專利名稱：經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅，涉及由熱解制得的二氧化硅制備外皮的方法，并涉及經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的用途。

背景技術(shù)：
已知熱解制得的二氧化硅可以通過高溫或火焰水解SiCl4或者其它揮發(fā)性硅化合物制得(Ullmann′s

der technischen Chemie[Ullmann′s encyclopaedia of industrial chemistry]，第4版，第21卷，第464頁(1982))。
熱解制得的二氧化硅的特征是極其細的顆粒、低的堆積密度、高的比表面積、非常高的純度、球狀顆粒形狀和沒有孔。
由于熱解制得的二氧化硅非常干并且沒有可以導致顆粒粘合的毛細管力，因此在沒有粘合劑的情況下很難將熱解制得的二氧化硅壓實。
熱解制得的二氧化硅經(jīng)常具有高的表面電荷，高的表面電荷通過靜電作用使其更難聚結(jié)。而且，熱解制得的二氧化硅的最大水分含量為1％。
已知膠態(tài)二氧化硅得自硅熔煉爐的廢氣，通過使膠態(tài)二氧化硅幾乎水平地通過一對垂直排列的壓輥可以使膠態(tài)二氧化硅經(jīng)過堆積密度增加(US5,160,470)。
該參考文獻未提及熱解制得的二氧化硅。
已知通過彼此成直角排列的雙螺桿壓實機可以使細粒物質(zhì)經(jīng)過堆積密度增加(US 3,664,385)。
已知通過成組排列的真空輥可以使粉，例如二氧化硅經(jīng)過堆積密度增加(US 3,632,247)。
已知通過螺桿壓實機可以使粉經(jīng)過堆積密度增加，并且在該加工期間的排氣可以回流以減少粉損失(US 5,052,874)。
對于某些應用和輸送方法，已知可以使熱解制得的二氧化硅經(jīng)過堆積密度增加或者可以將其成型從而產(chǎn)生丸粒。
已知通過US 5,052,874的設(shè)備可以使熱解制得的二氧化硅經(jīng)過堆積密度增加(US 6,156,285)。
已知通過使用具有漸減螺距的壓實機螺桿可以使熱解制得的二氧化硅經(jīng)過堆積密度增加(US 4,326,852)。
已知通過透氣性帶可以使熱解制得的氧化物，例如熱解制得的二氧化硅經(jīng)過堆積密度增加(US 4,325,686)。通過該已知方法獲得的密度小于100g/l。
US 4,325,686第3欄公開了通過US 3,838,785、US 3,742,566、US3,762,851和US 3,860,682的設(shè)備可以使熱解制得的二氧化硅(熱解硅石)經(jīng)過堆積密度增加。通過該方法得到的最大夯實堆積密度是180g/l。
已知方法沒有給出明確的壓實物(compactate)。
已知通過壓帶過濾器可以使熱解制得的二氧化硅經(jīng)過堆積密度增加(EP 0280851 B1)。然而，該方法同樣沒有給出明確的壓實物。
已知初級粒徑是1-500μm的金屬氧化物可以成型得到壓實物，并且這些壓實物可以在真空下單獨焊接成箔。由此加工成一定規(guī)格的這些真空板可用于絕熱，例如在冰箱中(US 6,132,837)。
已知熱解制得的二氧化硅可以通過輸送螺桿經(jīng)受堆積密度增加(EP0010655 A1)。同樣，該方法也沒有給出明確的壓實物。
而且已知通過將二氧化硅分散于水中并將該材料噴霧干燥，可以將熱解制得的二氧化硅模壓得到丸粒。這些丸?？捎米鞔呋瘎┹d體(DE 196 01415)。
已知水分含量不能低于1％的沉淀二氧化硅可以通過過濾輥經(jīng)受堆積密度增加(DE B 1807714)。該方法的缺點是僅在二氧化硅含有水時才能實現(xiàn)堆積密度增加。
一個目的是使熱解制得的二氧化硅經(jīng)受堆積密度增加，從而得到一種可流動的產(chǎn)品，它具有明確的粒徑、良好的可計量性、高的堆積密度和低的粉塵含量。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅，其特征在于所述經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的夯實堆積密度(按照DINEN ISO 787-11標準)是185-700g/l。
夯實堆積密度可以是191-700g/l，優(yōu)選200-700g/l。
