Äcidos silícicos heterogéneos para mezclas de elastómeros.

Procedimiento para la preparación de ácidos silícicos heterogéneos,

caracterizado porque por lo menos dos fracciones de ácidos silícicos, que se diferencian al menos en un 10 % en por lo menos un valor de medición para la superficie según BET, la superficie según CTAB y la absorción, se mezclan, se filtran, se someten a una etapa de licuación y se atomizan en un aparato secador de torre con toberas, de manera tal que los resultantes ácidos silícicos heterogéneos tienen una proporción de material fino de a lo sumo 10 % de partículas con un diámetro de partículas menor o igual que 63 μm (residuo de tamizado de Alpine).

Ícidos silícicos heterogéneos para mezclas de elastómeros El invento se refiere a unos ácidos silícicos con una estructura o respectivamente constitución heterogénea, a procedimientos para su preparación y a su utilización.

Los ácidos silícicos fácilmente dispersables se preparan p.ej. de acuerdo con el documento de patente europea EP 0 901 986 o EP 0 647 591 por precipitación de un vidrio soluble con ácido sulfúrico y por subsiguiente desecación. Los productos secados se muelen y/o granulan a continuación.

Mediante una granulación mecánica, cualquier ácido silícico se puede preparar sin desprendimiento de polvo fino, pero, por regla general, mediante esta etapa adicional del procedimiento se empeora la dispersabilidad.

En otro procedimiento se producen ácidos silícicos asimismo mediante precipitación en condiciones ácidas, pero se secan mediante atomización en aire caliente y al mismo tiempo se conforman para dar unas bolas fácilmente destruibles. Así, p.ej., el documento EP 018 866 describe la preparación de un ácido silícico secado por atomización con un diámetro medio de partículas situado por encima de 80 μm, poseyendo las partículas una estructura homogénea y siendo macizas.

Los ácidos silícicos secados por atomización son apropiados de manera especial como un material de carga, puesto que ellos son muy fácilmente dispersables. La dispersabilidad es un criterio importante para la elaboración del ácido silícico, puesto que una incorporación homogénea y rápida en la correspondiente matriz tiene una alta importancia económica. Junto a la dispersabilidad, son importantes las superficies específicas (según BET y CTAB) , y la capacidad de absorción de aceite (DBP) .

Al contrario que la granulación mecánica, no todos los ácidos silícicos se pueden preparar mediante desecación por atomización sin ningún desprendimiento de polvo fino.

Ahora bien, un tipo de ácido silícico no satisface por regla general todos los criterios exigidos. Los documentos EP 0272380 y EP 0268763 describen mezclas de ácidos silícicos y procedimientos para su preparación. Las mezclas de ácidos silícicos tienen unos tamaños de partículas : 40 μm. Una mezcla a base de varios tipos de ácidos silícicos, a causa de la fácil dispersabilidad ya mencionada (es decir la pequeña estabilidad mecánica) se puede preparar solamente con una proporción de polvo fino demasiado grande.

Sería deseable preparar un ácido silícico que al mismo tiempo cubra unos amplios intervalos de datos físicosquímicos, tales como la superficie según BET o según CTAB, y una fácil dispersabilidad y tenga una pequeña proporción de polvo fino. Tal como ya se ha expuesto, esto no se puede conseguir para todos los ácidos silícicos mediante desecación por atomización o granulación.

De modo sorprendente, se encontró que un ácido silícico, que tiene una composición heterogénea, se puede ajustar con facilidad a los requisitos exigidos y a pesar de todo presenta una buena dispersabilidad.

Es objeto del presente invento, por lo tanto, un procedimiento para la preparación de ácidos silícicos heterogéneos, que han de contener por lo menos dos fracciones de ácidos silícicos, que se han de diferenciar al menos en un 10 % en por lo menos un valor de medición para la superficie según BET, la superficie según CTAB y la absorción DBP, las cuales se han de mezclar entre sí, filtrar, someter a una etapa de licuación y atomizar en un aparato secador de torre con toberas, de tal manera que los resultantes ácidos silícicos heterogéneos tengan una proporción de material fino de a lo sumo 10 % a base de partículas con un diámetro de partículas menor o igual que 63 μm (residuo de tamizado de Alpine) .

