PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN DE DISPERSIONES DE ÓXIDOS METÁLICOS Y ÓXIDOS DE METALOIDES.

Procedimiento para la producción de una dispersión acuosa de polvos de óxidos metálicos y óxidos de metaloides producidos de forma pirógena con un área superficial de BET de entre 5 y 600 m2/g,

con un contenido de óxido metálico u óxido de metaloide en la dispersión de entre 5 y 25% en peso, que comprende las etapas de: - se hace circular desde una vasija receptora, vía una máquina con rotor/estator, agua, que se ajusta a valores de pH de entre 2 y 4 añadiendo ácidos, y - se introduce polvo de óxido metálico u óxido de metaloide, usando un dispositivo de alimentación, la zona de cizallamiento entre las ranuras en los dientes del rotor y las ranuras del estator, continua o discontinuamente y con la máquina con rotor/estator funcionando, en una cantidad tal que resulta una predispersión con un contenido de sólidos de entre 20 y 40% en peso, y, después de que todo el polvo de óxido metálico o polvo de óxido de metaloide se ha añadido, - se cierra el dispositivo de alimentación y se continúa el cizallamiento de tal forma que la velocidad de cizallamiento está en el intervalo entre 10000 y 40000 s-1, y - después, mediante dilución, la predispersión se ajusta al contenido de sólidos deseado de la dispersión a la vez que se mantienen las condiciones dispersantes

Procedimiento para la producción de dispersiones de óxidos metálicos y óxidos de metaloides.

La invención proporciona un procedimiento para la producción de dispersiones de baja viscosidad, muy llenas de óxidos pirógenos de metales y de metaloides.

Las dispersiones de baja viscosidad, muy llenas de óxidos pirógenos de metales o de metaloides se usan ampliamente. Por ejemplo, las dispersiones de sílice y dióxido de aluminio se usan en procedimientos de pulido (pulido químico-mecánico) o en la industria del papel para la producción de un revestimiento de papel. En la industria del vidrio, las dispersiones muy llenas de sílice o dispersiones de óxido mixto de silicio y de titanio se usan para la producción de artículos de vidrio conformados.

Los documentos US 5.116.535, US 5.246.624 y US 6.248.144 describen todos ellos procedimientos para la producción de dispersiones de baja viscosidad de polvo de dióxido de silicio pirógeno (sílice pirrolizada).

Los polvos de sílice pirrolizada se producen de la misma manera que otros polvos de óxidos pirógenos, por ejemplo alúmina o dióxido de titanio, preferiblemente mediante hidrólisis por llama. En este procedimiento, una mezcla homogénea de un material de partida en fase de vapor del óxido subsiguiente, por ejemplo tetracloruro de silicio o cloruro de aluminio, se quema con hidrógeno, oxígeno y un gas inerte usando un quemador en una cámara de combustión enfriada. En una primera etapa de este procedimiento, se produce agua mediante la reacción de hidrógeno y oxígeno, y, en una segunda etapa, esta agua hidroliza el material de partida con la formación del óxido pirógeno.

En este procedimiento, inicialmente se forman partículas primarias, que pueden coalescer en agregados a medida que transcurre la reacción. Los agregados aquí son partículas primarias que se han fundido entre sí. Los agregados se pueden arracimar juntos para formar adicionalmente aglomerados. Durante la dispersión de las partículas de óxido pirógeno, incluso bajo la acción de una baja energía de dispersión, primero se separan los aglomerados. Con energías de dispersión mayores, los agregados más grandes también se convierten en agregados más pequeños.