在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施方式中，夯實堆積密度(按照DIN ENISO 787-11標準)可以是200-450g/l。
根據(jù)本發(fā)明，親水的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的夯實堆積密度可以優(yōu)選是191-700，特別是200-700，并且也可以是200-450g/l。
疏水的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的夯實堆積密度可以是201-700g/l，優(yōu)選210-700g/l，特別優(yōu)選210-450g/l。
外皮是在輥壓期間對原材料施加壓力產(chǎn)生的有點象條狀的中間產(chǎn)物所用的術(shù)語。在第二步將它們粉碎。
外皮的性能會受到工藝變量的影響，例如所提供的工藝控制系統(tǒng)、壓實力、兩輥之間間隙的寬度和壓力保留時間，通過適當改變壓力輥的轉(zhuǎn)速來對其進行調(diào)整。
壓實是指在沒有添加粘合劑的情況下通過機械手段實現(xiàn)堆積密度增加。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，外皮具有清楚確定的形狀，并且可以通過篩分調(diào)整其粒徑分布。
本發(fā)明的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅在輸送期間非常穩(wěn)定。
本發(fā)明還提供了一種制備夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)是185-700g/l的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的方法，其特征在于熱解制得的二氧化硅分別經(jīng)過預脫氣和堆積密度增加，并經(jīng)過壓實從而產(chǎn)生外皮，并將所述外皮破碎，并且如果適當?shù)脑挘?jīng)過分級。

具體實施例方式

圖1是本發(fā)明方法的圖示。
根據(jù)圖1，熱解制得的二氧化硅經(jīng)過預堆積密度增加或者通過已知方法和設(shè)備在“預脫氣”步驟中脫氣。如果使用未經(jīng)過堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅，所述二氧化硅可能是新制得的時，預脫氣步驟是必需的。
如果使用已經(jīng)預先經(jīng)過預堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅時，可以省去該預脫氣步驟。
已經(jīng)過預脫氣的熱解制得的二氧化硅在“壓實”步驟中經(jīng)過堆積密度增加(被壓實)達到所需的夯實堆積密度。
壓實之后，將外皮破碎。然后如果適當?shù)脑?，可以進行分級或篩分。
可以使篩分期間產(chǎn)生的細粉返回到預脫氣步驟中。
根據(jù)本發(fā)明，預脫氣的原材料可以包括未經(jīng)過堆積密度增加的二氧化硅，或者已經(jīng)經(jīng)過預堆積密度增加的二氧化硅。
預脫氣工藝可以在輸送至壓實工藝之前或期間進行。
在輸送到壓實工藝之前，預脫氣工藝可以通過管進行，向所述管施加真空并且所述管由燒結(jié)材料例如燒結(jié)金屬構(gòu)成。
而且預脫氣工藝可以在輸送螺桿中進行，并且輸送螺桿可以位于包括管的設(shè)備的下游，其中向所述管施加真空。
在本發(fā)明的另一實施方式中，可以使用輸送螺桿作為預脫氣工藝的唯一設(shè)備。
而且預脫氣工藝可以通過安裝在管內(nèi)的輸送螺桿進行，其中向所述管施加真空。被施加真空的管可以由燒結(jié)夾套，例如燒結(jié)金屬構(gòu)成。
如果設(shè)備由預脫氣管例如被施加真空的管，和下游輸送螺桿構(gòu)成，如果使用未經(jīng)過堆積密度增加的二氧化硅的話，那么預脫氣工藝可以在管中進行。
如果使用已經(jīng)過預堆積密度增加的二氧化硅，那么預脫氣工藝同樣可以在管中進行。也可以省去所述預脫氣工藝。
如果專門將輸送螺桿用于預脫氣工藝，那么必需使用已經(jīng)過預堆積密度增加的二氧化硅。
