Ácido silícico hidratado para relleno de caucho de silicona
Descripción general
 Se proporciona ácido silícico hidratado para relleno de caucho de silicona que tiene menos propiedad de coloración y alta propiedad de refuerzo. ] BET área superficial específica de 130 250 m @ 2 / g, un diámetro medio de partícula de las partículas secundarias por el método contador de Coulter es 1 12 [mu] m, 4% de suspensión en la conductividad eléctrica del agua de 20 500 .mu.S / cm de, y el pH de la suspensión acuosa al 4% Tiene una característica de 7.5 9.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un relleno de caucho de silicona, en particular, se proporciona una excelente hidrato de silicato como un caucho de silicona menos coloración carga de refuerzo durante la reacción de reticulación por calentamiento de la goma de silicona.
El polvo de sílice para caucho de silicona relleno de refuerzo, la técnica anterior en general, sílice de combustión por el método seco, y hidrato de silicato por un método húmedo obtenido por reacción de neutralización de una solución de silicato de metal alcalino y un ácido mineral Es usado
La reacción de reticulación por peróxido de caucho de silicona utilizando estos polvo de sílice como carga de refuerzo se lleva a cabo mediante calentamiento a alrededor de 4 horas a una temperatura de alrededor de 200 ° C ..
En este caso, en el caucho de silicona utilizado ácido silícico hidratado por el proceso húmedo como carga de refuerzo, un fenómeno que colorear a menudo de color amarillo pálido o marrón sobre la reacción de reticulación por calentamiento se observa. Para esto, hidrato de silicato por el proceso húmedo es ligeramente de color está limitada a aplicaciones tales como tal como se usa en aplicaciones de Toka de color donde no es un problema, el pigmento, su aplicación en comparación con la sílice de combustión por el método seco El rango de posibles aplicaciones fue relativamente estrecho.
Como un método para evitar la coloración, se sabe por experiencia que se puede mejorar en cierta medida colorante utilizando ácido silícico hidratado pequeños que tienen un área de superficie específica BET, pero menor es la viscosidad de la libra de caucho de silicona de este modo, la manejabilidad es Al mismo tiempo, no se puede obtener un rendimiento de refuerzo suficiente o se produce una turbidez blanca en la goma de silicona, lo que da como resultado una transparencia deficiente.
Recientemente, coloreado en la medida en que no ha sido un problema convencional, que puede ser renovado problema mediante nuevas exigencias de la reducción de la demanda.
Bajo tales circunstancias, como se intenta evitar la coloración de la goma de silicona, un método de reducción de ajustar el contenido de calcio y el contenido de hierro en el ácido silícico que contiene agua, se ha propuesto (JP-64 No. 60657).
Tarea de solución
Sin embargo, en el método propuesto anteriormente, no sólo el efecto de evitar la coloración no es suficiente, sin embargo, ya que el agua utilizada en la reacción y el lavado durante la producción de ácido silícico hidratado, hay un problema que se debe utilizar una gran cantidad de agua de intercambio iónico.
La presente [inventor], cuando se usa como el caucho de silicona relleno de refuerzo, excelente un hidrato de ácido silícico que presenta un rendimiento de refuerzo, sin embargo, menos hidratado propiedad de coloración de silicato, el uso de grandes cantidades de agua de intercambio iónico o similar Y realizó extensas investigaciones sobre un método que puede fabricarse sin fabricación.
Por el estudio, la coloración durante la reacción de reticulación del caucho de silicona, en lugar de simplemente dependen del contenido del contenido de hierro y calcio en el ácido silícico que contiene agua, que se ve afectada en gran medida por el área de superficie específica BET y el pH de hidrato de ácido silícico Me enteré.
Es decir, el área BET de superficie específica involucrada tanto en el rendimiento de refuerzo y la coloración del caucho de silicona, manteniendo un intervalo predeterminado para mantener refuerzo rendimiento, y el valor de pH por un rango débilmente alcalino de la gama débilmente ácido convencional, silicona Se ha encontrado que la coloración del caucho se puede reducir.
Solución
La presente invención se ha realizado basándose en el propósito y los hallazgos de la presente invención descrito anteriormente, sus características, BET superficie específica de 130 250 m @ 2 / g, un diámetro medio de partícula de las partículas secundarias por el método contador de Coulter es 1 12 [mu] m, 4 % De suspensión de agua tiene una conductividad eléctrica de 20 500 μS / cm y el pH de la suspensión acuosa al 4% es 7,5 9.
hidrato de silicato de la presente invención, BET área superficial específica de 130 250 m @ 2 / g, preferiblemente 140 230m2 / g, un diámetro medio de partícula de 1 12 [mu] m partículas secundarias, buenos y preferiblemente 5 10 [mu] m. Tal Cuando el área de superficie específica BET es menor que el intervalo anterior, aunque menos colorantes descritos anteriormente, inferior en el refuerzo de rendimiento, también, probablemente, porque las partículas primarias de ácido silícico hidratado se incrementa, viene turbia deterioro de la transparencia de la goma de silicona Invita a otro problema.
