Золи на основе диоксида кремния, их получение и использование - RU2006139067A

Реферат

1. Способ получения водного золя на основе диоксида кремния, включающий

(а) приготовление катионной ионообменной смолы, имеющей по меньшей мере часть своей ионообменной емкости в водородной форме;

(b) ввод указанной ионообменной смолы в контакт с водным силикатом щелочного металла для образования водной взвеси;

(c) перемешивание указанной водной взвеси до тех пор, пока рН водной фазы не достигнет значения в интервале от 5,0 до 11,5, или, альтернативно, перемешивание указанной водной взвеси для того, чтобы сделать возможным агрегирование частиц или образование микрогеля, соответствующее значению S до 45% и получить рН водной фазы по меньшей мере 5,0;

(d) доведение рН указанной водной фазы до величины выше 9,0, используя одно или несколько веществ, включающих по меньшей мере одно соединение алюминия; и

(е) отделение указанной ионообменной смолы от водной фазы после стадии (с) или после стадии (d).

2. Способ получения водного золя на основе диоксида кремния, включающий

(а) подготовку реактора;

(b) приготовление в указанном реакторе

(i) катионной ионообменной смолы, имеющей по меньшей мере часть своей ионообменной емкости в водородной форме; и

(ii) водного силиката щелочного металла для образования водной взвеси;

(c) перемешивание указанной водной взвеси до тех пор, пока рН водной фазы не достигнет значения в интервале от 5,0 до 11,5, или, альтернативно, перемешивание указанной водной взвеси для того, чтобы сделать возможным агрегирование частиц или образование микрогеля, соответствующее значению S до 45% и получить рН водной фазы по меньшей мере 5,0;

(d) добавление одного или нескольких веществ, включающих по меньшей мере одно соединение алюминия, к указанной водной фазе, полученной после стадии (с), для образования водной фазы, имеющей рН выше 9,0;

(е) отделение указанной ионообменной смолы от водной фазы после стадии (с) или после стадии (d).

3. Способ по п.1 или 2, дополнительно включающий (f) получение водного золя на основе диоксида кремния, имеющего величину S между 10 и 50%.

4. Способ по п.1 или 2, в котором ионообменную смолу отделяют от водной фазы после стадии (с), но перед стадией (d).

5. Способ по п.1 или 2, в котором ионообменную смолу отделяют от водной фазы после стадии (d).

6. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (d) указанные одно или несколько веществ включают щелочное вещество.

7. Способ по п.6, в котором щелочное вещество включает водный силикат щелочного металла.

8. Способ по п.6, в котором щелочное вещество включает водный гидроксид щелочного металла.

9. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (с) водную взвесь перемешивают для того, чтобы сделать возможным агрегирование частиц или образование микрогеля, соответствующее значению S до 45% и получить рН водной фазы по меньшей мере 5,0.

10. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (с) водную взвесь перемешивают до тех пор, пока рН водной фазы не окажется в интервале от 5,0 до 11,5.

11. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (с) водную взвесь перемешивают до тех пор, пока рН водной фазы не достигнет значения в интервале от 6,0 до 8,0.

12. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (с) водную взвесь перемешивают до тех пор, пока рН водной фазы не достигнет значения в интервале от 6,5 до 7,5.

13. Способ по п.10, в котором на стадии (с) водную взвесь перемешивают до тех пор, пока рН водной фазы не достигнет значения в интервале от 9,0 до 10,0.

14. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (с) водную взвесь перемешивают для того, чтобы сделать возможным агрегирование частиц или образование микрогеля, соответствующее значению S в интервале от 10 до 25%.

15. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (d) соединением алюминия является алюминат натрия.

16. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (d) рН водной фазы регулируют таким образом, чтобы он был в интервале от примерно 9,5 до примерно 11,2.

17. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (d) рН водной фазы регулируют сначала добавлением водного силиката натрия, а затем добавлением водного алюмината натрия.

18. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (d) рН водной фазы регулируют сначала добавлением водного силиката щелочного металла, затем ионообменную смолу отделяют от водной фазы и после этого к полученной водной фазе добавляют водное соединение алюминия.

19. Способ по п.1 или 2, в котором на стадии (d) рН водной фазы регулируют сначала добавлением водного гидроксида натрия, а затем добавлением водного алюмината натрия.

20. Золь на основе диоксида кремния, имеющий величину S в интервале от 15 до 25%, мольное соотношение Si:Al в интервале от 20:1 до 50:1, мольное соотношение Si:X, где Х представляет собой щелочной металл, в интервале от 5:1 до 17:1, содержание SiO₂ по меньшей мере 5 мас.% и содержащий частицы на основе диоксида кремния, имеющие удельную площадь поверхности по меньшей мере 300 м²/г.

21. Золь по п.20 или способ по п.1 или 2, в котором золь на основе диоксида кремния имеет мольное соотношение Si:X в интервале от 6:1 до 10:1.

22. Золь по п.20 или 21 или способ по п.1 или 2, в котором золь на основе диоксида кремния имеет величину S в интервале от 17 до 24%.

23. Золь по п.20 или способ по п.1 или 2, в котором золь на основе диоксида кремния содержит частицы на основе диоксида кремния, имеющие удельную площадь поверхности от 700 до 950 м²/г.

24. Золь по п.20 или способ по п.1 или 2, в котором золь на основе диоксида кремния имеет содержание SiO₂ в интервале от 6 до 15 мас.%.

25. Способ изготовления бумаги, включающий

(i) приготовление водной суспензии, включающей целлюлозные волокна;

(ii) добавление к суспензии одного или нескольких вспомогательных средств для обезвоживания и удерживания, включающих золь на основе диоксида кремния; и

(iii) обезвоживание полученной суспензии для приготовления листа или полотна бумаги,

при котором золь представляет собой золь на основе диоксида кремния в соответствии с любым одним из пп.20-24.

26. Способ по п.25, в котором вспомогательные средства для обезвоживания и удерживания, включают катионный крахмал.

27. Способ по п.25, в котором вспомогательные средства для обезвоживания и удерживания, включают катионный синтетический полимер.

28. Способ по п.25, в котором вспомогательные средства для обезвоживания и удерживания, включают анионный полимер.

29. Способ по п.25, который включает добавление к суспензии катионного коагулянта.