne barijere, materijali protiv oštećenja, kao i inženjerske komponente, kao što su valjci za žičare, plombe za kućne električne aparate, plombe za tečne ili gasne cevi, plombe kočionog sistema, cevi (fleksibilne), obloge (posebno obloge kablova), kablovi, podupirači motora, separatori za baterije, transportne trake, transmisione trake ili, poželjno, pneumatici, a posebno gazeći slojevi pneumatika (naročito za laka vozila ili za teška vozila (npr. kamioni)).

[0148] Ako objavljivanje bilo kog patenta, patentne prijave i publikacije bude u suprotnosti sa opisom ove prijave u meri u kojoj ona može učiniti nejasnom, ovaj opis će imati prednost.

[0149] Pronalazak će sada biti detaljnije opisan u vezi sa sledećim primerima čija svrha je samo ilustrativna i ne ograničava sadržaj ovog pronalaska.

PRIMERI PRIMER 1

[0150] Suspenzija silicijum dioksida je pripremljena prema procesu objavljenom u Primeru 12 od EP520862.

[0151] Suspenzija silicijum dioksida je filtrirana i oprana na filter presi i zatim podvrgnuta kompaktovanju na pritisku od 5,5 bar na istom filteru.

[0152] Pre operacije likvefakcije, rastvor u vodi smeše polikarboksilne kiseline (34 težinska %) je pripremljen rastvaranjem (na 35°C) smeše polikarboksilne kiseline koja ima naredni sastav: 94,8 težinskih % 2-metilglutarne kiseline, 4,9 težinskih % etilsukcinske kiseline, i 0,2 težinskih % adipinske kiseline i 0,1 težinskih % ostalog. Rastvor se ovde dalje naziva „MGA rastvor“.

[0153] Filter kolač je podvrgnut operaciji likvefakcije u neprekidno snažno mešanom reaktoru sa simultanim dodavanjem kolaču 47 grama MGA rastvora (MGA smeša/SiO2odnos po težini od 1,0%).

[0154] Ovaj dezintegrisan kolač je potom osušen koristeći atomizer sa mlaznicama prskanjem dezintgrisanog kolača kroz 2,5 mm mlaznicu sa pritiskom od 1 bar pod narednim srednjim uslovima protoka i temperatura:

Srednja ulazna temperatura: 300°C

Srednja izlazna temperatura: 145°C

Srednja stopa protoka: 15 l/h.

[0155] Karakteristike dobijenog silicijum dioksida pronalaska S1 (u obliku značajno sfernih perli) su sledeće:

KOMPARATIVNI PRIMER 1

[0156] Prateći istu proceduru Primera 1 filter kolač je dobijen i podvrgnut je operaciji likvefakcije u neprekidno snažno mešanom reaktoru sa simultanim dodavanjem kolaču od grama rastvora koji sadrži maleinsku kiselinu (maleinska kiselina/SiO2odnos po težini od 1,0%).

[0157] Ovaj dezintegrisan kolač je potom osušen koristeći atomizer sa mlaznicama prskanjem dezintgrisanog kolača kroz 1,5 mm mlaznicu sa pritiskom od 25 bar pod narednim srednjim uslovima protoka i temperatura:

Srednja ulazna temperatura: 250°C

Srednja izlazna temperatura: 140°C

Srednja stopa protoka: 15 l/h.

[0158] Karakteristike od silica CS1 obtained (u obliku značajno sfernih perli) su sledeće:

PRIMER 2 I KOMPARATIVNI PRIMER 2

[0159] Sledeći materijali su korišćeni za pripremu elastomernih sastav zasnovanih na SBR:

SBR: SBR Buna VSL5025-2 od Lanxess; sa 50 /- 4% vinilnih jedinica; 25 /- 2% jedinjenja stirena; Tg u blizini -20°C; 100 phr od SBR proširenog sa 37,5 /- 2,8 težinskih % ulja /

BR: ulje Buna CB 25 od Lanxess

S1: taloženi silicijum dioksid prema predmetnom pronalasku pripremljen prema Primeru 1

CS1: taloženi silicijum dioksid, pripremljen prema Uporednom primeru 1 Agens za spajanje: Luvomaxx TESPT od Lehvoss France sarl

Plastifikator: Nytex 4700 naftenski plastifikator od Nynas

Antioksidant: N-(1,3-dimetilbutil)-N-fenil-para-fenilendiamin; Santoflex 6-PPD od Flexsys

DPG: Difenilgvanidin; Rhenogran DPG-80 od RheinChemie

CBS: N-cikloheksil-2-benzotiazolsulfenamid; Rhenogran CBS-80 od RheinChemie

[0160] Sastavi elastomernih mešavina, izraženi kao težinski delovi na 100 delova elastomera (phr), prikazani su u Tabeli I dole, pripremljeni su u unutrašnjem mikseru tipa Brabender (380 ml) prema sledećem postupku.

