POLVO DE DIÓXIDO DE SILICIO PREPARADO POR VÍA PIRÓGENA Y DISPERSIÓN DEL MISMO.
Polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena en forma de grupos de partículas primarias,
caracterizado porque - posee una superficie según BET de 90 ± 15 m2/g y los grupos presentan - una superficie media de 10000-20000 nm2, - un diámetro del círculo equivalente (ECD = Equivalent Circle Diameter) medio de 90-130 nm y - una circunferencia media de 1000-1400 nm
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05005929.
Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.
Inventor/es: SCHUMACHER, KAI DR., JACOBSEN, HAUKE, DR., BRANDES, RALPH, DR., ISHIBASHI,NARUYASU, SHIBASAKI,TAKEYOSHI,DR.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 18 de Marzo de 2005.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C01B33/141D2
- C01B33/18B4
- C09K3/14D2
Clasificación PCT:
- B01J13/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › Química de los coloides, p. ej. producción de sustancias coloidales o de sus soluciones, no prevista en otro lugar; Fabricación de microcápsulas o de microbolas.
- C01B33/18 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). › Preparación de sílice finamente dividida ni bajo forma de sol ni bajo forma de gel; Tratamiento posterior de esta sílice (tratamiento para mejorar las propiedades de pigmentación o carga C09C).
- C09K3/14 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09K SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE SUSTANCIAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09K 3/00 Sustancias no cubiertas en otro lugar. › Sustancias antideslizantes; Abrasivos.
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:
Polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena y dispersión del mismo.
La invención se refiere a polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena, a su preparación y uso. La invención se refiere, además, a una dispersión que contiene el polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena.
La hidrólisis a la llama para la preparación de dióxido de silicio es un procedimiento conocido desde hace tiempo y llevado a cabo a gran escala. En este procedimiento, un halogenuro de silicio hidrolizable, vaporizado o gaseoso, se mezcla con una llama que se ha formado por combustión de un combustible formador de agua y con contenido en hidrógeno y un gas con contenido en oxígeno. La llama de combustión proporciona con ello agua para la hidrólisis del halogenuro de silicio y suficiente calor para la reacción de hidrólisis. El polvo de dióxido de silicio arrastrado en los gases residuales de la reacción se somete a procesos de refrigeración y de separación de sólidos habituales. Habitualmente, se emplea tetracloruro de silicio. Sin embargo, también es conocido emplear diclorosilano o triclorosilano. En el caso de utilizar materias primas con contenido en carbono, tales como, por ejemplo, metiltriclorosilano, dimetildiclorosilano, metildiclorosilano, dibutildiclorosilano, etiltriclorosilano, propiltriclorosilano, tiene lugar adicionalmente un proceso de oxidación para la transformación del carbono en dióxido de carbono.
Como consecuencia, un polvo de dióxido de silicio que se forma en un procedimiento en el que discurren los dos tipos de reacción, a saber hidrólisis a la llama y oxidación, se denomina un dióxido de silicio preparado por vía pirógena.
En la reacción se forman primeramente partículas primarias muy dispersas y no porosas, las cuales se desarrollan conjuntamente en el posterior transcurso de la reacción para formar grupos y éstos se acumulan adicionalmente para formar aglomerados. La superficie según BET de estas partículas primarias se encuentra, por norma general, entre 5 y 600 m2/g. El polvo presenta sobre su superficie grupos hidroxilo libres.
El documento EP 1 486 461 da a conocer un "Procedimiento para la producción de un polvo de dióxido de silicio, el cual se caracteriza porque al menos un precursor de dióxido de silicio en forma de vapor se calcina en presencia de un gas con contenido en oxígeno libre, un gas de combustión y vapor de agua" (véase la página 3, líneas 3-5).
El documento DE 102 58 857 da a conocer un polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena con una superficie según BET de 30 a 90 m2/g y una superficie media del grupo de menos de 25000 nm2.
