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PT89949B - Processo para a preparacao de uma suspensao aquosa estavel de silico-aluminatos - Google Patents

Processo para a preparacao de uma suspensao aquosa estavel de silico-aluminatos Download PDF

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Description

A presente invenção diz respeito à preparação de suspensões aquosas estáveis de sί1ico-a1uminatos , assim como à sua utilização ‘ na indústria do papel.
As suspensões ou as massas aquosas de sí1ico-aluminatos são utilizadas em vários domínios, nomeadamente na indústria do papel.
Ora, estas suspensões têm tendência para sedimentar ou para gelificar, o que as torna dificilmente transportáveis ou armazenáveis. Observa-se, com efeito, muito frequentemente, à saída do trans. porte ou depois de um período mais ou menos longo de armazenagem, a deposição de uma camada dura de pigmento, a que se sobrepõe uma suspensão mais fluida mas mais pobre em matéria seca. Na maior parte das vezes, é impossível voltar a colocar o sí1ico-aluminato em suspensão ou obter uma suspensão que possua uma viscosidade suficientemente pequena para ser bombeável e, portanto, ser utilizável i£ dustrialmente. Este facto constituí, portanto, um problema evidente.
objectivo principal da presente invenção é pois proporcionar uma suspensão de sί1ico-a1uminato que seja estável, bombeável e dispersável após vários dias de armazenagem.
-2Com esta finalidade, a suspensão aquosa estável de acordo com a presente invenção caracteriza - se pelo facto de compreender um síl ico-a 1 umina to e, a título de agente estabi1izante, uma biogoma.
Foi possível constatar que, depois de vários dias de armazena, gem, as suspensões de acordo com a presente invenção não sedimentavam ou apenas sedimentavam ligeiramente e, em todos os casos,conse£ vavam uma viscosidade conveniente.
Outras características e vantagens da presente invenção são melhor compreendidas mediante a leitura da descrição e dos exemplos concretos mas não limitativos que se seguem.
A invenção aplica-se mais particularmente aos s í 1 icos-alumi na. tos de síntese e, nomeadamente, aos sí 1 ico-a1 uminatos amorfos.
De acordo com uma forma de realização particular da presente invenção, a suspensão baseia-se num sí 1 ico-aluminato de metal alcalino, nomeadamente de sódio.
Neste último caso, podem citar-se os produtos de fórmula geral xNa20, Al20g,y SiO2, WH^O na qual
0 símbolo X representa um número compreend i do entre 0,1 e 2;
0 s ímbolo y representa um número compreendido entre 1,5 e 16; e
0 símbolo w representa um número compreendido entre 0,3 e 4.
Os s í 1 i co-a 1 um i n ato s de síntese susceptíveis de serem utiliza, dos no quadro da presente invenção podem ser obtidos por qualquer
método conhecido, não pertencendo este método ao âmbito da presente invenção. Geralmente, procede-se por neutralização de um silicato com um sal de alumínio, nomeadamente sulfato de alumínio ou um alum i n ato .
De acordo com uma forma de realização preferível da presente invenção, a suspensão é â base de um sí 1 ico-a 1 uminato obtido por precipitação e constituído por um bolo de filtração proveniente da reacção de precipitação e desfeito.
Por outras palavras, realiza-se a precipitação do sílico-aluminato, nomeadamente por reacção de um silicato com sulfato de alumínio ou um aluminato como se mencionou antes. Em seguida, filtra-se o meio reaccional e obtém-se um bolo de filtração que se lava, se necessário. Em seguida, este bolo é desfeito e forma assim uma suspensão que, na forma de realização evocada na presente memória descritiva, constitui a suspensão da invenção, estabilizada pelo meio descrito antes.
Pode notar-se, além disso, que é possível adicionar a esta sus. pensão sí1ico-a 1uminato seco, nomeadamente sob a forma de pó, de maneira a aumentar-se o teor em matéria seca da suspensão.
estabi1izante utilizado é uma biogoma.
As biogomas são polissacáridos de peso molecular elevado, ge ralmente superior a um milhão, obtidos por fermentação de um hidrato de carbono sob a acção de um mi crorganismo.
Como biogomas que podem ser utilizadas na suspensão que constitui o objecto da presente invenção, podem citar-se as que são ob-4tidas por fermentação sob a acção de bactérias ou de fungos que pertencem ao género Xanthomonas,ta i s como Xanthomonoas begónias,Xanthomonas campestris, Xanthomonas carotas, Xanthomonas hederas, Xanthomonas incanae; Xanthomonas malvacearum, Xanthomonas papavericola,Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas pisi, Xanthomonas vasculorum, Xanthomonas vesicatória, Xanthomonas vitians, Xanthomonas pelargonii ;
ao género Arthrobacter e, mais particularmente, às espécies Arth ro bacter stabilis, Arthrobacter viscosus;
ao género Erw i n i a;
ao género Azobacter e, mais particularmente, à espécie Azotobacter i nd i c u s;
ao género Agrobacter e, mais particu 1armente, às espécies Agrobacterium radiobacter, Agrobacterium rhizogenes, Agrobacter tumefacians ;
ao género Alca1igenes e, mais particularmente, a espécie Alcali genes faeca 1 is;
ao género Rhizobium;
ao género Sc 1erot i um e , mais particularmente, às espécies Sc 1erot i um rolfsii e Sclerotium glucanicum;
ao género Corticium;
ao género Sc 1erot i n i a ; e ao género Stromat i n i a.
Como biogoma que pode ser obtida por fermentação pelos microrga_ nismos descritos antes, utilizando-se de maneira muito particular a goma obtida por fermentação de bactérias do género Xanthomonas.
Como é evidente, não se verifica um afastamento do âmbito da presente invenção se se utilizar como estabi1izante uma mistura de
-5b i ogomas.