如果預脫氣工藝使用在被施加真空的管內(nèi)具有輸送螺桿的設(shè)備，那么可以使用未經(jīng)過堆積密度增加的二氧化硅，或者也可以使用已經(jīng)過預堆積密度增加的二氧化硅。
而且熱解制得的二氧化硅的預脫氣可以通過在過濾介質(zhì)上過濾，過濾介質(zhì)例如布或燒結(jié)材料，例如燒結(jié)金屬、燒結(jié)塑料、燒結(jié)陶瓷、多孔玻璃，同時經(jīng)過例如輸送螺桿或刮刀連續(xù)除去濾餅來進行。在本發(fā)明的一個實施方式中，可以使用帶計量螺桿的燒結(jié)金屬管。
而且可以通過沉積來進行預脫氣，其中通過附加使用振動或聲音或者經(jīng)過慢慢攪拌來促進固體橋破裂。
所用原材料可以是親水的熱解制得的二氧化硅或疏水的熱解制得的二氧化硅。
疏水的熱解制得的二氧化硅可以通過表面改性制得。
可以將下面組中的一種或多種化合物用于表面改性工藝 a)(RO)3Si(CnH2n+1)和(RO)3Si(CnH2n-1)類的有機硅烷 R＝烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基 n＝1-20 b)R′x(RO)ySi(CnH2n+1)和R′x(RO)ySi(CnH2n-1)類的有機硅烷 R＝烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基 R′＝烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基 R′＝環(huán)烷基 n＝1-20 x+y＝3 x＝1，2 y＝1，2 c)X3Si(CnH2n+1)和X3Si(CnH2n-1)類的鹵代有機硅烷 X＝Cl、Br n＝1-20 d)X2(R′)Si(CnH2n+1)和X2(R′)Si(CnH2n-1)類的鹵代有機硅烷 X＝Cl、Br R′＝烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基 R′＝環(huán)烷基 n＝1-20 e)X(R′)2Si(CnH2n+1)和X(R′)2Si(CnH2n-1)類的鹵代有機硅烷 X＝Cl、Br R′＝烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基 R′＝環(huán)烷基 n＝1-20 f)(RO)3Si(CH2)m-R′類的有機硅烷 R＝烷基，例如甲基、乙基、丙基 m＝0，1-20 R′＝甲基、芳基(例如-C6H5、取代的苯基) -C4F9、OCF2-CHF-CF3、-C6F13、-O-CF2-CHF2、 -NH2、-N3、-SCN、-CH＝CH2、-NH-CH2-CH2-NH2、 -N-(CH2-CH2-NH2)2、 -OOC(CH3)C＝CH2、 -OCH2-CH(O)CH2、 -NH-CO-N-CO-(CH2)5、 -NH-COO-CH3、-NH-COO-CH2-CH3、 -NH-(CH2)3Si(OR)3、 -Sx-(CH2)3Si(OR)3(其中X＝1-10并且 R可以是烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基)、 -SH、 -NR′R＂R″′(R′＝烷基、芳基；R＂＝H、烷基、芳基； R″′＝H、烷基、芳基、芐基、C2H4NR″″R″″′，其中R＂＂＝ H、烷基和R″″′＝H、烷基) g)(R＂)x(RO)ySi(CH2)m-R′類的有機硅烷 R＂＝烷基 x+y＝2 ＝環(huán)烷基 x＝1，2 y＝1，2 m＝0，1-20 R′＝甲基、芳基(例如-C6H5、取代的苯基)、-C4F9、-OCF2-CHF-CF3、-C6F13、-O-CF2-CHF2、-NH2、-N3、-SCN、-CH＝CH2、-NH-CH2-CH2-NH2、-N-(CH2-CH2-NH2)2、-OOC(CH3)C＝CH2、-OCH2-CH(O)CH2、-NH-CO-N-CO-(CH2)5、-NH-COO-CH3、-NH-COO-CH2-CH3、-NH-(CH2)3Si(OR)3、-Sx-(CH2)3Si(OR)3(其中X＝1-10并且R可以是甲基、乙基、丙基、丁基)、-SH-NR′R″R″′(R′＝烷基、芳基；R″＝H、烷基、芳基；R″′＝H、烷基、芳基、芐基、C2H4NR″″R″″′，其中R″″＝H、烷基和R″″′＝H、烷基) h)X3Si(CH2)m-R′類的鹵代有機硅烷 