Por lo tanto, los ácidos silícicos conformes al invento son apropiados de manera especial como un material de carga en mezclas de elastómeros tales como para cubiertas de neumáticos.

La constitución de los ácidos silícicos a base de por lo menos dos fracciones de ácidos silícicos establece una heterogeneidad del ácido silícico, que se expresa en una dispersabilidad especialmente buena y en una pequeña proporción de material fino.

Los ácidos silícicos de acuerdo con el invento poseen una proporción de material fino de a lo sumo 10 % con unos diámetros de partículas menores o iguales que 63 μm (residuo de tamizado de Alpine) .

Un concepto similar se sigue en el documento EP 0 942 029. Aquí, se describen unas composiciones de cauchos vulcanizados que contienen un ácido silícico de precipitación en dos diferentes tamaños de conglomerados. Los diferentes tamaños de conglomerados se emplean para conseguir la fácil dispersabilidad del ácido silícico en la mezcla de caucho vulcanizado.

Las diferentes fracciones de ácidos silícicos del presente invento no se describen, además, un diferente tamaño de conglomerados de las fracciones de ácidos silícicos tiene en el presente caso una importancia secundaria, son importantes las diferencias entre los datos físicos-químicos.

El concepto de “fracción de ácido silícico” en el sentido del presente invento designa a diferentes tipos de ácidos silícicos que, a causa de unos diferentes procedimientos o variantes de preparación, tienen una diferencia de al menos un 10 % en por lo menos uno de los datos físicos-químicos más arriba mencionados. De manera preferida dos, de manera especialmente preferida tres, de estos parámetros presentan tal diferencia.

Las diferencias en los parámetros ya mencionados se pueden obtener mediante diferentes procedimientos de preparación de las fracciones de ácidos silícicos. Así, todas, una o varias de las fracciones de ácidos silícicos pueden ser ácidos silícicos de precipitación y/o ácidos silícicos pirógenos. En el caso de los ácidos silícicos de precipitación es posible sobre todo, mediante diferentes procedimientos de precipitación. obtener diferentes fracciones de ácidos silícicos. Los ácidos silícicos conformes al invento pueden ser preparados también a partir de fracciones de ácidos silícicos precipitados y de ácidos silícicos pirógenos.

Para los ácidos silícicos de precipitación se conocen diferentes métodos de precipitación y se pueden consultar p.ej. en los documentos EP 0 901 986, EP 0 937 755, EP 0 643 015 o EP 0 647 591. En los Ejemplos se han elaborado a modo de ejemplo dos ácidos silícicos de precipitación procedentes de diferentes procedimientos de preparación, para dar el ácido silícico heterogéneo conforme al invento. También es posible combinar unas fracciones hidrofugadas de ácidos silícicos con unas fracciones no tratadas de ácidos silícicos para dar el ácido silícico conforme al invento.

Las fracciones de ácidos silícicos pueden ser ácidos silícicos de precipitación o ácidos silícicos pirógenos, pudiendo efectuarse una mezcladura de las fracciones en diferentes etapas de proceso, que usualmente se llevan a cabo en el caso de la preparación de ácidos silícicos.

En el caso de la utilización de fracciones a base de ácidos silícicos de precipitación, la mezcladura se puede efectuar después de la precipitación de un silicato con un ácido (por regla general de un vidrio soluble, es decir de silicato de sodio, con ácido sulfúrico) mediante mezcladura de las suspensiones de precipitación o de las tortas de filtro, que se han obtenido después de una filtración de las suspensiones, así como de las tortas de filtro vueltas a suspender. También es posible añadir fracciones de ácidos silícicos secadas o hidrofugadas que ya han sido preparadas, en forma de un material sólido a las suspensiones o a las tortas de filtro.

