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DE68909113T2 - Absorbierende Fällungskieselsäure und Zusammensetzung auf der Basis dieser Kieselsäure. - Google Patents

Absorbierende Fällungskieselsäure und Zusammensetzung auf der Basis dieser Kieselsäure.

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Publication number
DE68909113T2
DE68909113T2 DE89401306T DE68909113T DE68909113T2 DE 68909113 T2 DE68909113 T2 DE 68909113T2 DE 89401306 T DE89401306 T DE 89401306T DE 68909113 T DE68909113 T DE 68909113T DE 68909113 T2 DE68909113 T2 DE 68909113T2
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DE
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silica
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cake
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bet surface
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DE89401306T
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Jean-Luc Ponchon
Lionel Rabute
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Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhone Poulenc Chimie SA
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Publication date
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine absorbierende Fällungskieselsäure und die Zusammensetzungen auf der Basis dieser Kieselsäure.
  • Es ist wohlbekannt, Flüssigkeiten auf einem Kieselsäureträger zu präparieren [conditionner]. Diese Präparierung hat zum Ziel, eine nicht oder schwer handhabbare Flüssigkeit in ein fluides Pulver zu überführen, das beispielsweise in einem Sack leicht gelagert werden kann und sich auch leicht in anderen festen, zerteilten Bestandteilen verteilen und damit vermischen kann.
  • Die so erhaltenen Zusammensetzungen: absorbierte Flüssigkeit auf einem Kieselsäureträger werden im anschließenden Text präparierte Zusammensetzungen genannt.
  • Diese Zusammensetzungen müssen einen erhöhten Gehalt an aktivem Material sowie eine hohe Dichte aufweisen. Sie müssen leicht handhabbar sein, was eine gute Fließfähigkeit und schwaches Stauben beinhaltet. Diese verschiedenen Forderungen widersprechen sich manchmal. Diese Qualitäten hängen natürlich eng mit der Natur der als Träger verwendeten Kieselsäure zusammen.
  • US-A-3 445 189 erwähnt die Verwendung einer Kieselsäure als Träger für Flüssigkeiten, wobei die Kieselsäure eine spezifische Oberfläche von 100 bis 250 m²/g und eine Ölaufnahme von mehr als 200 ml/100 g aufweist.
  • Das erste Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer absorbierenden Kieselsäure von verbesserter Qualität.
  • Das zweite Ziel der Erfindung ist die Herstellung einer präparierten Zusammensetzung mit erhöhter Dichte, mit verbesserter Fließfähigkeit und mit verringertem Stauben.
  • Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße Fällungskieselsäure die folgenden Eigenschaften auf:
  • - BET-Oberfläche von mindestens 170 m²/g;
  • - Ölaufnahme (DOP) eingeschlossen zwischen 220 und 300 ml/100 g;
  • - Fülldichte in gepreßtem Zustand von mindestens 0,29;
  • - mittlerer Teilchendurchmesser eingeschlossen zwischen 80 und 150 um;
  • - ein granulometrischer Dispersionsindex von höchstens 0,70.
  • Man konnte feststellen, daß dank der Gesamtheit der oben erwähnten Eigenschaften die erfindungsgemäße Kieselsäure einen besonders gut für Flüssigkeiten angepaßten Träger bildet.
  • Natürlich betrifft die Erfindung auch eine präparierte Zusammensetzung auf der Basis einer Flüssigkeit, die auf dem Träger, der die wie oben definierte Fällungskieselsäure umfaßt, absorbiert ist.
  • Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der Beschreibung und der konkreten, aber nicht beschränkenden Beispiele, die folgen werden, besser verstanden.
  • Die Kieselsäure, die weiter oben definiert worden ist, weist dank der Kombination von Eigenschaften, die unten genauer untersucht werden, besonders interessante Eigenschaften auf.
  • Zunächst weist diese Kieselsäure eine BET-Oberfläche von mindestens 170 m²/g, spezieller von mindestens 210 m²/g, auf. Insbesondere kann diese BET-Oberf läche spezieller zwischen 170 und 400 m²/g oder 210 und 400 m²/g eingeschlossen sein.