Cuando el área de superficie específica BET del ácido silícico hidratado en contrario es mayor que el intervalo anterior, a pesar de la mejora en el refuerzo de rendimiento apenas se mejoró, y al mismo tiempo trabajabilidad viscosidad demasiado alta de la libra de caucho de silicona es pobre aumenta de coloración Esto lleva a un problema.
El diámetro medio de partícula de las partículas secundarias de silicatos hidratados se requiere para estar dentro del intervalo anterior, cuando las partículas que este intervalo es rugosa, la reducción de la turbidez y de refuerzo dispersión rendimiento en el caucho de silicona se convierte en pobre traer, cuando las partículas son más finas que el intervalo anterior Por el contrario, aunque el mejorado se mejora la dispersabilidad transparencia, convertido coloración amarilla se materializó más, objeto de la presente invención no puede ser realizado. Además, si el tamaño medio de partícula se reduce a un tamaño de partícula más pequeño, la dispersión del polvo se hace más grande y la trabajabilidad se deteriora.
hidrato de silicato de la presente invención también puede ser la conductividad eléctrica de una suspensión acuosa al 4% es de 20 500 .mu.S / cm, preferiblemente 50 300μS / cm. El mantenimiento de la conductividad eléctrica excede este rango, serán las sales derivadas de las insuficientes de lavado con agua abundante, dando como resultado otro problema reforzando el rendimiento se deteriora, y la siguiente es débilmente alcalino de este rango El efecto de reducir la coloración de la presente invención no se puede obtener debido a la falta de especies de iones alcalinos que se utilizarán.
El ácido silícico hidratado de la presente invención necesita tener un pH de 7,59 en una suspensión acuosa al 4%, preferiblemente en un intervalo de pH 7,5 8,5. Cuando el valor de pH es menor que este intervalo, el efecto de suprimir la coloración no se puede obtener, cuando se excede este rango la inversa, aunque es posible suprimir la coloración, la viscosidad de la libra de caucho de silicona se hace mayor que el procesamiento De modo que el objeto de la presente invención no se puede lograr.
El ácido silícico hidratado de la presente invención no está particularmente limitado en otros valores característicos y similares, siempre que satisfaga las características anteriores. Por ejemplo, se puede usar un valor de adsorción de contenido de humedad del 37% del rango normal sin limitación particular. Aunque no se limita la densidad aparente, en particular, por ejemplo, puede ser ajustado a 30 100 g / l (de acuerdo con JIS K 5105 18) sobre la gama normal.
El método de producción para obtener el ácido silícico hidratado de la presente invención no está particularmente limitado, y se puede producir mediante un método de reacción conocido. Por ejemplo, como método de ácido silícico hidratado es depósito precipitado por reacción de una solución de silicato de metal alcalino (disponible comercialmente de silicato de sodio) con un mineral (sulfato), por ejemplo, solución de silicato sódico Harikon se ajusta a una concentración predeterminada durante el recipiente de reacción, se añade método de reacción de una adición de un tiempo fijo de ácido sulfúrico mientras se mantiene una concentración constante o avanzar una cierta cantidad de agua caliente en un recipiente de reacción que Harikon, pH, solución de silicato sódico y ácido sulfúrico mientras se mantiene la temperatura constante, Se agrega durante un cierto período de tiempo se puede utilizar.
Si es necesario, el tamaño de partícula primaria o la estructura del control de silicato hidratado son a menudo también se realiza de calentamiento adecuado y las operaciones de envejecimiento de cualquier manera en el método de una sola adición o método de adición simultánea, todos estos incluso el ácido silícico tratamiento hidratado preparado en el método adoptado se puede utilizar sin limitación siempre que satisfaga las propiedades anteriores como hidrato de ácido silícico de la presente invención.
Como un método de controlar el pH del hidrato de silicato de dentro de un intervalo específico, por ejemplo, mediante el ajuste de la cantidad de ácido mineral o solución de silicato de sodio, un método de controlar el pH al final de la reacción, torta de ácido silícico hidratado después de pilotaje filtración la resuspendió puede ejemplificarse un método en el que la adición de secado instantáneo al hidróxido de sodio a la suspensión en el paso anterior, hidróxido de potasio hidróxido de metal alcalino y similares, o un compuesto alcalino soluble en agua, tales como amoníaco.