Postupak za pripremu gumenih sastava

[0161] Priprema sastava SBR i prirodnog kaučuka izvedena je u dve sukcesivne faze pripreme: prva faza koja se sastoji od termomehaničkog rada visoke temperature, nakon čega sledi druga faza mehaničkog rada na temperaturama ispod 110°C . Ova faza omogućava uvođenje sistema vulkanizacije.

[0162] Prva faza je izvedena pomoću uređaja za mešanje, tipa unutrašnjeg miksera brenda Brabender (kapacitet 380 ml). Koeficijent punjenja bio je 0,6. Početna temperatura i brzina rotora postavljeni su u svakom slučaju, kako bi se postigla temperatura koja pada na temperaturu od približno 140-160°C.

[0163] U prvoj fazi moguće je u prvom prolazu ugraditi elastomere, a potom i ojačavajući punlilo (uvođenje iz nekoliko delova) sa agensom za spajanje i stearinskom kiselinom. Za ovaj prolazi trajanje je bilo između 4 i 10 minuta.

[0164] Posle hlađenja smeše (na temperaturu manju od 100°C), drugi prolaz omogućio je inkorporaciju cinkovog oksida i zaštitnih agenasa/antioksidanta. Trajanje ovog prolaza je bilo između 2 i 5 minuta.

[0165] Nakon hlađenja smeše (na temperaturu manju od 100°C), u smešu je dodat sistem vulkanizacije (sumpor i akceleratori, kao što je CBS). Druga faza je izvedena u otvorenom mlinu, zagrejana na 50°C. Trajanje ove faze je trajalo između 2 i 6 minuta.

[0166] Svaka finalna smeša je kasnije kaljena u obliku ploča debljine 2-3 mm.

Tabela I

[0167] Posle toga, mehanička i dinamička svojstva smeša vulkanizovanih na optičkom očvršćivanju (T98) su merena prema sledećim procedurama.

Reološke osobine

Viskoznost sirovih smeša

[0168] Mooney viskoznost je merena na sastavima u sirovom stanju na 100°C pomoću rehometra MV 2000. Mooney stopa relaksacije stresa bila je u skladu sa standardnim NF ISO 289.

[0169] Vrednost obrtnog momenta, pročitana na kraju 4 minuta nakon prethodnog zagrevanja od jednog minuta ( Mooney Large (1+4) - na 100°C), prikazana je u Tabeli II. Test je sproveden na sirovim smešama nakon stajanja 10 dana i 3 nedelje na temperaturi od 23 /-3°C.

Tabela II

[0170] Utvrđeno je da sastave koji sadrže taloženi silicijum dioksid S1 prema predmetnom pronalasku (Primer 1) imaju redukovanu početnu sirovu viskoznost u odnosu na sastave koji sadrže taloženi silicijum dioksid iz stanja tehnike. Smanjena viskoznost sastav koji sadrže taloženi silicijum dioksid pronalaska S1 u odnosu na referentne sastave održava se i nakon starenja.

Postupak za testiranje reometrije

[0171] Merenja su izvedena na sastavima u sirovom stanju. Reološka ispitivanja su sprovedena na 160°C koristeći Monsanto ODR reometar u skladu sa standardnim NF ISO 3417. Prema ovom testu, kompozitni test je postavljen u komoru za testiranje (potpuno punjenje komore) regulisan na temperaturi od 160°C tokom 30 minuta, a izmeren je otporni moment koji se suprotstavlja sastavu na niskoj amplitudi (3 °) oscilacije bikoničkog rotora uključenog u komoru za testiranje.

[0172] Sledeći parametri su određeni od krive varijacije u momentu kao funkcija vremena:

• minimalni obrtni moment (Tmin), koji odražava viskoznost sastava na posmatranoj temperaturi;

• maksimalni obrtni moment (Tmax);

• delta obrtni moment ( ΔT = Tmax - Tmin), koji odražava stepen unakrsnog povezivanja koji prouzrokuje dejstvo sistema unakrsnog povezivanja i, ako je potrebno, agenasa za vezivanje;

• vreme T98 neophodno da se dobije stepen vulkanizacije koji odgovara 98% potpune vulkanizacije (ovaj put se uzima kao optimalni vulkanizator); i

• vreme zagrevanja TS2, koje odgovara vremenu koje je potrebno povećati obrtni moment od 2 tačke iznad minimalnog obrtnog momenta na posmatranoj temperaturi (160°C) i koji odražava vreme tokom kog je moguće preraditi sirovu smešu na ovoj temperaturi bez iniciranja vulkanizacije.

