Spôsob výroby kovových hydroxidov s malým špecifickým povrchom

Číslo patentu: 279335

Dátum: 07.10.1998

Autori: Wurmbauer Dieter, Krivanec Heinz

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Podľa spôsobu sa najskôr vyrobí hydroxid kovu hydratáciou oxidu kovu za prítomnosti vody, pričom sa vylúči spracovanie v autokláve a získaný hydroxid kovu sa potom spracováva v autokláve pod tlakom tak dlho, kým sa nedosiahne požadovaný špecifický povrch menší než 20 . 10exp(3) m2/ng, výhodne menší ako 10 . 10exp(3) m2/ng.

Text

Pozerať všetko

(19) Číslo prihlášky 102-93 Dátum podania 29.07.91 (B) Druh dokumentu B 6 Číslo prioritnej prihlášky P 40 26 246.4 (Sl) Im c 6 Dátum priority 18.08.90 C IB 13/14 C 01 F 5/16 Krajina Priority DE C 01 F 5/ 14//, . , C 08 K 3/22 ÚRAD Datum zverejnenia 07.07.93 PRIEMYSELNÉHO VLASTNÍCTVA Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 07.10.98 SLOVENSKEJ REPUBLIKY(73) Majiteľ patentu Chemson Polymer-Addítive Gesellschaft m. b. H., Laxenburg, AT(72) Pôvodca vynálezu Wurmbauer Dieter, Mödling, AT Krivanec Heinz, Wien, AT(S 4) Názov vynálezu Spôsob výroby kovových hydroxidov s malým špecifickým povrchomPodľa spôsobu sa najskôr vyrobí hydroxid kovu hydratáciou oxidu kovu za prítomnosti vody, pričom sa vylúči spracovanie v autokláve a získaný hydroxid kovu sa potom spracováva v autokláve pod tlakom tak dlho, kým sa nedosiahne požadovaný špecifický povrch menší než 20.103 mZ/ng, výhodne menší ako 10.103 mZ/ng.Vynález sa týka spôsobu výroby kovových hydroxidov s malým špecifickým povrchom.Tak stav techniky, ako aj vynález sú ďalej opísane pomocou hydroxidu horečnatého. Tieto opisy sa uvádzajú iba ako príklad. Vynález je použiteľný rovnako aj pre ine hydroxidy kovov, ako napríklad hydroxid vápenatý, aj keď hydroxid horečnatý je obzvlášť výhodný.Napríklad pri výrobe papiera, plastov alebo kaučuku je možné primiešavať rôzne plnivá, aby sa napríklad zlepšili mechanické vlastnosti, najmä pevnosť a modul pružnosti. Pri výrobe plastov, najmä pri výrobe plastov bez halogénov, odolných proti ohňu, sa používajú predovšetkým hydroxidy kovov ako napríklad hydroxid hlinítý alebo hydroxid horečnatý.Tak napríklad plasty na oplášťovanie káblov obsahujú dnes ako plnivo hydroxid horečnatý. Vzhľadom na to, že špecifický povrch plniva ovplyvňuje značne viskozítu taveniny polyméru (pričom väčšie špecifické povrchy poskytujú vyššie hodnoty viskozity) usiluje sa o to, aby sa špecifické povrchy plniva udržali čo najmenšie, aby sa spracovateľnosť neovplyvnila nevýhodne pridaním plniva.Cieľom vynálezu je preto ponúknuť spôsob výroby hydroxidov kovov s čo najmenším špecifickým povrchom. Pod pojmom čo najmenší špecifický povrch, sa rozumie povrch, ktorý je výhodne menší, než aký vzniká pri výrobe hydroxidu kovu porovnateľne jednoduchým spôsobom.l-lydroxid horečnatý, ktorý sa získava pri zrážaní z morskej vody pridavkom vápenatého mlieka alebo páleného dolomítu, má napríklad špecifický povrch asi 40.103 m 2/ng (merané metódou- podľa B.E.T.) a hodí sa tak na použitie ako plnivo do plastov.Taktiež zrážanie hydroxidu horečnatćho z prirodzených alebo umelých roztokov (napriklad solí, ktoré odpadajú v priemysle draselných solí) poskytuje zrážané hydroxidy s príliš veľkým špecifickým povrchom.