Además, se pueden usar métodos ordinarios tales como secado, pulverización y clasificación sin ninguna limitación particular.
hidrato de silicato de la presente invención, otros bien cuando se usa hidrato de silicato que tiene las características anteriores solo, mezclado con ácido silícico hidratado, ácido silícico hidratado de pH tan alto como pH 8 11 que tiene un pH de intervalo débilmente ácido en general (Área superficial específica BET, diámetro de partícula promedio de partículas secundarias, conductividad eléctrica y pH) de la presente invención.
Si el hidrato de silicato de la presente invención se usa como el caucho de silicona relleno de refuerzo, a pesar de los mecanismos de coloración de la goma de silicona es menos no es necesariamente clara, en general, la acidez superficial o sitios ácidos fuertes que participan en los grupos silanol de la superficie del hidrato de ácido silícico mientras similares pueden ser considerados para afectar a la coloración, hidrato de silicato de la presente invención, que tiene las características anteriores, es decir, mediante hidrato de ácido silícico es alcalina ligeramente como un todo, la capa superficial o de la superficie del ácido silícico hidratado Se presume que esto se debe a la neutralización por una sustancia alcalina a la que se agrega una porción relacionada con la acidez cercana.
El relleno del ácido silícico hidratado de la presente invención en el caucho de silicona no está particularmente limitado y puede llevarse a cabo de la misma manera que los métodos conocidos.
Por ejemplo amasando el ácido silícico hidratado caucho crudo de silicona y un agente humectante con un rollo o el, tratamiento térmico como, después de la libra de caucho de silicona, amasando el agente de reticulación usando un rodillo o similar a la libra de caucho de silicona de nuevo, la reticulación primaria y puente secundario Al hacerlo, se puede obtener caucho de silicona.
La temperatura de reticulación en esta reticulación primaria 140 180 ° C, y la reticulación secundaria 180 220 ° C. es generalmente de 25 a 50 en peso La carga de ácido silícico hidratado, especialmente para el caucho de silicona sin restricciones es generalmente Es posible llenarlo en un amplio rango de%.
De aquí en adelante, la presente invención se describirá más concretamente con referencia a ejemplos y ejemplos comparativos. La medición de cada valor de propiedad física, etc. se llevó a cabo mediante el siguiente método.
(1) Superficie específica BET
Se midió mediante un método de un punto utilizando un jabón canter (fabricado por Quantachrome, EE. UU.).
(2) Diámetro de partícula promedio de partículas secundarias
Medido con un tubo de apertura de 70 μ usando Coulter Counter TA II (fabricado por Coulter Electronics Ins.).
La dispersión de la muestra se realizó mediante dispersión ultrasónica durante 40 segundos, y el líquido Isoton II unido se usó como medio de dispersión.
(3) Conductividad eléctrica
Agregue 4 g de muestra en 50 ml de agua destilada, mezcle bien y hierva durante 5 minutos. Después de eso, el volumen total se ajusta a 100 ml con agua destilada y luego se filtra.
El filtrado se midió usando un medidor de conductividad eléctrica (tipo AOC 10, fabricado por Electrochemical Instrument Corporation).
(4) pH
Tome (el pH se ajustó a 6,8 7,0 por adición de una pequeña cantidad de hidróxido de sodio en agua agua destilada) ajustado 50 ml de agua para vaso de precipitados de 100 ml, añadir 2 g de muestra. Los valores estables después de agitar a fondo durante aproximadamente 5 minutos se leen con un medidor de pH de electrodo de vidrio.
(5) Medición de la propiedad de colorear
El amarilleo se midió usando un colorímetro (modelo MSC CH, fabricado por Suga Test Instruments Co., Ltd.).
La aplicación de una placa blanca estándar en la muestra de caucho reticuladas de espalda, indicado por valores numéricos de YI se midió con una luz reflejada. Un valor numérico más bajo indica que el color es blanco, y un valor numérico más alto indica un amarillo más fuerte.
(6) Medición de las propiedades de refuerzo de caucho (resistencia a la tracción, dureza)
Esto se llevó a cabo según el método de prueba de propiedades físicas de caucho reticulado JIS K 6301.
Ejemplo 1
(Diluir silicato de sodio comercial acuoso, lo mismo se aplica en lo sucesivo) previamente Na2O concentración 0.84mol / l, la relación molar SiO2 / Na2 O 3,2 de solución acuosa de silicato de sodio 2m3 reactor se añadieron 234 litros de agua, se agitó La temperatura se elevó a 85ºC mientras se mezclaba para llevar el volumen total a 1218 litros. A continuación, la solución acuosa de silicato de sodio 3,64 l / min y ácido sulfúrico concentrado (ácido sulfúrico al 98%, en adelante el mismo) a una velocidad de 0,235 litros / min, se añadieron simultáneamente mientras se mantiene la temperatura de reacción a 85 ± 2 ° C ..