Las mezclas así obtenidas deben eventualmente ser separadas por filtración y secadas de un modo usual. Los procedimientos de desecación son p.ej. los de desecación por atomización, los realizados en una torre con toberas, en secadores de pisos, en secadores de tubos rotatorios o en los denominados secadores instantáneos por centrifugación (en inglés Spin-Flash-Trockner)

Después de la desecación son posibles una molienda y/o una granulación finales.

También es posible mezclar las fracciones de ácidos silícicos en un estado seco. A esto le puede seguir una suspensión renovada con las etapas de desecación antes mencionadas y/o una combinación de una molienda y una granulación.

Los ácidos silícicos conformes al... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de ácidos silícicos heterogéneos, caracterizado porque por lo menos dos fracciones de ácidos silícicos, que se diferencian al menos en un 10 % en por lo menos un valor de medición para la superficie según BET, la superficie según CTAB y la absorción, se mezclan, se filtran, se someten a una etapa de licuación y se atomizan en un aparato secador de torre con toberas, de manera tal que los resultantes ácidos silícicos heterogéneos tienen una proporción de material fino de a lo sumo 10 % de partículas con un diámetro de partículas menor o igual que 63 μm (residuo de tamizado de Alpine) .

2. Procedimiento para la preparación de ácidos silícicos heterogéneos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos dos fracciones de ácidos silícicos en forma de suspensiones se mezclan y a continuación se filtran, la torta de filtro después de esto se licúa y se atomiza en un aparato secador de torre con toberas.

3. Procedimiento para la preparación de ácidos silícicos heterogéneos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos dos fracciones de ácidos silícicos en forma de tortas de filtro se mezclan, después de esto se licúan y se atomizan en un aparato secador de torre con toberas.

4. Procedimiento para la preparación de ácidos silícicos heterogéneos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una fracción de ácido silícico en forma de una suspensión, y por lo menos una fracción de ácido silícico en forma de una torta de filtro, se mezclan, a continuación se filtran, la torta de filtro se licúa y se atomiza en un aparato secador de torre con toberas.

5. Procedimiento para la preparación de ácidos silícicos heterogéneos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una fracción de ácido silícico en forma de una suspensión, y por lo menos una fracción de ácido silícico en forma de un material sólido secado, se mezclan, a continuación se filtran, la torta de filtro se licúa y se atomiza en un aparato secador de torre con toberas.

6. Procedimiento para la preparación de ácidos silícicos heterogéneos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos dos fracciones de ácidos silícicos en forma de materiales sólidos secados, se mezclan, se vuelven a suspender y a continuación se filtran, después de esto la torta de filtro se licúa y se atomiza en un aparato secador de torre con toberas.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado porque la respectiva proporción de una fracción de ácido silícico en el ácido silícico está situada entre 5 y 95 % en peso.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado porque una o varias fracciones de ácidos silícicos se componen de un ácido silícico de precipitación.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado porque una o varias fracciones de ácidos silícicos se componen de un ácido silícico pirógeno.

10. Ícido silícico heterogéneo, obtenible según un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta

9.

11. Ícido silícico heterogéneo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el ácido silícico tiene los siguientes datos físicos-químicos: superficie según BE.

80. 300 m2/g, superficie según CTA.

80. 300 m2/g, absorción de DBP 150 -350 g/100 g.

12. Utilización del ácido silícico heterogéneo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 u 11 como un material de carga en mezclas de elastómeros.

13. Utilización de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque en el caso de la mezcla de elastómeros se trata de una mezcla para cubiertas de neumáticos.

14. Mezcla de elastómeros que contiene un ácido silícico heterogéneo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 u 11.

15. Cubiertas de neumáticos que contienen un ácido silícico heterogéneo de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 u 11.