Ďalej je z Patent Abstract of Japan, Vol. 014, No. l 23/(-0698), známe, že sa hydroxid horečnatý zráža z vodných roztokov horečnatých solí pridavkom nestechiometrických množstiev zrážacieho činidla, ako napríklad hydroxidu sodného a z toho vznikajúca bázická soľ vzorca Mg(0 H)x(A)y . zH 2 O (pričom A znamená anión, ako napriklad Cl, S 04, NO 3) a táto sa podrobí v tlakovej nádobe ďalšiemu spracovaniu, pričom sa bázické soli rozštiepia a vznikne hydroxid horečnatý, ktorý môže mať špecifický povrch menší než 15.103 mŽ/ng. Výsledný produkt má síce relatívne malý špecifický povrch, ale spôsob je komplikovaný a má ďalšiu nevýhodu, že sa musí odstraňovať odpadová voda s vysokým obsahom solí.Vynález si kladie za základ prekvapujúci poznatok, že hydroxid kovu s malým špecifickým povrchom sa dá získať jednoduchým procesom tým, že - vychádzajúc od oxidu kovu - sa tento najskôr hydratuje, pričom v tomto stupni sa vylúči spracovanie autoklávom, ktoré sa navrhuje v DE-PS 53574, pridavkom vody na hydroxid kovu, a potom saspracováva v autokláve tak dlho pod tlakom, až sa ustavia požadované špecifické povrchy menšie ako 20.103 mZ/ng,hlavne potom menšie ako 10.103 mŽ/ng.V protiklade k známym spôsobom zrážania, odpadá akákoľvek zrážacía reakcia a prídavok cudzích látok (okrem vody).Tiež v priebehu nasledujúceho spracovania v autokláve sa spracováva len predtým vyrobený hydroxid horečnatý pod tlakom za zvýšenej teploty - bez ďalšej manipulácie a prísad.S prekvapením sa zistilo, že samostatné spracovanie v autokláve postačí k tomu, aby sa špecifický povrch hydroxidu kovu - v závislosti od teploty autoklávu, tlaku a medzičasu značne zmenšil, a to na hodnoty až pod 10.103 mZ/ng.Materiál sa môže konečne vybrať priamo z autoklávu a po usušení napríklad použiť ako bez halogćnov, ohňovzdomć plnivo pre plasty.Vynález sa vo svojej najvšeobecnejšej forme vyhotovenia týka spôsobu, pri ktorom sa najskôr vytvorí hydroxid kovu hydratáciou zodpovedajúceho oxidu kovu v pritomnosti vody, pričom sa vylúči spracovanie v autokláve, a potom sa hydroxid kovu spracováva v autokláve tak dlho pod tlakom, kým sa neustáli požadovaný špecifický povrch menší ako 20.103 mZ/ng a výhodne menší ako 10. 103 mZ/ng.V zmysle cieľov vynálezu je výhodné, keď sa hydroxid kovu vnáša do autoklávov vo forme vodnej suspenzie. Pritom by suspenzia mala mať obsah sušiny (obsah hydroxidu kovu) medzi 10 až 70 hmotn., výhodne medzi 30 až 50 hmotn.V autokláve sa častice pevnej látky v suspenzii premenia pod tlakom na častice s menším špecifickým povrchom.Ako obzvlášť výhodná sa ukázala byť hydratácia oxidu kovu na hydroxid kovu, s použitím deionizovanej vody. Týmto sa zvýši čistota materiálu.Pritom je hlavne výhodné, ked sa dbá na to, aby sa suspenzia nezahriala na teploty nad 50 až 60 °C. Ohrev je dôsledkom hydratačnej reakcie. V najjednoduchšom prípade sa s týmto cieľom teplota kontroluje a v stanovenom čase sa pridá studená, deionizovaná voda.Homogénna zmes suspenzie podporuje v priebehu hydratačnej reakcie tvorbu optimálnych kryštálov hydroxidu.Podľa toho pre ktorú oblasť použitia sa má neskôr hydroxd kovu použiť, môže sa hydratovaný materiál pred spracovaním v autokláve ešte raz premyť, a/alebo sa môže rozomlieť, pričom by sa malo spraviť mletie na veľkosť zma menšiu než S. l 06 m.Samotné spracovanie v autokláve sa robí výhodne v teplotnej oblasti medzi 100 až 200 °C. Pri teplote napríklad l 60 °C sa tlak nasýtených pár pohybuje okolo asi 6. 