Durante la reacción se interrumpió gelificante añadido se produce con 10 minutos, la reacción se lleva a cabo hasta que todo el tiempo de reacción la adición simultánea a partir de entonces es de 150 minutos. Después de envejecer a la misma temperatura durante 30 minutos, se añadió ácido sulfúrico concentrado hasta que el pH del líquido de la suspensión de reacción alcanzó 6, y la reacción se terminó.
Obtenida después de la suspensión de la reacción se filtra, se lava con agua utilizando un filtro prensa se volvió a suspender la torta de filtro fue secado flash para obtener un ácido silícico que contiene agua, la realización de más de pulverización y clasificación.
Los valores característicos del ácido silícico hidratado se muestran en la Tabla 1.
A continuación, 100 partes de una goma de silicona, el ácido silícico que contiene agua, 40 partes, y las partes de agente de reticulación 0,5 se amasaron con 6 rollos pulgadas, 10 minutos en el puente primario 170 ° C, Después de 4 horas reticulados con reticulación secundaria 200 ° C, Se midieron la propiedad de coloración (amarillez), resistencia a la tracción y dureza del caucho (lo mismo también en los ejemplos y ejemplos comparativos).
Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 2
Se llevó a cabo la misma reacción que en el Ejemplo 1 excepto que el pH al final de la reacción se cambió a 3 para obtener una torta de filtro lavada débilmente ácida. La torta del filtro se resuspendió (pH 5,7), secado flash después de la pulverización como una disolución de suspensión débilmente alcalina con solución acuosa de hidróxido de sodio (pH 8,1), para obtener un ácido silícico que contiene agua y clasificados. Se midieron las propiedades del ácido silícico hidratado obtenido y varias propiedades físicas después del llenado en el caucho de silicona.
Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 3
En el Ejemplo 2, excepto que el secado instantáneo como una solución en suspensión de pH 9,5 con agua amoniacal en lugar de hidróxido de sodio acuoso para obtener un ácido silícico hidratado de la misma manera. Se midieron las propiedades del ácido silícico hidratado obtenido y diversas propiedades físicas después del relleno en el caucho de silicona, y los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 4
Se obtuvo ácido silícico hidratado de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la temperatura de reacción fue de 74ºC.
Se midieron las propiedades del ácido silícico hidratado obtenido y diversas propiedades físicas después del relleno en el caucho de silicona, y los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 1
Se obtuvo ácido silícico hidratado de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que el pH al final de la reacción fue 3.
Se midieron las propiedades del ácido silícico hidratado obtenido y diversas propiedades físicas después del relleno en el caucho de silicona, y los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo Comparativo 2
Se llevó a cabo una prueba similar usando ácido silícico alcalino disponible comercialmente, Nipseal NA (fabricado por Nippon Silica Industries Co., Ltd.). Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 5
Fue silicato hidratado de débilmente alcalino a Nipsil NA del Ejemplo Comparativo 2 en hidrato de ácido silícico obtenido en el Ejemplo Comparativo 1 Se mezclaron 5% en peso. Se llevó a cabo una prueba similar usando el ácido silícico hidratado mixto obtenido, y los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplos comparativos 3 y 4
Comercialmente disponible débil de silicato alcalino hidratado como ejemplo comparativo 3 (Nipseal ER), y ácido silícico hidratado de alta área superficial específica BET como ejemplo comparativo 4; con (Nipseal HD todos fabricados por Nippon Silica Industrial Co., Ltd.), después de llenar el caucho de silicona Se midieron diversas propiedades físicas.
Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Efecto de la invención
El caucho de silicona de refuerzo agente de relleno hidrato de ácido silícico de la presente invención, el área superficial específica BET, el diámetro medio de las partículas, la conductividad eléctrica y el valor pH, etc., porque la actividad superficial de ácido silícico hidratado se ajusta a un rango específico, el caucho de silicona cuando se llena, menos coloración de la goma de silicona, por lo tanto es excelente en transparencia incolora, por otra parte, hay un efecto de que es posible obtener un caucho de silicona de alta refuerzo.
Además, el ácido silícico hidratado de la presente invención, se puede producir mediante el uso de un método de producción conocido convencionalmente, no es necesario utilizar una gran cantidad de agua de intercambio iónico, equipos de fabricación, coste de fabricación puede ser efecto barato Hay.
Reclamo
Reivindicación superficie específica 1 BET de 130 250 m @ 2 / g, un diámetro medio de partícula de 1 12 [mu] m de las partículas secundarias por el método contador de Coulter, la conductividad eléctrica de una suspensión acuosa al 4% es 20 500 .mu.S / cm, suspensión y 4% de agua Ácido silícico hidratado para relleno de caucho de silicona caracterizado por pH turbio de 7.5 9.
Application number :1994-001878
Inventors :日本シリカ工業株式会社
Original Assignee :菊地光雄、三家本純弘、石川紀夫、金満秀夫、米内英伸、炭村信義