[0173] Dobijeni rezultati za preparate iz Primera 2 i uporedni Primer 1 prikazani su u Tabeli III.

Tabela III

[0174] Utvrđeno je da sastav prema pronalasku (Primer 2) pokazuje zadovoljavajuću kombinaciju reoloških svojstava.

[0175] Posebno, dok je imala smanjenu sirovu viskoznost, pokazala je niži minimalni obrtni moment i veći maksimalni obrtni moment od onih kod referentnog sastava, što odražava veću mogućnost obrade sastave.

[0176] Upotreba silicijum dioksida S1 ovog pronalaska (Primer 2) omogućuje smanjivanje minimalnog viskoziteta (niži minimalni obrtni moment Tmin, što je znak poboljšanja sirovog viskoziteta) u odnosu na referentne sastave bez oštećenja vulkanizacionog ponašanja.

Mehaničke osobine vulkanizata

[0177] Merenja su izvedena na optimalno vulkaniziranim sastavima (T98) dobijenim na temperaturi od 160°C.

[0178] Jedinstveni testovi zatezanja se izvode u skladu sa standardnim NF ISO 37 sa ispitnim uzorcima tipa H2 brzinom od 500 mm/min na Instron 5564 uređaju. Moduli x%, koji odgovara naponu merenom na x% zatezne linije, izraženi su u MPa.

[0179] Utvrđeni indeks ojačavanja (RI) je jednak odnosu modula sa 300% napona na modul sa 100% linijom.

[0180] Shore A merenje tvrdoće na vulkanizatima vršeno je u skladu sa standardnim ASTM D 2240, koristeći vreme merenja od 15 sekundi. Osobine su prikazane u tabeli IV.

Tabela IV

[0181] Utvrđeno je da sastav koji sadrži silicijum dioksid iz pronalaska (Primer 2) pokazuje dobar kompromis u mehaničkim svojstvima, s obzirom na ono što se dobija sa referentnim sastavom.

[0182] Sastav iz Primera 2 pokazuje relativno niske modulacije kod 10% i 100% linija i visoki modul od 300%, a time i veći indeks ojačavanja.

[0183] Upotreba taloženog silicijum dioksida prema pronalasku (Primer 2) omogućava postizanje zadovoljavajućeg nivoa ojačavanja, u odnosu na kontrolnu smešu.

Određivanje dinamičkih osobina vulkanizata

[0184] Dinamička svojstva su merena na analizatoru viskoziteta (Metravib VA3000) prema standardu ASTM D5992.

[0185] Vrednosti faktora gubitka (tan δ) i kompresivnog dinamičkog kompleksnog modula (E*) zabeležene su na vulkanizovanim uzorcima (cilindrični uzorak sa presekom 95 mm<2>i visinom od 14 mm). Uzorak je na početku podvrgnut pred-rastezanju od 10%, a potom sinusoidnom opterećenju u izmeničnoj kompresiji od plus ili minus 2%. Merenja su izvedena na 60°C i na frekvenciji od 10 Hz. ;;[0186] Određeni su kompresivni kompleksni modul (E*, 60°C, 10 Hz) i faktor gubitka (tan δ, 60°C, 10 Hz).

[0187] Vrednosti za faktor gubitaka (tan δ) i za amplitudu modula dinamičkog sjaja (ΔG') zabeležene su na vulkanizovanim uzorcima (uzorak paralelepipedalnog test uzorka sa presekom 8 mm2 i visinom od 7 mm). Uzorak je podvrgnut dvostrukom izmeničnom sinusoidnom zatezanju na temperaturi od 40°C i frekvenciji od 10 Hz. Ciklusi pomeranja amplitude sa senzorom izvedeni su prema ciklusu spoljnog povratka, koji se kreću spolja od 0,1% do 50%, a zatim se vraća sa 50% na 0,1%.

[0188] Podaci dobijeni za sastave iz Primera 2 i Uporednog Primera 2 prikazani su u Tabeli V. Pokazuju podatke o amplitudi povratne linije i odnose se na maksimalnu vrednost faktora gubitka (tan δ maksimalni povratak, 40°C, 10 Hz) i na amplitudu elastičnog modula (ΔG', 40°C, 10 Hz) između vrednosti zatezanja od 0,1% i 50% (Payne efekt).

Tabela V

[0189] Upotreba silicijum dioksida S1 predmetnog pronalaska (Primer 2) omogućava poboljšanje maksimalne vrednosti faktora gubitaka na 60°C.

[0190] Podaci u Tabeli od II do V pokazuju da sastave koji sadrže taloženi silicijum dioksid pronalaska karakterišu dobar kompromis između karakteristika obrade, ojačavanja i histereze, u odnosu na referentne sastave, naročito sa povećanjem u sirovoj viskoznosti koja ostaje znatno stabilna nakon skladištenja tokom vremena.