E vantajoso utilizar, em combinação com a biogoma, uma agente antibacteriano do tipo formaldeído, g 1 utara1 deído, benzoato de sódio, por exemplo.
A biogoma é geralmente utilizada em uma quantidade que varia entre 0,05 e 5% em peso em relação à matéria seca e, mais particularmente, entre 0,1 e 1%.
A taxa de matéria seca de suspensão é, habitualmente, pelo me nos igual a 15%, de preferência pelo menos igual a 25%. 0 teor de alumínio expresso em Al^O^ veria, na maior parte das vezes, entre 0,5 e 10%.
De acordo com uma outra forma de realização preferível da presente invenção, submete-se a suspensão a moagem. Esta moagem pe_r mite diminuir o diâmetro médio das partículas de sí1ico-aluminato.
A moagem realiza-se de maneira a obter-se, por exemplo, um sj_
1ico-aluminato que possui um diâmetro médio de partículas compreendido entre 0,5 e 20 micrómetros e, mais particularmente, entre 1 e 10 micrométros.
Verificou-se que a moagem permitia aumentar a estabilidade da suspensão no tempo.
De salientar que, de uma maneira geral, no caso em que se mói, a suspensão, se adiciona a biogoma depois da moagem. Uma adição da biogoma à suspensão antes da moagem não é, no entanto, de excluir.
As suspensões de acordo com a presente invenção podem ser utilizadas vantajosamente na indústria do papel para a fabricação de
papel e de cartão, nomeadamente como carga quer na massa quer no re vestimento do papel ou do cartão. Como é evidente, elas são convenientes igualmente para todas as aplicações habituais deste tipo de produto, por exemplo para composições de polimento, para os ligantes de composições catalíticas, para os adjuvantes de tintas, para o betão e materiais de construção e plásticos.
Em seguida, descrever-se-ão alguns Exemplos.
EXEMPLOS
Exemplo 1
Retira-se directamente do filtro usado na fabricação um bolo de sí1ico-a 1 uminato de sódio com a seguinte composição química:
80,0% de SiO^; 9,35% de Al^O^; 5,75% de Na^O e que apresenta no eso tado acabado após secagem uma superfície específica BET de 100 m /g e uma presa DOP de 170 ml/100 gramas. A perda ao rubro deste bolo é de 74,3%.
bolo é desfeito de maneira a obter-se uma suspensão fluida, bombeável, cujo pH é igual a 9,5.
Esta suspensão é introduzida num moinho DYNO de laboratório, munido de um reservatório de vidro com 0,5 litro, arrefecido por dupla camisa e contendo 450 centímetros cúbicos de esferas de vidro com um diâmetro igual a 1,5 milímetros. A velocidade da moagem é de
2.000 rotações por minuto e o caudal à saída do moinho é igual a
250 cm /minuto.
-7Na suspensão moída, muito fluída, assim obtida (diâmetro médio de partículas: 2,2 micrómetros) , introduz-se com o auxílio de uma turbina de quatro pás, goma de xantano do tipo Rhodopol 50 MC, comercializada pela Sociedade RHONE-POULENC, nas seguintes proporções:
- 450 gramas de suspensão moída (115 gramas de matéria seca);e
- 1,15 gramas de Rhodopol 50 MC.
Agita-se a mistura a 500 rotações por minuto durante quarenta minutos.
Decorridos dez dias, não se observa a formação de depósito. Após quarenta dias, observa-se um volume de sedimento (volume sóiido/volume total) inferior a 1%.
A fluidez do produto é boa e a sua viscosidade mantém-se está_ vel ao longo do tempo.
Exemplo 2 (Comparativo)
A suspensão preparada e moída como se descreveu no Exemplo 1 é deixada em repouso sem adição da goma de xantano.
Ao fim de quatro dias, observa-se uma sedimentação total. E impossível tornar a ser posta em suspensão.
Exemplo 3
Parte-se do bolo desfeito do Exemplo 1, mas não se moi. 0
-8diâmetro médio das partículas é igual a 11 micrómetros.
A 450 gramas de suspensão (115 gramas de matéria seca), adiciona-se 0,25 gramas de Rhodopol 50 MC. Agita-se como no Exemplo 1.
Decorridos dez dias, não se observa a formação de depósito. Após quarenta dias, observa-se um volume sedimentar da ordem de 5%.
Exemplo 4
Parte-se do bolo desfeito do Exemplo 1. A 3500 gramas deste bolo, adicionam-se 135 centímetros cúbicos de H^SO^ 1,5 N e 559 gra_ mas de sílico-aluminato seco, pulverulento. 0 teor de sólidos da suspensão é então igual a 34% e o pH é igual a 8,9.
Mói-se e obtém-se uma suspensão muito fluída (diâmetro médio das partículas: 2,3 micrométros ).
A esta suspensão adicionam-se 2 gramas de Rhodopol 50 MC e agita-se a mistura como no Exemplo 1.
meio assim obtido, em virtude da sua concentração, apresenta-se sob a forma de gel de pequena viscosidade (ao fim de dezassete dias, a viscosidade é igual a 57 mpa.s) que pode ser facilmente f 1 uj_ dificado sob uma fraca energia de deformação (um minuto a 500 rotações por minuto).
Exemplo 5
Parte-se de um s í 1 ico-aluminato de sódio seco que tem a seguiin te fórmula:
NâgO, A12O3 , 14 Si02, 3 H20 de pH igual a 10, com uma perda ao rubro a 900°C igual a 12%, com uma presa DOP de 170 ml/100g, com uma superfície específica BET 2 igual a 100 m /g e uma densidade a granel igual a 0,3.
A 2500 gramas de uma suspensão de 575 gramas deste produto seco em água adicionam-se 3 gramas de Rhodopol 50 MC. Agita-se durante uma hora. 0 pH é igual a 9,7.
Ao fim de sete dias, a suspensão está ainda fluida. Ao fim de dez dias,observa-se um volume sedimentar de 15%. A suspensão pode ser facilmente fluidificada sob fraca energia de deformação (um minuto a 500 rotações por minuto).
Como é evidente, a invenção não se limita de forma alguma apenas às formas de realização descritas, que foram apresentadas ape nas a título de Exemplos.
De maneira particular, a invenção compreende todos os meios que constituam equivalentes técnicos dos meios descritos antes, assim como as suas combinações, se forem postos em prática no quadro da protecção como se reivindica.