105 Pa.V závislosti od zvolenej teploty a podľa toho, aký tlak sa nastaví, navrhuje vynález medzičas v autokláve medzi 2 až 24 hodinami, výhodne medzi 8 až 12 hodinami.Ohrievanie suspenzie na predpokladanú teplotu sa pri tom robí prívodom tepla, ktoré sa uvoľní pri kondenzácii vodnej pary na chladnejších povrchoch suspenzie, a tu sa hlavne uvoľnia častice pevnej látky.Obzvlášť rovnomemý prenos tepla sa podporuje tým,že sa suspenzia v priebehu spracovania v autokláve nechá cirkulovať.Tým sa tiež vo všeobecnosti skrátia medzičasy.Spracovanie v autokláve sa v podrobnostiach vedie v závislosti od požadovaného, výsledného špecifického povrchu hydroxidu kovu.Po spracovaní v autokláve sa materiál odoberie a usuší.Sušenie sa robí napriklad v známej rozprašovacej sušiarni.Spôsob podľa vynálezu sa uskutočňuje jednoducho,zabraňuje akejkoľvek záťaži životného prostredia a vedie k hydroxidom kovov so špecitickými povrchmi sčasti menšími než 10 . 103 mz/ng. Spôsob, ktorý je známy zo stavu techniky je teda týmto ďaleko prekonaný.Vynález je ďalej bližšie vysvetlený pomocou dvoch príkladov vyhotovenia.l kg kaustifikovaného MgO sa vmieša do 5.103 m 3 deionizovanej vody. Pritom sa kontinuálne meria teplota vytvorenej suspenzie. Ak hrozí, že by teplota suspenzie mohla vystúpiť nad 50 °C, pridá sa ďalšia studená voda.Zmes sa určitý čas mieša, a potom sa prefiltruje. Vznikajúci filtračný koláč sa mieša s ďalším množstvom deionizovanej vody pri vytvorení suspenzie, ktorá obsahuje 30 hmot. pevnej látky a rozomieľa sa v guľovom mlyne,do takej miery, až stredný priemer častíc d 50 sa pohybuje okolo 2,5 . 10-6 m.Po oddelení rozomletej suspenzie od mlecích telies sa vzorka rozdelí na dve rovnako veľké množstvá.Prvá časť sa potom spracováva 12 hodín pod tlakom 6,5.l 05 Pa a pri teplote asi 160 °C v autokláve naplnenom stlačenou vodnou parou. Po odobratí z autoklávu sa suspenzia suší v rozprašovacej sušiarni.Druhá časť sa - bez spracovania V autokláve - suší priamo rozprašovaním.Pre obe vzorky vyplývajú nasledujúce špecifické povrchy, meranc podľa B.E.T. vzorka l (so spracovaním v autokláve) 9, 8.103 mZ/ng vzorka 2 (bez spracovania v autokláve) 21,4103 mz/ng.20 kg kaustiíikovaného Mg 0 z rozprašovacieho roštového zariadenia sa vmieša do 50.103 m 3 deionizovanej vody. Potom sa pridáva dalšia delonizovaná voda až do celkového objemu suspenzie 90.103 m 3. Táto sa potom mieša 24 hodín. Potom sa preñltruje a filtračný koláč sa znova upraví s deionizovanou vodou na suspenziu s 50 hmotn. podielu pevnej látky.Polovica suspenzie sa potom naplní do autoklávu. Nato sa autokláv naplní pri nastavení na teplotu 180 °C stlačenou vodnou parou. Potom sa suspenzia podrobí osemhodinovemu spracovaniu tlakom. Potom sa odobratá vzorka suší analogicky ako v príklade 1 v rozprašovacej sušiarni.Zvyšná porovnávacia vzorka sa opäť privádza do rozprašovacej sušimne bez spracovania v autokláve.