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Proces proizvodnje taloženog silicijum dioksida koji obuhvata korake: reagovanje barem jednog silikata sa barem jednim agensom za acidifikaciju, kako bi se dobila suspenzija silicijum dioksida; podvrgavanje navedene suspenzije silicijum dioksida filtriranju kako bi se dobio filter kolač; podvrgavanje navedenog filter kolača koraku likvefakcije, gde se navedeni korak likvefakcije sprovodi u odsustvu jedinjenja aluminijuma, kako bi se dobila suspenzija taloženog silicijum dioksida; i opciono, sušenje taloženog silicijum oksida dobijenog nakon koraka likvefakcije; naznačen time da je smeša barem dve polikarboksilne kiseline dodata filter kolaču tokom ili nakon koraka likvefakcije.

2. Proces prema patentnom zahtevu 1 gde korak reagovanja sa barem jednim agensom za acidifikaciju obuhvata naredne korake: (i) pružanje barem jednog dela ukupne količine silikata koji je uključen u reakciju i elektrolita u posudu, koncentracija silikata (izražen kao SiO2) koja je inicijalno prisutna u navedenoj posudi je manja od 100 g/l i, poželjno, koncentracija elektrolita na početku prisutna u navedenom brodu je manja od 19 g/l; (ii) dodavanje količine agensa za acidifikaciju u pomenutu posudu, kako bi se dobila pH vrednost reakcionog medijuma od najmanje 7,0, posebno između 7,0 i 8,5; (iii) dalje dodavanje agensa za acidifikaciju i, ako je potrebno, istovremeno preostale količine silikata u reakcioni medijum kako bi se dobila suspenzija silicijum dioksida;

3. Proces prema patentnom zahtevu 1 ili patentnom zahtevu 2 gde smeša polikarboksilne kiseline obuhvata barem dve polikarboksilne kiseline izabrane iz grupe koju čine dikarboksilne kiseline i trikarboksilne kiseline.

4. Proces prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva gde su polikarboksilne kiseline u smeši izabrane iz grupe koju čine alifatične, linearne ili razgranate, zasićene ili nezasićene, polikarboksilne kiseline koje imaju od 2 do 20 atoma ugljenika i aromatičke polikarboksilne kiseline.

5. Taloženi silicijum dioksid obuhvata smešu barem dve polikarboksilne kiseline i ima sadržaj aluminijuma koji ne prelazi 1500 ppm.

6. Taloženi silicijum dioksid prema patentnom zahtevu 5, gde ukupni sadržaj (C) polikarboksilne kiseline i/ili odgovarajući karboksilat, izražen kao ukupni ugljenih, je barem 0,15 težinskih %.

7. Taloženi silicijum dioksid prema patentnom zahtevu 5 ili 6 dalje naznačen time da ima BET specifičnu površinu između 45 i 550 m<2>/g, naročito između 70 i 370 m<2>/g, posebno između 80 i 300 m<2>/g.

8. Taloženi silicijum dioksid prema bilo kom patentnom zahtevu 5 do 7 naznačen time da ima unos vode od barem 6,0%.

9. Taloženi silicijum dioksid prema bilo kom patentnom zahtevu 5 do 8 naznačen time da ima disperzivnu komponentu površinske energije γs<d>manju od 43 m/m<2>.

10. Taloženi silicijum dioksid prema bilo kom patentnom zahtevu 5 do 9 gde su polikarboksilne kiseline u smeši izabrane iz grupe koju čine alifatične, linearne ili razgranate, zasićene ili nezasićene, polikarboksilne kiseline koje imaju od 2 do 20 atoma ugljenika i aromatičke polikarboksilne kiseline.

11. Taloženi silicijum dioksid bilo kog patentnog zahteva 5 do 10 koji može da se dobije procesom prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4.

12. Primena taloženog silicijum dioksida bilo kog od patentnih zahteva 5 do 11 kao ojačavajuće punilo za polimere.

13. Polimerni sastav koji obuhvata taloženi silicijum dioksid bilo kog patentnog zahteva 5 do 11.

14. Član koji obuhvata barem jedan sastav kako je zahtevano u patentnom zahtevu 13.

15. Član prema patentnom zahtevu 14 koji se sastoji od podloge za obuću, podnih obloga, plinske barijere, materijal otpornog na vatru, valjka za žičare, plombe za kućne električne aparate, plombe za tečne ili gasne cevi, plombe kočionog sistema, cevi, obloge, kabla, držača motora, separatora baterije, remenog kaiša ili, poželjno, pneumatika.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Beograd, Kneginje Ljubice 5