Además, el documento WO 2005/095503 describe el uso de dióxido de silicio preparado por vía pirógena, con una superficie según BET de 90 +/-15 m2.
El polvo de dióxido de silicio, así preparado, encuentra utilización en muchos sectores de aplicación. De particular importancia es el uso como abrasivo en dispersiones acuosas para el pulimentado químico-mecánico de superficies. En este caso, un factor de costos esencial es el tiempo que se requiere para la incorporación en el medio líquido. Se ha demostrado que para polvos de dióxido de silicio según el estado conocido de la técnica, a pesar de que se prepararon según el mismo tipo de reacción y que también presentan parámetros iguales o similares a los indicados habitualmente para la caracterización, tales como, por ejemplo, la superficie según BET, son necesarios muy largos tiempos de incorporación en medios líquidos.
Por lo tanto, es misión de la invención proporcionar un polvo de dióxido de silicio que se pueda incorporar rápidamente en medios líquidos.
Es misión de la invención, además, proporcionar un procedimiento para la preparación de este polvo.
Además, es misión de la invención proporcionar una dispersión de este polvo. Ésta debe conducir, en particular en el caso de un pulimentado químico-mecánico, a una minimización de los arañazos sobre la superficie a pulimentar.
Objeto de la invención es un polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena en forma de grupos de partículas primarias, que
En este caso, la superficie según BET se determina según la norma DIN 66131.
Los tamaños de los grupos se determinan mediante el análisis de la imagen por medio de un aparato TEM de la razón social Hitachi H 7500 y una cámara de CCD MegaView II, de la razón social SIS. La ampliación de la imagen para la evaluación asciende a 30000:1 a una densidad de pixeles de 3,2 nm. El número de las partículas evaluadas es mayor que 1000. La preparación tiene lugar conforme a ASTM 3849-89. El límite del valor umbral inferior en relación a la detección se encuentra en 50 pixeles.
La superficie según BET puede ser, preferiblemente, 90
Además, puede preferirse un polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena, de acuerdo con la invención, en el que los grupos presenten
Además, puede preferirse un polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena, de acuerdo con la invención, en el que el diámetro máximo del grupo oscile entre 200 y 250 nm y el diámetro mínimo del grupo oscile entre 100 y 155 nm.
Además, puede preferirse un dióxido de silicio preparado por vía pirógena, de acuerdo con la invención, en el que el contenido en cloruro sea menor que 250 ppm. Se prefiere particularmente un contenido en cloruro de menos de 50 ppm.
Además, puede preferirse un dióxido de silicio preparado por vía pirógena, de acuerdo con la invención, en el que el contenido en carbono sea menor que 100 ppm. Se prefiere particularmente un contenido en carbono menor que 25 ppm.
Otro objeto de la invención es un procedimiento para la preparación del polvo de dióxido de silicio de acuerdo con la invención, en el que
en donde
Reivindicaciones:
1. Polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena en forma de grupos de partículas primarias, caracterizado porque
2. Polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena según la reivindicación 1, caracterizado porque los grupos presentan
3. Polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el diámetro máximo del grupo se encuentra entre 200 y 250 nm y el diámetro mínimo del grupo se encuentra entre 100 y 155 nm.
4. Polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el contenido en cloruro es menor que 250 ppm.
5. Polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el contenido en carbono es menor que 100 ppm.
6. Procedimiento para la preparación del polvo de dióxido de silicio de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque
en donde
basándose la capacidad calorífica específica de estas sustancias en 1000ºC.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la temperatura de las materias primas es de 90
8. Procedimiento según las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque la velocidad de salida de la mezcla de reacción de la cámara de mezcladura a la cámara de reacción es 10 a 80 m/s.
9. Uso del polvo de dióxido de silicio preparado por vía pirógena, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, como material de carga en caucho, caucho de silicona y plásticos, para el ajuste de la reología en pinturas y barnices, y como soporte para catalizadores.
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