Claims (8)

  1. Reivindicações
    1. - Processo para a preparação de uma suspensão aquosa estável de sílico-aluminatos, caracterizado pelo facto de se misturar um sílico-aluminato com uma biogoma, a título de agente estabilizante, geralmente utilizada em uma quantidade que varia entre 0,05 % e 5 % em peso em relação à matéria seca e mais particularmente entre 0,1 e 1 %.
  2. 2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se utilizar um sílico-aluminato de síntese, nomeadamente amorfo.
  3. 3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de se utilizar um sílico-aluminato de metal alcalino, nomeadamente de sódio.
  4. 4.- Processo de acordo com a reivindicação 3, caracteri-
    z ado pelo facto de se utilizar um sílico-aluminato amorfo mula geral x Na2O . Al2Og • 7 • SiO2 . w H20 na qual o símbolo x representa um numero de 0,1 a 2; o símbolo y representa um número de 1,5 a 16; e o símbolo w representa um número de 0,3 a 4.
  5. 5. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo facto de se utilizar um sílico-aluminato obtido por precipitação e constituído por um bolo de filtração proveniente da reacção de precipitação e desagregado.
  6. 6. - Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a biogoma utilizada ser obtida por fermentação de hidrato de carbono por bactérias ou fungos pertencentes aos géneros Xanthomonas, Arthrobacter, Azotobacter, Agrobacter, Alcaligenes, Erwinia, Rhizobium, Corticium, Sclerotinia ou Sclerotium, Stromatinia ou Sclerotium.
  7. 7.- Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterit ’ zado peio facto de se utilizar goma de xantano.
  8. 8.- Processo de acordo com ções anteriores, caracterizado pelo uma qualquer das reivindicafacto de se sumeter ainda a suspensão a uma moagem.
PT89949A 1988-03-09 1989-03-08 Processo para a preparacao de uma suspensao aquosa estavel de silico-aluminatos PT89949B (pt)

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