  • Die BET-Oberfläche wird gemäß dem Verfahren von Brunauer-Emmet-Teller, beschrieben im Journal of the Ainerican Chemical Society, Band 60, Seite 309, Feb. 1938, und gemäß der Norm NF T45007 (5.11) bestimmt.
  • Eine andere Eigenschaft der erfindungsgemäßen Kieselsäure ist ihre Ölaufnahme. Diese Ölaufnahme (DOP), bestimmt gemäß der Norm NFT 30-022 (März 53) unter Verwendung von Dioctylphthalat, ist zwischen 220 und 300 ml/100 g, insbesondere zwischen 220 und 280 und spezieller zwischen 240 und 280 ml/100 g eingeschlossen.
  • Ihre Dichte ist mindestens 0,29. Es handelt sich hier um die Fülldichte in gepreßtem Zustand (DRT) gemäß der Norm AFNOR N 030100. Spezieller kann die Dichte zwischen 0,29 und 0,4 und insbesondere 0,29 und 0,36 eingeschlossen sein.
  • Schließlich ist die Granulometrie ebenfalls eine wichtige Eigenschaft der erfindungsgemäßen Kieselsäure.
  • Diese Granulometrie ist derart, daß der mittlere Durchmesser der Teilchen d&sub5;&sub0; zwischen 80 und 150 um, spezieller zwischen 90 und 130 um, eingeschlossen ist.
  • Diese Granulometrie wird durch Zurückhaltung im trockenen Drahtsieb gemäß der NormNF X11.507 bestimmt.
  • Im übrigen ist die Granulometrie der erfindungsgemäßen Kieselsäure eng verteilt. Dies kann durch einen Dispersionsindex (I.D) von höchstens 0,70, spezieller von höchstens 0,6, dargelegt werden. Dieser Index entspricht dem Verhältnis (d84 -d16)/2d50, in dem dn der Durchmesser ist, bei dem n% der Teilchen in einer Größe unterhalb dieses Wertes des Durchmessers vorliegen.
  • Gemäß den spezielleren Ausführungsformen der Erfindung kann die Kieselsäure zusätzliche Eigenschaften aufweisen.
  • Die erfindungsgemäße Kieselsäure weist im allgemeinen einen pH zwischen 4 und 8 und spezieller zwischen 5,5 und 7 eingeschlossen auf. Dieser pH ist derjenige, der gemäß der Norm NFT 45007 (5.5) bestimmt wird.
  • Im übrigen weist die erfindungsgemäß Kieselsäure vorzugsweise einen Glühverlust von höchstens 13%, bezogen auf das Produkt als solches, und von höchstens 6% bezogen auf trockenes Produkt auf [Norm NFT 45007 (5.3)].
  • Die Kieselsäure kann durch jedes bekannte Verfahren, wie durch Reaktion eines Silicats mit einem ansäuernden Mittel, beispielsweise einer anorganischen Säure vom Typ Carbon-, Schwefel- oder Salzsäure, ausgefällt werden. Infolge dessen kann man Verfahren unter Zugabe von Säure auf eine Basis von Silicat oder unter gleichzeitiger, gesamter oder teilweiser Zugabe von Säure und von Silicat auf eine Basis von Wasser in Gegenwart oder Abwesenheit von Salz oder von Silicatlösung verwenden.
  • Man kann auch vorteilhafterweise eine Nachbehandlung durchführen, d.h. nach einer ersten Ausfällung eine Silicatlösung und/oder eine Säure in das Reaktionsmedium einführen.
  • Nach Filtration des Reaktionsbreis erhält man einen Filterkuchen, den man gegebenenfalls wäscht. Zur Trocknung wird der Kuchen anschließend im allgemeinen mit Wasser behandelt [délité].
  • Während der Behandlung mit Wasser und gegebenenfalls während des ganzen vorangehenden Abschnitts des Verfahrens zur Herstellung der Kieselsäure ist es vorteilhaft, dem Kuchen oder dem Reaktionsmediuin eine Aluminiumverbindung zuzusetzen, welche die Suspension weniger viskos und leichter absaugbar macht. Es kann diesbezüglich auf das französische Patent Nr. 2 536 380 Bezug genommen werden.
  • Man muß solche Bedingungen einhalten, daß der Kuchen, insbesondere in dem mit Wasser behandelten Zustand, vor Trocknen einen Glühverlust von höchstens 77%, vorzugsweise von höchstens 75%, aufweist.
  • Es ist zu bemerken, daß man diesen Glühverlust durch Zugabe von vorher getrockneter Kieselsäure zum Kuchen, insbesondere während dessen Behandlung mit Wasser, erhalten kann.
  • Das Trocknen des Kuchens zum Erhalt des Endprodukts kann durch jedes bekannte Mittel bewerkstelligt werden, wie z.B. durch Zerstäuben und insbesondere mit einem Turbinenzerstäuber.
  • Die erfindungsgemäße Kieselsäure ist besonders gut für die Präparierung von Flüssigkeiten und somit für die Herstellung von präparierten Zusammensetzungen geeignet.
  • Eine sehr große Anzahl von Flüssigkeiten kann auf diese Weise auf einen Träger aufgebracht werden. Man kann beispielsweise organische Säuren; in einem Detergens verwendete oberflächenaktive Mittel vom anionischen Typ, wie Sulfonate, oder vom nicht-ionischen Typ, wie Alkohole oder Phenole; Vulkanisationsbeschleuniger und Antioxidantien für die Kautschukindustrie aufführen.
  • Man kann auch spezieller Flüssigkeiten, die als Ergänzung der menschlichen oder tierischen Ernährung verwendbar sind, erwähnen.
  • Insbesondere werden die Vitamine, und in dieser Kategorie die Vitamine A, B, C, D, E und K, aufgeführt.
  • In der Gruppe der Vitamine B kann man spezieller Cholin und seine Derivate, insbesondere Cholin-Hydrochlorid, erwähnen.
  • Die Absorption der Flüssigkeit auf dem Kieselsäureträger wird auf eine an sich bekannte Weise bewerkstelligt, z.B. durch Verstäuben der Flüssigkeit auf der Kieselsäure in einem Mischer.
  • Die Menge von absorbierter Flüssigkeit ist eine Funktion der angestrebten Verwendung. Die erfindungsgemäße Kieselsäure gestattet es, Zusammensetzungen mit einem Flüssigkeitsgehalt, der 50 Gew.-% überschreiten kann, insbesondere bis zu 70% und beispielsweise zwischen 50 und 60% eingeschlossen, zu erhalten.
  • Allgemein verleiht die erfindungsgemäße Kieselsäure den präparierten Zusammensetzungen eine erhöhte Dichte, eine sehr gute Fließfähigkeit und ein verringertes Stauben.
  • Beispielsweise kann in dem speziellen Fall von Zusammensetzungen auf der Basis von Vitaminen, insbesondere von Vitamin E und Cholin-Hydrochlorid, die DRT der Zusammensetzungen mindestens 0,60, spezieller mindestens 0,65 und sogar mindestens 0,70, sein.
  • Der Taluswinkel der Zusammensetzungen (gemäß der Norm NFT 20- 221) beträgt höchstens 320.
  • Der Index des Staubens der nämlichen Zusammensetzungen liegt unterhalb von 2, ja sogar unterhalb von 1.
  • Diese Messung des Staubens wird mit einer Apparatur durchgeführt, die in der französischen Patentanmeldung Nr. 8703159, deren gesamte Lehre hierin aufgenommen wird, beschrieben wird.
  • Die Apparatur ist an eine Vorrichtung mit konstantem Mikrostrom angeschlossen, die die Widerstandsänderung der photoelektrischen Zelle in Spannung transformiert, graphisch übermittelt in Form eines Peaks in einem von 1 bis 100 mV graduierten Aufzeichungsraster. Der Wert des Peaks in mV stellt den Index des Staubens (IP) dar.
  • Zum Vergleich weisen Zusammensetzungen des gleichen Typs, aber auf Trägern aus Kieselsäure des Standes der Technik einen IP von mindestens 3 auf.
  • Die mit Vitaminen präparierten Zusammensetzungen weisen vorzugsweise einen wie oben definierten Dispersionsindex von höchstens 0,55 auf.