Špecifické povrchy oboch vzoriek sú nasledujúce vzorka 1 (vzorka spracovaná tlakom) 8, 9.103 mz/ng vzorka 2 (bez spracovania tlakom) 17.103 mZ/ng1. Spôsob výroby kovových hydroxidov s malým špecifickým povrchom, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa najskôr vyrobí hydroxid kovu hydratáciou zodpovedajúceho oxidu kovu v prítomnosti vody, pričom sa vylúči spracovanie v autokláve a hydroxid kovu sa potom spracováva v autokláve pod tlakom tak dlho, dokiaľ sa neustavi požadovaný špecifický povrch menší než 20.103 mz/ng, výhodne menší ako 10.103 mz/ng.2. Spôsob podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa hydroxid kovu vnáša do autoklávu vo forme vodnej suspenzie.3. Spôsob podľa nároku 2, v y z n a č uj ú c i s a t ý m , že sa do autoklávu vnáša suspenzia s obsahom pevnej látky medzi 10 až 70 hmotn.4. Spôsob podľa nároku 3, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa do autoklávu vnáša suspenzia s obsahom pevnej látky medzi 30 až 50 hmotn.5. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 4, v y z n a č uj ú ci s a tý m ,žesahydratáciaoxidu kovu na hydroxid kovu uskutočňuje s použitím deionizovanej vody.6. Spôsob podľa jedného z nárokov l až 5, v y značujúci sa tým,žesahydratačnýstupeň oxidu kovu na hydroxid kovu uskutočňuje tak, aby teplota suspenzie neprekročila 50 až 60 °C.7. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 6, v y zn ačuj ú ci sa tým ,žesaprimámevytvorený hydroxid kovu pred spracovaním v autokláve premyje a/alebo rozomelie.8. Spôsob podľa nároku 7, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa primárne vytvorený hydroxid kovu pred spracovaním V autokláve rozomelie na veľkosť zrna menšiu než S. 106 m.9. Spôsob podľa jedného z nárokov 7 alebo 8, v y značuj úci sa tým ,žesaprimárnevytvorený hydroxid kovu rozomelie na jemnosť d 50 medzi 1.l 05 maž 4.l 06 m.10. Spôsob podľa jedného z nárokov l až 9, v y značujúci sa tým,žesaspracovaniev autokláve uskutočňuje s použitím stlačenej vodnej pary.11. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 10, v y značujúci sa tým,žesaspracovaniev autokláve uskutočňuje pri teplotách 100 až 200 °C.12. Spôsob podľa nároku ll, v y z n a č u j ú ci s a t ý m , že sa spracovanie v autokláve uskutočňuje pri teplotách medzi 140 až 180 °C.13. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 12, v y značujúci sa tým,žesaspracovaniev autokláve uskutočňuje počas 2 až 24 hodín.14. Spôsob podľa jedného z nárokov l až 13, v y zn a č uj ú ci sa tým ,žesasuspenzianechà V autokláve cirkulovať.15. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 14, v y značujúci sa tým,žesamateriá 1 odobratý z autoklávu nakoniec suší.16. Spôsob podľa nároku 15, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa materiál suší rozprašovaním.17. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 16, v y z n a č uj ú ci s a tý m ,žesaakooxidpoužíva oxid horečnatý.

MPK / Značky

MPK: C01F 5/16, C01F 5/14, C01B 13/14

Značky: malým, spôsob, kovových, specifickým, povrchom, hydroxidov, výroby

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/3-279335-sposob-vyroby-kovovych-hydroxidov-s-malym-specifickym-povrchom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby kovových hydroxidov s malým špecifickým povrchom</a>

Podobne patenty