X＝Cl、Br m＝0，1-20 R′＝ 甲基、芳基(例如-C6H5、取代的苯基)、 -C4F9、-OCF2-CHF-CF3、-C6F13、-O-CF2-CHF2、 -NH2、-N3、-SCN、-CH＝CH2、 -NH-CH2-CH2-NH2、 -N-(CH2-CH2-NH2)2、 -OOC(CH3)C＝CH2、 -OCH2-CH(O)CH2、 -NH-CO-N-CO-(CH2)5、 -NH-COO-CH3、-NH-COO-CH2-CH3、-NH-(CH2)3Si(OR)3、 -Sx-(CH2)3Si(OR)3(其中X＝1-10和 R可以是甲基、乙基、丙基、丁基)、 -SH i)(R)X2Si(CH2)m-R′類的鹵代有機硅烷 X＝Cl、Br R＝烷基，例如甲基、乙基、丙基 m＝0，1-20 R′＝甲基、芳基(例如-C6H5、取代的苯基) -C4F9、-OCF2-CHF-CF3、-C6F13、-O-CF2-CHF2、 -NH2、-N3、-SCN、-CH＝CH2、-NH-CH2-CH2-NH2、 -N-(CH2-CH2-NH2)2、 -OOC(CH3)C＝CH2、 -OCH2-CH(O)CH2、 -NH-CO-N-CO-(CH2)5、 -NH-COO-CH3、-NH-COO-CH2-CH3、-NH-(CH2)3Si(OR)3 (其中R可以是甲基、乙基、丙基、丁基)、 -Sx-(CH2)3Si(OR)3(其中R可以是甲基、乙基、丙基、丁基 和X可以是1-10)、 -SH j)(R)2XSi(CH2)m-R′類的鹵代有機硅烷 X＝Cl、Br R＝烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基 m＝0，1-20 R′＝甲基、芳基(例如-C6H5、取代的苯基) -C4F9、-OCF2-CHF-CF3、-C6F13、-O-CF2-CHF2、 -NH2、-N3、-SCN、-CH＝CH2、-NH-CH2-CH2-NH2、 -N-(CH2-CH2-NH2)2、 -OOC(CH3)C＝CH2、 -OCH2-CH(O)CH2、 -NH-CO-N-CO-(CH2)5、 -NH-COO-CH3、-NH-COO-CH2-CH3、-NH-(CH2)3Si(OR)3、 -Sx-(CH2)3Si(OR)3(其中X＝1-10和 R可以是甲基、乙基、丙基、丁基)、 -SH k)R′R2Si-N-SiR2R′類的硅氮烷 | HR＝烷基R′＝烷基、乙烯基 1)D3、D4、D5類的環(huán)狀聚硅氧烷，其中D3、D4和D5是具有3、4或5個-O-Si(CH3)2-類型單元的環(huán)狀聚硅氧烷。
例如，八甲基環(huán)四硅氧烷＝D4
m)下面類型的聚硅氧烷或硅油
Y＝CH3、H、CnH2n+1n＝1-20Y＝Si(CH3)3、Si(CH3)2H、 Si(CH3)2OH、Si(CH3)2(OCH3)、 Si(CH3)2(CnH2n+1) n＝1-20 R＝ 烷基(例如CnH2n+1，其中n＝1-20)、芳基(例如苯基和取代的苯基)、(CH2)n-NH2、H R′＝烷基(例如CnH2n+1，其中n＝1-20)、芳基(例如苯基和取代的苯基)、(CH2)n-NH2、H R＂＝烷基(例如CnH2n+1，其中n＝1-20)、芳基(例如苯基和取代的苯基)、(CH2)n-NH2、H R″′＝ 烷基(例如CnH2n+1，其中n＝1-20)、芳基(例如苯基和取代的苯基)、(CH2)n-NH2、H。
在本發(fā)明的一個實施方式中，所用原材料可以包括經(jīng)過預堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅。
當所用熱解制得的二氧化硅不經(jīng)過堆積密度增加時，其夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)可以小于50g/l，優(yōu)選20-30g/l。所用經(jīng)過預堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅可以具有50-190g/l，優(yōu)選100-150g/l的夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)，并且這里經(jīng)過預堆積密度增加的疏水的熱解制得的二氧化硅的夯實堆積密度(按照DIN ENISO 787-11標準)可以是90-120g/l。