  • Nun werden konkrete Beispiele gegeben.
    • BEISPIEL 1
  • Dieses Beispiel betrifft die Herstellung einer absorbierenden Kieselsäure gemäß der Erfindung.
  • Man gibt bei einer Temperatur von 70ºC Schwefelsäure zu einer Basis von Natriumsilicat im Verhältnis 3,5. Der pH des gebildeteten Kieselsäurebreis wird auf einen Wert von 5 gebracht. Der Brei wird anschließend filtriert, und der erhaltene feuchte Kuchen wird gewaschen, dann mit Wasser behandelt.
  • Während der Behandlung mit Wasser fügt man vorher getrocknete Kieselsäure so zu, daß man einen mit Wasser behandelten Kuchen erhält, der einen Glühverlust von 75% aufweist. Der pH wird anschließend auf 6,0 eingestellt.
  • Der mit Wasser behandelte Kuchen wird durch Zerstäuben getrocknet. Man erhält eine Kieselsäure, die die unten aufgeführten Eigenschaften aufweist:
  • pH 6,7 DOP 250 ml/100 g
  • DRT 0,32 BET 270 m²/g
  • D&sub5;&sub0; 105 um ID 0,5
    • BEISPIEL 2
  • Man verwendet als Träger für Vitamin E die Kieselsäure des Beispiels 1.
  • Das Aufbringen des Vitamins auf den Träger geschieht in einem mit 20 U/min rotierenden V-Mischer von 7 Litern mit einer inneren, mit 1900 U/min rotierenden Achse, welcher mit Platten ausgestattet ist, über die hinweg das Vitamin verstäubt wird und auf denen Zerkleinerungsmesser angebracht sind.
  • Man lädt die gesamte oben beschriebene Kieselsäure in den Mischer, dann verstäubt man das Vitamin auf der Kieselsäure. Man mischt 15 Minuten lang, dann homogenisiert man weitere 2 Minuten lang.
  • Das Vitamin wird bei einer Temperatur von 70ºC und mit einem konstanten Durchfluß von 100 ml/min inkorporiert.
  • In der Endmischung sind die Gewichtsverhältnisse 46% SiO&sub2; und 54% d,l-alpha-Tocopherol.
  • Man erhält eine Zusammensetzung, die die folgenden Eigenschaften aufweist:
  • DRT 0,70 Taluswinkel 30º
  • d&sub5;&sub0; 90 um IP ≤ 1
  • ID 0,55
    • BEISPIEL 3
  • Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer zweiten erfindungsgemäßen absorbierenden Kieselsäure.
  • Man verfährt wie in Beispiel 1. Jedoch nimmt man am Ende der Reaktion eine zusätzliche Behandlung vor, indem man eine Lösung von Natriumsilicat und Schwefelsäure in das Reaktionsmedium einführt.
  • Man wäscht den Kuchen und behandelt ihn mit Wasser und man fügt vorher getrocknete Kieselsäure so zu, daß man einen Glühverlust des mit Wasser behandelten Kuchens von 74% erhält. Man setzt dem Kuchen auch Natriumaluminat zu (4000 ppm an Gewicht, bezogen auf wasserfreie Kieselsäure), was die Wasserbehandlungs-Suspension absaugbarer macht. Der pH wird auf 6 eingestellt, und die Suspension wird wie in Beispiel 1 getrocknet.
  • Die erhaltene Kieselsäure weist die unten aufgeführten Eigenschaften auf:
  • pH 7,0 ID 0,5 d&sub5;&sub0; 100 um
  • DRT 0,34 DOP 240 ml/100 g BET 220 m²/g
    • BEISPIEL 4
  • Man führt eine Aufbringung auf den Träger wie in Beispiel 2, aber mit Cholin-Hydrochlorid auf die Kieselsäure des Beispiels 3, durch.
  • Die Anteile in der Endzusammensetzung sind die folgenden: 60 Gewichtsteile einer 70%igen wäßrigen Lösung von Cholin- Hydrochlorid, 40 Teile Kieselsäure, 0,3 Teile Additiv (Magnesiumstearat).
