用于制備沉淀二氧化硅的新穎方法,新穎的沉淀二氧化硅及其用途,尤其用于增強(qiáng)聚合物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于制備沉淀二氧化硅的新穎方法，新穎的沉淀二氧化硅 及其用途，尤其用于増強(qiáng)聚合物
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于制備沉淀二氧化硅的新穎方法，涉及新穎的沉淀二氧化硅并 且涉及它們的應(yīng)用，如增強(qiáng)聚合物。
[0002] 在聚合物、尤其彈性體中使用增強(qiáng)白色填充劑（諸如像沉淀二氧化硅）是已知的。
[0003] 本發(fā)明的目的是具體地提供一種用于聚合物組合物的替代填充劑，該替代填充劑 在保持它們的機(jī)械特性的同時(shí)，有利地為它們提供了它們的粘度的減小以及它們的動(dòng)態(tài)特 性的改進(jìn)。因此，它有利地使得滯后/增強(qiáng)折中的改進(jìn)成為可能。
[0004] 本發(fā)明首先提供了一種在崩解操作期間或之后使用多元羧酸的混合物用于制備 沉淀二氧化硅的新穎方法。
[0005] 通常，沉淀二氧化硅的制備通過(guò)以下方式進(jìn)行：一種硅酸鹽（如一種堿金屬硅酸 鹽（例如硅酸鈉））與一種酸化劑（例如硫酸）的沉淀反應(yīng)，然后通過(guò)過(guò)濾進(jìn)行分離，其中 獲得所獲得的沉淀二氧化硅的濾餅，隨后崩解所述濾餅并且最后干燥（通常通過(guò)霧化）。該 二氧化硅可以以任何方式沉淀：具體地，將酸化劑添加到一種硅酸鹽容器底料中，或者將酸 化劑和硅酸鹽全部或部分同時(shí)添加到一種水或硅酸鹽的容器底料中。
[0006] 本發(fā)明的主題之一是一種用于制備沉淀二氧化硅的新穎方法，其中
[0007] -使至少一種硅酸鹽與至少一種酸化劑反應(yīng)，以便獲得沉淀二氧化硅的懸浮液，
[0008]-將所獲得的沉淀二氧化硅的懸浮液過(guò)濾，以便獲得濾餅，
[0009]-使在該過(guò)濾結(jié)束后獲得的濾餅經(jīng)受一種包括添加鋁化合物的崩解操作，
[0010] -在該崩解操作之后，優(yōu)選地進(jìn)行干燥階段（通常通過(guò)霧化），
[0011] 其特征在于在該崩解操作期間或之后，將多元羧酸的混合物添加到該濾餅中。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，使該濾餅經(jīng)受一種崩解操作，在該崩解操作期間引入一種鋁化合物 和多元羧酸的混合物或者在該崩解操作之后引入多元羧酸的混合物。將然后獲得的混合物 (沉淀二氧化硅的懸浮液）隨后優(yōu)選地干燥（通常通過(guò)霧化）。
[0013]崩解操作是一個(gè)流化或液化操作，其中使濾餅成為液體，沉淀二氧化硅重新出現(xiàn) 在懸浮液中。
[0014] 在本發(fā)明的兩種第一替代形式中，這種崩解操作通過(guò)使該濾餅經(jīng)受一種化學(xué)作用 來(lái)進(jìn)行，通過(guò)添加一種鋁化合物（例如鋁酸鈉）、以及添加多元羧酸的混合物，優(yōu)選結(jié)合一 種機(jī)械作用（例如，借助于通過(guò)一個(gè)連續(xù)攪拌槽或通過(guò)一個(gè)膠體類(lèi)型的研磨機(jī)），該機(jī)械作 用通常帶來(lái)懸浮二氧化硅的粒度的減小。崩解后獲得的懸浮液（特別是水性懸浮液）表現(xiàn) 出相對(duì)低的粘度。
[0015] 在第一替代形式中，在該崩解操作期間，將該鋁化合物和該多元羧酸的混合物同 時(shí)添加（共添加）到該濾餅中。
[0016] 在第二替代形式中，在該崩解操作期間，在添加該多元羧酸的混合物之前將該鋁 化合物添加到該濾餅中。
[0017] 在一種第三替代形式中，這種崩解操作通過(guò)使該濾餅經(jīng)受一種化學(xué)作用來(lái)進(jìn)行， 通過(guò)添加一種鋁化合物（例如鋁酸鈉）、優(yōu)選結(jié)合一種機(jī)械作用（例如，借助于通過(guò)一個(gè)連 續(xù)攪拌槽或通過(guò)一個(gè)膠體類(lèi)型的研磨機(jī)），該機(jī)械作用通常帶來(lái)懸浮二氧化硅的粒度的減 小。
[0018] 在這種第三替代形式中，在該崩解操作之后將多元羧酸的混合物添加，也就是說(shuō)， 到該已崩解的二氧化硅餅中。
[0019] 必須經(jīng)受該崩解操作的濾餅可以由若干種濾餅的混合物組成，所述餅中的每一種 是通過(guò)將以上獲得的沉淀二氧化硅的懸浮液的一部分過(guò)濾獲得的。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，該多元羧酸的混合物優(yōu)選是二羧酸和/或三羧酸的混合物，特別地 是至少兩種、優(yōu)選至少三種二羧酸和/或三羧酸的混合物，尤其是三種二羧酸和/或三羧酸 的混合物。
[0021] 優(yōu)選地，這些二羧酸和三羧酸選自己二酸、丁二酸、乙基丁二酸、戊二酸、甲基戊二 酸、草酸或檸檬酸。