在不經(jīng)過堆積密度增加的情況下，所用親水的二氧化硅可以具有小于50g/l，優(yōu)選20-30g/l的夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)。
在經(jīng)過預堆積密度增加的情況下，親水的二氧化硅可以具有50-190g/l，優(yōu)選100-150g/l的夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)。
在經(jīng)過預堆積密度增加的情況下，疏水的二氧化硅可以具有50-190g/l，優(yōu)選90-120g/l的夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)。
所用熱解制得的二氧化硅的初級粒徑可以是5-50nm并且其BET表面積可以是40-400m2/g，優(yōu)選100-250m2/g。
所用熱解制得的二氧化硅的水分含量可以小于1重量％。
熱解制得的二氧化硅可以通過已知方法和設(shè)備經(jīng)受預堆積密度增加。例如，可以使用US 4,325,686、US 4,877,595、US 3,838,785、US3,742,566、US 3,762,851、US 3,860,682的設(shè)備。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，可以使用已通過EP 0280851 B1或US 4,877,595的壓帶過濾器經(jīng)過預堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅。
例如，可以通過螺桿進行熱解制得的二氧化硅向壓實工藝的輸送。
該輸送在于將熱解制得的二氧化硅壓到壓實輥的輥隙內(nèi)。如果不使用輸送螺桿，就必需使用已經(jīng)過預堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅。
如果使用輸送螺桿，由于在這里進行預脫氣，因此熱解制得的二氧化硅可以不經(jīng)過預堆積密度增加。
為了獲得外皮的高堆積密度，可以使用輸送螺桿和經(jīng)過預堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅。
所用輸送螺桿可以包括容積遞減或者螺距遞增或者直徑遞減的螺桿。
圍繞輸送螺桿可以有被施加真空的管。該管可以由燒結(jié)夾套構(gòu)成。在輸送到輥隙內(nèi)的同時，這里，在輸送螺桿內(nèi)進行二氧化硅的預脫氣。
壓實從而產(chǎn)生外皮可以通過兩個輥進行，其中一個或者兩個同時可以具有脫氣功能。。
優(yōu)選使用兩個壓實輥，它們可以是光滑的。它們也可以具有輥型(profile)。輥型可以僅存在于一個壓實輥上或者存在于兩個壓實輥上。
輥型可以由與軸平行的凹槽構(gòu)成。作為替換，它可以由任意所需形狀的、以任意所需方式排列的凹穴(凹陷)構(gòu)成。
在本發(fā)明的另一實施方式中，至少一個輥可以是真空輥。在該實施方式中，輥可以已覆蓋有燒結(jié)金屬。
為了賦予脫氣功能，輥可以已由燒結(jié)金屬制成或者可以已覆蓋有過濾介質(zhì)，例如布。
如果可以通過輥進行熱解制得的二氧化硅的脫氣，那么可以省去可以在輸送螺桿中或者在加料管中進行的附加預脫氣。
如果將輥用于預脫氣，那么輥可以具有光滑表面或者異型表面(profiled surface)，并且為了提高產(chǎn)品的卷繞，所述表面可以僅僅略有凹槽。
壓實工藝應保證均勻壓制熱解制得的二氧化硅，以便得到密度均勻的外皮。
可以使用圖2所示的設(shè)備進行壓實工藝。
根據(jù)圖2，通過螺桿1將熱解制得的二氧化硅加入到兩個輥3之間的室2內(nèi)并在這兩個輥之間將其壓制得到外皮。
本發(fā)明的方法還可以通過用文獻DE B 1807714中所述的設(shè)備進行。
為了避免砂粒，優(yōu)選在壓實工藝中使用光滑輥。而且可以使用一個或兩個由燒結(jié)材料，例如燒結(jié)金屬或燒結(jié)陶瓷構(gòu)成的輥，由此可以進行脫氣。
壓實工藝之后，將外皮破碎。為此可以使用篩分造粒機，并且其篩眼寬度指示粒徑。篩眼寬度可以是250μm-20mm。
