ÁCIDOS SILÍCICOS DE PRECIPITACIÓN CON UNA DISTRIBUCIÓN ESPECIAL DE TAMAÑOS DE POROS.
Ácido silícico de precipitación caracterizado por los siguientes parámetros físicos y químicos Amplitud relativa γ
de la distribución de tamaños de porosde 4,0 a 10,0 (g nm)/ml, Número de Sears V2de 28 a 40 ml/(5 g), Relación del número de Sears V2/CTABde 0,18 a 0,28 ml/(5 m2), CTABde 100 a 200 m2/g
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06115747.
Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.
Inventor/es: UHRLANDT, STEFAN, THOMA, HERBERT, BLUME, ANKE, LUGINSLAND, HANS-DETLEF, DR., SCHMOLL,RALF,DR, WEHMEIER,ANDRE, STENZEL,OLEG.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 20 de Junio de 2006.
Fecha Concesión Europea: 11 de Agosto de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B60C1/00H
- C01B33/193 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 33/00 Silicio; Sus compuestos (C01B 21/00, C01B 23/00 tienen prioridad; persilicatos C01B 15/14; carburos C01B 32/956). › de soluciones acuosas de silicatos.
- C09C1/30D12
- C09C1/30D4F
Clasificación PCT:
- C01B33/193 C01B 33/00 […] › de soluciones acuosas de silicatos.
- C09C1/30 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09C TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN CARGAS FIBROSAS, PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES DE PIGMENTACION O DE CARGA (preparación de compuestos inorgánicos o elementos no metálicos C01; tratamiento de materias especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón, piedra artificial o análogo C04B 14/00, C04B 18/00, C04B 20/00 ); PREPARACION DE NEGRO DE CARBON. › C09C 1/00 Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón. › Acido silícico.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Ácidos silícicos de precipitación con una distribución especial de tamaños de poros.
El presente invento se refiere a unos ácidos silícicos de precipitación, que presentan una distribución de tamaños de poros especialmente amplia, de los poros que tienen un diámetro de poro menor que el del máximo de la derivada de la función de distribución de los volúmenes de poros, a un procedimiento para su producción y a su utiliza-ción.
El empleo de ácidos silícicos de precipitación en mezclas de elastómeros, tal como para cubiertas de neumáticos, es conocido desde hace mucho tiempo. Ejemplos de esto son el documento de patente de los EE.UU. US 6013234, el documento de patente europea EP 0647591 y el documento de solicitud de patente internacional WO 03/016215.
A los ácidos silícicos, que se emplean en cubiertas de neumáticos se les plantean altos requisitos. Ellos deben ser dispersables en un caucho de manera fácil y buena y deben poder pasar a establecer una unión rápida y buena con las respectivas cadenas poliméricas del caucho empleado a través de un agente de acoplamiento, tal como p. ej. silanos bifuncionales. Cuanto más efectiva sea la manera en que esto se consiga durante el proceso de mezcladura, tanto mejor es la resistencia a la abrasión en la cubierta terminada. Otras importantes propiedades son descritas por las superficies específicas (según BET o CTAB) y la capacidad de absorción de aceite (DBP).
Mediante la introducción de la tecnología del ácido silícico en las denominadas "cubiertas verdes" fue posible disminuir drásticamente la resistencia a la rodadura, mientras que el comportamiento de abrasión permaneció aproximadamente en el nivel de una pura cubierta rellena con un negro de carbono (en inglés Carbon Black). Otros mejoramientos en lo que se refiere a la resistencia a la abrasión y a la rodadura de mezclas para cubiertas se están haciendo cada vez más importantes a causa de los precios constantemente crecientes de las materias primas y a la vista de efectuar una manipulación responsable frente al medio ambiente.
Una misión del presente invento fue la de poner a disposición unos ácidos silícicos de precipitación con unas mejoradas propiedades técnicas de aplicaciones, en particular en el caso de la utilización como materiales de carga reforzadores en mezclas de elastómeros. Además, se debe de poner a disposición un procedimiento para la producción de los ácidos silícicos conformes al invento.
Otras misiones no mencionadas explícitamente, se establecen a partir de la conexión global entre la memoria descriptiva, los ejemplos y las reivindicaciones.
De modo sorprendente se encontró que el problema planteado por esta misión es resuelto mediante los ácidos silícicos de precipitación conformes al invento, definidos con mayor detalle en la siguiente memoria descriptiva así como en las reivindicaciones y en los Ejemplos.
Son objeto del presente invento unos ácidos silícicos de precipitación que están caracterizados por los siguientes parámetros físicos y químicos
Son objeto del invento además unos ácidos silícicos de precipitación, que junto a los mencionados parámetros tienen uno o varios de los siguientes parámetros físicos y químicos
y se presentan en forma de polvos o en forma de unas partículas de forma aproximadamente esférica (microgranulados) o como unos granulados.
Un objeto adicional del presente invento es un procedimiento para la producción de los ácidos silícicos de precipitación conformes al invento, tal como se define con mayor detalle en las reivindicaciones y en la subsiguiente descripción del presente invento.
Es asimismo un objeto del presente invento la utilización de los ácidos silícicos conformes al invento en mezclas de elastómeros, mezclas de cauchos vulcanizables y/o demás materiales vulcanizados, tales como cubiertas neumáticas, superficies de rodadura de cubiertas, envolturas de cables, mangueras, correas de propulsión, cintras transportadoras, correas trapezoidales, cubrimientos de cilindros, llantas y demás cubiertas, suelas de zapatos, juntas de estanqueidad y elementos de amortiguación.