[0022] 優(yōu)選地，該多元羧酸的混合物是二羧酸的混合物，特別地是至少三種二羧酸的混 合物，尤其是三種二羧酸的混合物。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的替代形式，在本發(fā)明中使用的多元羧酸的混合物包含以 下酸：己二酸、戊二酸和丁二酸。例如，該多元羧酸的混合物包含按重量計(jì)從15%至35%的 己二酸、按重量計(jì)從40%至60%的戊二酸以及按重量計(jì)從15%至25%的丁二酸。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的這種優(yōu)選的替代形式的多元羧酸的混合物可以產(chǎn)生自一種用于制 造己二酸的方法。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的替代形式，在本發(fā)明中使用的多元羧酸的混合物包含 以下酸：甲基戊二酸、乙基丁二酸和己二酸。例如，該多元羧酸的混合物包含按重量計(jì)從 60 %至96 %的甲基戊二酸、按重量計(jì)從3. 9 %至20 %的乙基丁二酸以及按重量計(jì)從0. 05 % 至20%的己二酸。
[0026] 同樣，根據(jù)本發(fā)明的這種優(yōu)選的替代形式的多元羧酸的混合物可以產(chǎn)生自一種用 于制造己二酸的方法。
[0027] 有利地，根據(jù)本發(fā)明的這種優(yōu)選的替代形式的多元羧酸的混合物可以通過(guò)甲基戊 二腈、乙基琥珀腈和己二腈的混合物的酸解、優(yōu)選通過(guò)堿水解獲得，該混合物產(chǎn)生自用于通 過(guò)丁二烯的氫氰化制造己二腈的方法，己二腈是一種在己二胺的合成中重要的中間體。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明所使用的混合物的這些多元羧酸、特別地這些二羧酸和/三羧酸的一 部分或全部可以呈酸酐、酯、堿金屬（例如鈉或鉀）鹽（羧酸鹽）或銨鹽（羧酸鹽）的形式。
[0029] 例如，該多元羧酸的混合物可以是包含以下各項(xiàng)的混合物：
[0030]-甲基戊二酸（特別地按重量計(jì)從60%至96%，例如按重量計(jì)從90%至95. 5% )，
[0031] -乙基丁二酸酐（特別地按重量計(jì)從3. 9 %至20%，例如按重量計(jì)從3. 9 %至 9. 7% ),
[0032] -己二酸（特別地按重量計(jì)從0.05%至20%，例如按重量計(jì)從0. 1 %至0.3%)。
[0033] 該多元羧酸的混合物還可以是包含以下各項(xiàng)的混合物：
[0034]-甲基戊二酸（特別地按重量計(jì)從10%至50%，例如按重量計(jì)從25%至40% )，
[0035] -甲基戊二酸酐（特別地按重量計(jì)從40%至80%，例如按重量計(jì)從55%至70%)，
[0036] -乙基丁二酸酐（特別地按重量計(jì)從3. 9%至20%，例如從3. 9%至9. 7%)，
[0037] -己二酸（特別地按重量計(jì)從0.05%至20%，例如按重量計(jì)從0. 1 %至0.3%)。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明所使用的混合物可任選地包括雜質(zhì)。
[0039] 在本發(fā)明中使用的這些多元羧酸在它們被添加到該濾餅中之前可以任選地被預(yù) 中和（具體地通過(guò)使用一種例如氫氧化鈉或氫氧化鉀類(lèi)型的堿預(yù)處理它們）。這使得特別 地有可能修改所獲得的二氧化硅的pH。
[0040] 這些多元羧酸可以一種水溶液的形式使用。
[0041] 優(yōu)選地，該鋁化合物是選自堿金屬鋁酸鹽。具體地，該鋁化合物是鋁酸鈉。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明，所使用的鋁化合物（具體地鋁酸鈉）的量總體上是使得鋁化合物與 存在于該濾餅中的二氧化硅的量（以Si02表示）的比率是按重量計(jì)在0. 20%與0. 50%之 間，優(yōu)選地按重量計(jì)在0. 25%與0. 45%之間。
[0043] 所使用的多元羧酸的混合物的量總體上是使得多元羧酸的混合物與存在于該濾 餅（在添加該多元羧酸的混合物的時(shí)候）中的二氧化硅的量（以Si02表示）的比率是按重 量計(jì)在0. 75%與2%之間，優(yōu)選地按重量計(jì)在1 %與1. 75%之間，特別地按重量計(jì)在1. 1% 與1. 5%之間。
[0044] 在本發(fā)明中，可以任選地洗滌該濾餅。
[0045] 隨后地干燥在該崩解操作之后由此獲得的沉淀二氧化硅?？梢酝ㄟ^(guò)任何本身已知 的手段進(jìn)行此干燥操作。
[0046] 優(yōu)選地，這種干燥操作通過(guò)霧化進(jìn)行。為此目的，可以使用任何類(lèi)型的適合的霧化 器，特別是一個(gè)旋轉(zhuǎn)式、噴嘴、液壓或雙流體霧化器。一般而言，當(dāng)使用一個(gè)壓濾器進(jìn)行該過(guò) 濾時(shí)，使用一