為了破碎外皮，還可以使用帶兩個反轉(zhuǎn)輥或齒狀輥的設(shè)備，所述反轉(zhuǎn)輥具有規(guī)定間隙。
破碎了的外皮可以經(jīng)篩分機、篩或分級機分級。由此可以除去細粉(小于200μm的顆粒)。
可以使用的篩分機是錯流篩分機、逆流擋板型篩分機。
可以使用旋風分離器作為分級機。
可以使分級期間除去的細粉(小于200μm的顆粒)返回到本發(fā)明的工藝中。
夯實堆積密度的測定 按照DIN EN ISO 787-11標準測定夯實堆積密度。測定之前，使樣品通過5mm篩以便將大的聚結(jié)體破碎并獲得可再現(xiàn)的測定。
粉塵含量的測定 按照DIN 55992-2標準測定粉塵含量。
對比熱解二氧化硅產(chǎn)品通過EP 0 280 851 A1的設(shè)備經(jīng)過堆積密度增加，并且本發(fā)明的外皮在測定之前通過5mm篩，以使大的聚結(jié)體破碎并獲得可再現(xiàn)的測定。
圖3顯示了測定粉塵含量用的測定設(shè)備的圖。
為了測定粉塵含量，將稱出量(3g)的本發(fā)明的外皮或EP 0 280 851 A1的對比產(chǎn)品在垂直管的上端加入加料系統(tǒng)。通過擋板將其在下面密封然后開始測定。垂直管的末端已經(jīng)密封。開始測定時，將所述擋板打開一段時間使樣品可以落入垂直管中。下落期間并在撞擊垂直管的底部時樣品將粉塵驅(qū)散到空中。下落期間的空氣湍流使得粉塵均勻分布于管內(nèi)。懸浮材料然后開始沉積。經(jīng)光度傳感器測定懸浮材料在垂直管的下端引起的消光。以消光為時間的函數(shù)通過個人計算機顯示沉積曲線。消光是相對顆粒濃度的量度。
由為時間的函數(shù)的消光曲線可以確定累積粉塵值。累積粉塵值是由從起始時間ta到30秒后測定結(jié)束所測定的沉積曲線如下測定的 其中ta＝1s，2s，4s，8s，16s(方程式1) 這些累積粉塵值描述了釋放的粉塵量。16s至30s的累積粉塵值也稱作“粉塵值”。它含有細粉塵的信息或者是細粉塵含量的量度。
1s至30s的累積粉塵值描述由粗粉塵和細粉塵組成的粉塵總量。
本發(fā)明的熱解二氧化硅的外皮的這兩個值與通過EP 0 280 851 A1的設(shè)備經(jīng)過堆積密度增加的熱解二氧化硅的不同。
實施例 將在EP 0 280 851 A1的設(shè)備中經(jīng)過堆積密度增加的熱解二氧化硅的粉塵性能與本發(fā)明的熱解二氧化硅的外皮的粉塵性能進行比較。兩種樣品的BET表面積都是150m2/g。
圖7顯示了作為時間的函數(shù)或者上述兩種樣品的粉塵含量的測定期間的相對粉塵濃度的函數(shù)的消光曲線。該曲線顯示本發(fā)明的壓實物沉積快得多并且在16s之后保持懸浮的細粉塵比按照EP 0 280 851 A1經(jīng)過堆積密度增加的熱解二氧化硅的少。在整個測定期間，本發(fā)明的外皮釋放的粉塵比按照EP 0 280 851 A1經(jīng)過堆積密度增加的熱解二氧化硅釋放的粉塵少得多。圖7中本發(fā)明的外皮的消光表現(xiàn)為明顯較低的數(shù)值。
表1總粉塵含量和細粉塵含量的對比 (粉塵值＝1s至30s和16s至30s的累積粉塵值) *經(jīng)T試驗證實兩個實驗產(chǎn)品的粉塵值的統(tǒng)計獨立性。對每種樣品進行12次重復實驗。
上述粉塵含量的測定中的累積粉塵值彼此明顯不同。首先，按照EP 0280 851 A1經(jīng)過堆積密度增加的熱解二氧化硅，I(1s)值為207，比本發(fā)明的外皮產(chǎn)生多得多的粗粉塵和細粉塵，本發(fā)明的外皮的I(1s)值為113。而且，這些外皮的細粉塵值(I(16s))為40，而通過EP 0 280 851 A1的設(shè)備經(jīng)過堆積密度增加的熱解二氧化硅具有高得多的粉塵值62。這意味著當與EP 0 280 851 A1的堆積密度增加進行比較時，本發(fā)明產(chǎn)生外皮的壓實工藝不僅可以顯著降低總粉塵含量，而且可以顯著降低細粉塵含量。
圖4比較了通過本發(fā)明產(chǎn)生外皮的方法壓實的熱解制得的二氧化硅的細粉塵含量與按照已知方式經(jīng)過堆積密度增加的熱解二氧化硅的細粉塵含量。
用于本發(fā)明方法的原材料包括按照EP 0 280 851 A1通過壓帶過濾器經(jīng)過堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅。
圖4顯示了松散粉和通過本發(fā)明方法制得的松散外皮各自的粒徑分布和平均粒徑的量度。顯而易見，本發(fā)明的熱解制得的二氧化硅的外皮沉積好得多并且比EP 0 725 037 A1的造粒后的材料產(chǎn)生少得多的粉塵。
圖4還顯示了細粉塵或懸浮粉塵的含量的量度。顯而易見，本發(fā)明的外皮的懸浮粉塵的含量可以顯著降低。在為EP 0 725 037 A1的造粒后的材料的情況下，很大比例保持相當長時間的懸浮。
圖5顯示了按照EP 0 725 037 A1與按照本發(fā)明的造粒后的材料的累積分布(Q-3分布)。
本發(fā)明的外皮(其中X<250μm)在激光衍射光譜儀中具有與EP 0725 037 A1的造粒后的材料相同的平均粒徑。在兩種情況下平均粒徑都是～35μm。
然而，本發(fā)明的外皮產(chǎn)生相當少的粉塵。
使用篩眼寬度500μm的篩經(jīng)篩分造粒接著在250μm篩上篩分制得外皮碎片。x<250μm的碎片是篩分工藝中的細產(chǎn)物。粒徑為250-500μm的碎片是粗產(chǎn)物。
圖6顯示了本發(fā)明的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅在破碎和篩分之后的造粒后的形式。它具有角形形狀。
按照DE 19601415的造粒后的材料具有球形外觀。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，獲得的外皮的夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)是200-400g/l。然后這些外皮具有在接下來的步驟中不再破碎所必需的強度。然而，它們可以容易地再次分散。
而且獲得的外皮多孔。
本發(fā)明的外皮在破碎之后具有有益的低的粉塵含量，即使不經(jīng)過篩分或分級也如此。
通過ERWEKA 30硬度儀測定，本發(fā)明外皮的聚結(jié)體硬度小于50N。
經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅，在篩分之后，沒有直徑小于200μm的細粉含量。
本發(fā)明的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅具有對所有應用都有益的低粉塵含量。可以將其加入到混合物中，而沒有損失并且沒有粉塵污染。
盡管熱解制得的二氧化硅已經(jīng)過壓實，但是本發(fā)明的外皮對橡膠混合物而言具有足夠的再分散性。該再分散性不足以用于硅酮橡膠組合物中。
本發(fā)明的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅不含粘合劑。
本發(fā)明的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅可以用作橡膠混合物中的填料。
將本發(fā)明的外皮和按照EP 0 280 851經(jīng)過堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅加入到硅酮聚合物中。
配方 第1階段 100份，400g，Silopren VS硅酮聚合物(Bayer AG) 40份，160g，合成二氧化硅 6份，24g，VP AC 3031硅油加工助劑(Bayer AG) 第2階段 0.5％的Interox DCLBP-50-PSI雙(2，4-二氯苯甲酰基)過氧化物(Peroxid-Chemie GmbH) 混合說明(在室溫下進行) Polymix 200 U雙輥磨，得自Schwabenthan 輥直徑 200mm 輥長度 400mm 輥隙0.9±0.05mm 轉(zhuǎn)速20rpm，摩擦1:1.3 第1階段 將400g的硅酮聚合物加入到雙輥磨中。
一在操作輥(較快運轉(zhuǎn)的輥)上形成均勻磨碎的薄片，就可以加入填料。在兩個輥之間緩慢且按份加入二氧化硅。加入約50％的填料之后，通過刮刀從輥上除去復合材料并轉(zhuǎn)動。
就有加工助劑的配方而言，現(xiàn)在以約10g二氧化硅中有24g加工助劑的混合物(通過抹刀稍微混合)的形式將其加入到雙輥磨中。然后加入剩下的50％的填料。