  • Die Zusammensetzung weist die unten aufgeführten Eigenschaften auf:
  • DRT 0,77 IP 1,6
  • Taluswinkel 310 ID 0,5
  • d&sub5;&sub0; 90 um
    • BEISPIEL 5 (Vergleich)
  • Man verwendet als Träger eine Kieselsäure, die von der Societe Rhone-Poulenc unter dem Warenzeichen Tix-O-Sil 38A bezogen wurde und die die unten aufgeführten Eigenschaften aufweist:
  • pH 7 ID > 0,7
  • DRT 0,22 DOP 340 ml/100 g
  • d&sub5;&sub0; 60 um BET 330 m²/g
  • Man stellt eine Zusammensetzung auf der Basis von Vitamin E unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 her, welche die folgenden Eigenschaften aufweist:
  • DRT 0,50 Taluswinkel 41º
  • d&sub5;&sub0; 80 um IP > 5
  • ID > 0,7
  • Man stellt fest, daß diese Zusammensetzung im Vergleich zu Beispiel 1 von einer geringeren Fließfähigkeit ist und daß sie sehr viel mehr staubt.

Claims (14)

1. Fällungskieselsäure, die die folgenden Eigenschaften aufweist:
- BET-Oberfläche von mindestens 170 m²/g;
- Ölaufnahme (DOP) eingeschlossen zwischen 220 und 300 ml/100 g;
- Fülldichte in gepreßtem Zustand von mindestens 0,29;
- mittlerer Teilchendurchmesser eingeschlossen zwischen 80 und 150 um;
- ein granulometrischer Dispersionsindex von höchstens 0,70.
2. Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre BET-Oberfläche mindestens 210 m²/g beträgt und spezieller zwischen 210 und 400 m²/g eingeschlossen ist.
3. Kieselsäure nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Ölaufnahme zwischen 220 und 280 ml/100 g eingeschlossen liegt.
4. Kieselsäure nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihr pH zwischen 4 und 8 eingeschlossen liegt.
5. Präparierte Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daßsie eine absorbierte Flüssigkeit auf einem Träger umfaßt, welcher eine die folgenden Eigenschaften aufweisende Fällungskieselsäure umfaßt:
- BET-Oberfläche von mindestens 170 m²/g;
- Ölaufnahme (DOP) eingeschlossen zwischen 220 und 300 ml/100 g;
- Fülldichte in gepreßtem Zustand von mindestens 0,29;
- mittlerer Teilchendurchmesser eingeschlossen zwischen 80 und 150 um;
- ein granulometrischer Dispersionsindex von höchstens 0,70.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure eine BET-Oberfläche von mindestens 210 m²/g und spezieller zwischen 210 und 400 m²/g eingeschlossen aufweist.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure eine zwischen 220 und 280 ml/100 g eingeschlossene Ölaufnahme aufweist.
8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure einen zwischen 4 und 8 eingeschlossenen pH aufweist.
9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannte Flüssigkeit ein Vitamin ist.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannte Flüssigkeit aus der die Vitamine A, B, C, D, E und K umfassenden Gruppe ausgewählt ist.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannte Flüssigkeit Cholinhydrochlorid ist.
12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fülldichte in gepreßtem Zustand von mindestens 0,60, spezieller von mindestens 0,65, aufweist.
13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Taluswinkel von höchstens 32º aufweist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Kieselsäure vom Typ gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt die Umsetzung eines Silicats mit einem ansäuernden Mittel, wodurch man einen Reaktionsbrei erhält, die Filtration des Breis, wodurch man einen Filterkuchen erhält, das Trocknen des Kuchens, wobei der Kuchen vor dem Trocknen einen Glühverlust von höchstens 77% aufweist, wobei dem Trocknen gegebenenfalls ein Behandeln des Kuchens mit Wasser vorausgeht.
DE89401306T 1988-05-19 1989-05-11 Absorbierende Fällungskieselsäure und Zusammensetzung auf der Basis dieser Kieselsäure. Expired - Lifetime DE68909113T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8806731A FR2631620B1 (fr) 1988-05-19 1988-05-19 Nouvelle silice precipitee absorbante et composition a base de cette s ilice

Publications (2)

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