Son objeto del invento, además, unas mezclas de elastómeros, mezclas de cauchos vulcanizables o demás materiales vulcanizados, así como unas cubiertas, que contienen los ácidos silícicos conformes al invento.
Los ácidos silícicos de precipitación conformes al invento tienen, entre otras cosas, la ventaja de que ellas después de su incorporación en un caucho establecen una baja histéresis, es decir que en el caso de una carga mecánica dinámica de la mezcla provocan una pequeña acumulación de calor y como consecuencia de ello producen p. ej. una baja resistencia a la rodadura de una cubierta. Además, se consiguen un buen coeficiente de dispersión y un alto refuerzo, con el fin de generar una pequeña abrasión de la cubierta.
En suma, las propiedades especiales de los ácidos silícicos de precipitación conformes al invento, en particular
conducen por consiguiente a las siguientes ventajas:
El bajo potencial Zeta a un pH de 5 contribuye a una alta actividad en cauchos y a una alta densidad de reticulación.
Los objetos del invento se describen a continuación en detalle.
En el presente invento, los conceptos de ácido silícico y ácido silícico de precipitación se utilizan como sinónimos.
Los ácidos silícicos conformes al invento presentan una amplia distribución de tamaños de poros de los poros que tienen un diámetro de poros menor que el del máximo de la derivada de la función de los volúmenes de poros, que es determinada mediante una porosimetría de mercurio. Puesto que los ácidos silícicos pueden presentarse en diferentes formas de presentación -p. ej. en forma de polvos, partículas de forma esférica o granulados- con el fin de obtener un valor medido que sea independiente de la forma de presentación, se debe de efectuar previamente un tratamiento mecánico por compresión del ácido silícico.
A continuación, el volumen de poros, determinado mediante la porosimetría de mercurio, es evaluado en...
Reivindicaciones:
1. Ácido silícico de precipitación caracterizado por los siguientes parámetros físicos y químicos
2. Ácido silícico de precipitación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque
la relación de BET/CTAB es mayor que 1,3.
3. Ácido silícico de precipitación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 2,
caracterizado porque
el potencial Zeta a un pH de 5 es de -12 a -30 mV.
4. Ácido silícico de precipitación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 3,
caracterizado porque
la capacidad de adsorción, expresada como índice de DBP, es de 200 a 330 g/(100 g).
5. Ácido silícico de precipitación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4,
caracterizado porque
el contenido de Al2O3 está situado entre 0,001 y 5% en peso.
6. Ácido silícico de precipitación granular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5,
caracterizado porque
el residuo de tamiz (Ro-Tap) sobre un tamiz de 300 μm es por lo menos de 80% en peso.
7. Ácido silícico de precipitación granular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6,
caracterizado porque
la fracción de tamiz < 75 μm (Ro-Tap) es como máximo de 10% en peso.
8. Ácido silícico de precipitación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 7,
caracterizado porque
el ácido silícico tiene un contenido de carbono de 0,1 a 20,0% en peso.
9. Procedimiento para la producción de ácidos silícicos de precipitación, caracterizado porque
consecutivamente
realizándose que la suspensión de precipitación es sometida a cizalladura en por lo menos una de las etapas a) hasta e) mediante un equipo adicional de cizalladura y el índice de álcali durante las etapas b) y/o d) es mantenido constante en un valor comprendido entre 20 y 40.
10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque
en las etapas b) y d) el ácido sulfúrico es añadido dosificadamente de modo directo a la cabeza de cizalladura del equipo de cizalladura adicional, de manera tal que inmediatamente se efectúa una intensa incorporación con mezcladura del ácido en la suspensión de precipitación y por consiguiente se efectúa una distribución lo más homogénea y rápida que sea posible.
11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado porque
la velocidad de afluencia en la etapa d) es mayor que en la etapa b).
12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque
la velocidad de afluencia de los componentes en la etapa d) es un 125-140% de la velocidad de afluencia en la etapa b).
13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 12, caracterizado porque
como base se utilizan un silicato de metal alcalino y/o alcalino-térreo y/o un hidróxido de metal alcalino y/o alcalino-térreo.
14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 13, caracterizado porque
durante las etapas a) hasta e) se efectúa una adición de una sal orgánica o inorgánica.
15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 14, caracterizado porque
para la desecación se emplea aparato secador en corriente circulante, un aparato secador por atomización, un aparato secador de pisos, un aparato secador de cinta transportadora, un aparato secador de tubo rotatorio, un aparato secador por evaporación súbita, un aparato secador por rotación y evaporación súbita o un aparato secador de torre de boquillas.
16. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 15, caracterizado porque
después de la desecación se lleva a cabo una granulación con una prensa de cilindros.
17. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado porque
el ácido silícico de precipitación es modificado con silanos, silazanos, compuestos de siloxanos y/o compuestos orgánicos de silicio, lineales, cíclicos o ramificados.
18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque
se utiliza bis(3-trietoxi-silil-propil)tetrasulfano o bis(3-trietoxi-silil-propil)disulfano
para la modificación del ácido silícico de precipitación.
19. Utilización de ácidos silícicos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, para la producción de mezclas de elastómeros, mezclas de cauchos vulcanizables y/o demás materiales vulcanizados, tales como cubiertas neumáticas, superficies de rodadura de cubiertas, envolturas de cables, mangueras, correas de propulsión, cintas transportadoras, correas trapezoidales, cubrimientos de cilindros, llantas y demás cubiertas, suelas de zapatos, juntas de estanqueidad y elementos de amortiguación.
20. Mezclas de cauchos vulcanizables y materiales vulcanizados, que contienen por lo menos un ácido silícico de precipitación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, como material de carga.
21. Cubiertas, que contienen por lo menos un ácido silícico de precipitación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8.
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