El principio en el que se basan los documentos US 5.116.535, US 5.246.624 y US 6.248.144 es el mismo, es decir, lograr tanto como sea posible una desestructuración del polvo de sílice pirrolizada mediante la acción de energías elevadas de cizallamiento. Sin embargo, a fin de ser capaces de introducir las elevadas energías de cizallamiento en el sistema, éste debe tener una viscosidad elevada. La viscosidad elevada se logra en los procedimientos de producción de los documentos anteriores mediante un nivel elevado de llenado de polvo de sílice, que ha de ser al menos 40% en peso, y preferiblemente 50 a 60% en peso. Si el contenido de polvo de sílice en estos procedimientos se reduce a valores menores de 40% en peso, la eficacia de la dispersión se reduce en un grado tal que sólo tiene lugar la desestructuración incompleta del polvo de sílice y quedan agregados más grandes en la dispersión. Esto puede conducir a la sedimentación o gelación de la dispersión. La dispersión se ajusta entonces al contenido de sólidos deseado mediante dilución.

Una desventaja de estos procedimientos es la incorporación con gran consumo de tiempo y energía del polvo de sílice producido de forma pirógena, para lograr la viscosidad requerida.

Además, existe un procedimiento para la dispersión de óxidos metálicos producidos de forma pirógena en un medio acuoso, en el que dos corrientes en suspensión predispersas, a presión elevada, se despresurizan vía dos boquillas. Estas dos boquillas se han de ajustar de tal forma que los chorros de la dispersión golpean uno al otro exactamente y las partículas se trituran entre sí como resultado.

Este procedimiento para la producción de dispersiones que contienen sílice producida de forma pirógena se describe, por ejemplo, en el documento EP-A-773270. En este procedimiento, una predispersión acuosa se divide en dos corrientes parciales, que se juntan nuevamente a presión elevada. Las partículas se trituran entre sí durante este procedimiento. En otra realización, la predispersión también se coloca a presión elevada, pero la colisión de las partículas tiene lugar frente a regiones de pared armada. La dispersión puede tener lugar a lo largo de todo el intervalo de pH, prefiriéndose el intervalo alcalino. Si se desea una dispersión con un contenido elevado de sólidos en el intervalo ácido, es ventajoso reducir la viscosidad por medio de aditivos adecuados.

El ajuste preciso de las dos corrientes en suspensión predispersas es problemático en este procedimiento. Sólo con un ajuste preciso puede tener lugar la trituración uniforme del polvo de sílice. Otro factor adicional que complica es que, bajo el estrés extremo en las boquillas a presiones de hasta 3500 kg/cm², éstas presentan un desgaste notable, que tiene un efecto negativo sobre el ajuste mencionado anteriormente y puede conducir a impurezas que entran en la dispersión.

En la realización en la que la colisión de las partículas tiene lugar frente a regiones de pared armada, se ha demostrado que las regiones de la pared están sujetas a desgaste notable, y esta realización no es adecuada para la dispersión de sílice pirrolizada.

Es cierto para ambos procedimientos a alta presión que las dimensiones del equipo disponible no permiten que se produzcan de forma barata cantidades más grandes de dispersión.

El objeto de la invención es proporcionar un procedimiento para la producción de dispersiones finamente dispersas que contienen óxidos metálicos producidos de forma pirógena como la fase sólida, que evita las desventajas de la técnica anterior. En particular, debería de ser posible incorporar óxidos metálicos u óxidos de metaloides producidos de forma pirógena en una fase acuosa tan rápidamente como sea posible, la introducción de impurezas debería ser mínima, y debería de ser posible implementar económicamente el procedimiento.

El objeto se logra mediante un procedimiento para la producción de una dispersión acuosa de polvos de óxidos metálicos y óxidos de metaloides producidos de forma pirógena con un área superficial de BET de entre 5 y 600 m²/g, con un contenido de óxido metálico u óxido de metaloide en la dispersión de entre 5 y 25% en peso, que comprende las etapas de:

1. Procedimiento para la producción de una dispersión acuosa de polvos de óxidos metálicos y óxidos de metaloides producidos de forma pirógena con un área superficial de BET de entre 5 y 600 m²/g, con un contenido de óxido metálico u óxido de metaloide en la dispersión de entre 5 y 25% en peso, que comprende las etapas de: