Способ получения модифицированного диоксида кремния

 

Использование: в производстве антислеживающих веществ для огнетушащих порошков, минеральных удобрений, матирующих средств для лаков, наполнителей для резинотехнических изделий и др. Сущность изобретения: проводят осаждение кремнезема из раствора силиката натрия, смешение полученной водной суспензии с водорастворимым алкилсиликонатом натрия или алюмометилсилоксанолятом натрия, взятых в количестве 10 - 40 мас.% по отношению к кремнезему, и сушку в потоке теплоносителя при 680 - 750°С. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам получения модифицированного двуоксида кремния и может найти применение и производстве антислеживающих веществ для огнетушащих порошков, минеральных удобрений, матирующих средств для лаков, наполнителей для резинотехнических изделий и др.

Наиболее близким техническим решением является способ получения модифицированного двуоксида кремния, заключающийся в осаждении кремнезема из раствора силиката натрия, обработке его аминоспиртом в водной суспензии, сушке и помоле. Однако известный способ требует после сушки дополнительного помола, а конечный продукт получается с низкой гидрофобностью и не может быть использован как антислеживающая и улучшающая текучесть добавка к огнетушащим порошкам.

Целью предложенного способа является упрощение технологии, повышение гидрофобности при использовании модифицированного диоксида кремния в качестве антислеживающей и улучшающей текучесть добавки к огнетушащим порошкам.

Поставленная цель достигается тем, что в данном способе, заключающемся в осаждении кремнезема из раствора силиката натрия, смешении его водной суспензии с модификаторами и сушку, согласно изобретению, смешивание водной суспензии диоксида кремния осуществляют с водорастворимыми кремнийорганическими веществами при их содержании 10-40 мас.% по отношению к кремнезему и сушку проводят в потоке теплоносителя при 680-750^оС. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что смешивание водной суспензии диоксида кремния осуществляют с водорастворимыми кремнийорганическими веществами, а также отсутствует энергоемкая стадия помола. Известное техническое решение, в котором модифицирование диоксида кремния осуществляется аминовым спиртом, не обеспечивает необходимой степени гидрофобности диоксида кремния, и она не может использоваться в качестве антислеживающей и улучшающей текучесть добавки к огнетушащим порошкам.

Предлагаемый способ ведения модифицирования диоксида кремния реализован следующим образом.

П р и м е р 1. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 100 кг метилсиликоната натрия (ГКЖ-10 по ТУ 6-02-696-76) из расчета 10% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 750^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок. Удельную поверхность порошка и степень гидрофобности определяют по ТУ 6-18-185-89.

Результаты качества модифицированного диоксида кремния приведены в таблице. В этой же таблице приведены результаты определения качества огнетушащих порошков на основе фосфатов аммония с добавлением 4% полученного гидрофобного диоксида кремния в качестве антислеживающей и улучшающей текучесть добавки. Показатели качества огнетушащих порошков определяют по ГОСТу 26952-86, согласно которому качественный порошок может быть с показателем текучести более 0,24 кг. с^-1 при остатке порошка в огнетушителе менее 15 мас. % . Все показатели качества огнетушащего порошка с добавлением модифицированного диоксида кремния, содержащего 10% модификатора, приведены в таблице.

П р и м е р 2. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 300 кг метилсиликоната натрия из расчета 30% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 720^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфатов аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.

П р и м е р 3. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 350 кг алюмометилсилоксанолята натрия (Петросил-2М по ТУ 6-02-1296-84) из расчета 35% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушке при 690^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфатов аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.

П р и м е р 4. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 400 кг метилсиликоната натрия (ГКЖ-10) из расчета 40% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 690^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфатов аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.

П р и м е р 5. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 450 кг метилсиликоната натрия (ГКЖ-10) из расчета 45% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 700^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфата аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.

П р и м е р 6. 10000 кг 10%-ной водной суспензии диоксида кремния, осажденного из раствора силиката натрия известным способом, смешивают с 80 кг метилсиликоната натрия (ГКЖ-10) из расчета 8% по отношению к сухому кремнезему и сушат в распылительной сушилке при 720^оС. Получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок, с добавлением которого в порошок из фосфата аммония получают огнетушащий порошок. Показатели качества модифицированного диоксида кремния и огнетушащего порошка приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что по предлагаемому способу получают белый высокодисперсный гидрофобный порошок диоксида кремния с удельной поверхностью 110-120 м².г^-1, что соответствует требованиям ГОСТа 18307-78 на белую сажу БС-120 и свидетельствует, что при сушке не происходит агрегация частиц, а поэтому не требуется дополнительный помол и технологический процесс упрощается.

При использовании модификаторов до 10% по данному способу получают порошок диоксида кремния с недостаточной степенью гидрофобности, а поэтому получить огнетушащий порошок требуемого качества на основе фосфатов аммония с использованием такого диоксида кремния не представляется возможным. Огнетушащий порошок, который отвечает ГОСТу 26952-86 "порошки огнетушащие. общие технические требования и методы испытания", был получен с добавлением гидрофобного диоксида кремния, который был получен по примерам 1, 2, 3 и 4. Использование модификатора более 40% (пример 5) в данном способе нецелесообразно, так как это приводит к перерасходу модификатора, а качество диоксида кремния и огнетушащего порошка остается на том же уровне что и в предлагаемом диапазоне концентраций модификатора 10-40%.

Таким образом, предлагаемый способ получения модифицированного диоксида кремния позволяет упростить технологический процесс, повысить степень ее гидрофобности и использовать в качестве антислеживающей текучесть добавки к огнетушащим порошкам. Это позволяет решить сырьевую базу для увеличения производства огнетушащих порошков.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ, включающий осаждение кремнезема из раствора силиката натрия, смешение полученной водной суспензии с модификатором и распылительную сушку продукта, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют кремнийорганическое водорастворимое вещество, взятое в количестве 10 - 40 мас.% от количества кремнезема.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганического вещества используют алкилсиликонат натрия общей формулы (NaO)Si(OH)₂R, где R - CH₃ или С₂Н₅, или алюмометилсилоксанолят натрия общей формулы (NaO-O-)_nAl(-O-ONa)_3-n, где n = 0 - 2.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку проводят при 680 - 750^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1