為了使二氧化硅分散和均勻，加入填料之后再繼續(xù)磨碎5分鐘。該工藝期間將混合物再轉(zhuǎn)動5次。將由此制得的混合物貯藏1周使得二氧化硅連續(xù)潤濕。為此，將這些復合材料包裝在PE膜中。
第2階段 為了增塑，在輥磨機上將復合材料混合直到制得均勻磨碎的片。然后用抹刀(由木材或塑料制成)供給預先稱出量的過氧化物。為了將該過氧化物分散和均勻化，再繼續(xù)磨碎8分鐘，使用刮刀除去輥上的混合物并將其轉(zhuǎn)動8次。
然后再次在室溫貯藏24小時(有益地在PE膜中)。
硬化之前，再在雙輥磨上將復合材料增塑。
硬化 將熱壓機預熱至 140℃ 將厚2mm(壓制時間7分鐘)和6mm(壓制時間10分鐘)的硅酮片在預熱過的壓制機中的鍍鉻鋼板之間硬化。
為了除去過氧化物的裂解產(chǎn)物，將所述片在熱風爐中于200℃后硬化6小時。在第1小時將爐門約每10分鐘打開60秒鐘。在第2和第3小時，每30分鐘將爐門打開60秒鐘。在爐中懸浮有不超過1200g的硬化物，其體積為0.125m3。
表2分散系數(shù)，通過表面形貌測定 顯而易見，本發(fā)明的外皮不能充分分散到硅酮聚合物中。它們具有相對高的強度。
圖8顯示了在硅酮聚合物中的分散實驗。表面形貌學的攝影質(zhì)量可視化(描述于＂Entwicklung eines Verfahrens zur Charakterisierung derFüllstoffdispersion in Gummimischungen mittels einer

＂[Development of a method for characterizing filler dispersion in rubber mixturesby means of surface topography]A.Wehmeier；degree thesis 1998 at MünsterTechnology University，Steinfurt Division，Department of ChemicalEngineering)。
權(quán)利要求
1、經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅，其特征在于所述經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)是185-700g/l。
2、制備如權(quán)利要求1的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的方法，其特征在于熱解制得的二氧化硅分別經(jīng)過預脫氣和堆積密度增加，并經(jīng)過壓實從而產(chǎn)生外皮，并將所述外皮破碎，并且如果適當?shù)脑?，?jīng)過分級。
3、如權(quán)利要求2的制備經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的方法，其特征在于使用已經(jīng)過預堆積密度增加的熱解制得的二氧化硅。
4、如權(quán)利要求1的經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅的用途，將其用作橡膠混合物中的填料。
全文摘要
本發(fā)明涉及經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅。具體地說，本發(fā)明涉及將熱解制得的二氧化硅壓實從而產(chǎn)生外皮，其特征在于所述熱解制得的二氧化硅經(jīng)過預脫氣，并經(jīng)過壓實從而產(chǎn)生外皮，并將所述外皮破碎，并且如果適當?shù)脑?，?jīng)過分級。所述經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的二氧化硅的夯實堆積密度(按照DIN EN ISO 787-11標準)是185-700g/l。所述經(jīng)壓實產(chǎn)生外皮的熱解制得的二氧化硅可用作橡膠混合物中的填料。
文檔編號C01B33/12GK101437756SQ200780002975
公開日2009年5月20日 申請日期2007年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月25日
發(fā)明者U·沙赫特里, R·霍夫曼, G·施泰因, R·沙費爾, R·弗里麥爾特 申請人:贏創(chuàng)德固賽有限責任公司