提供了新的硅胶材料及制造其的新方法。该方法本身需要反应物在一锅法处理中混合在一起，使得老化所需的时间被减少而无需危及实现孔径大小生产的能力。以这种方式，反应物的ｐＨ推动孔径大小发展，从而允许源于时间上减少的昂贵清洁／过滤步骤而所跟随的更加有效的处理（如果不完全的话）。此外，在一个实施例中，所得到的凝胶材料显示出特定的孔径大小最小化，同时显示出迄今为止没有得到的柔软度。如此，不仅该新方法在硅胶制造方面更加有效，而且所得到的材料也是新颖的。如此制成的凝胶材料可以被用在各种不同的最终使用中，诸如食用油过滤、软皮清洁剂、牙科磨料等。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及一种新的硅胶材料和一种制造其的新方法。该方法本身需要反应物在一锅法处理中混合在一起，使得老化所需的时间被减少而无需危及实现孔径大小生产的能力。以这种方式，反应的pH推动孔径大小发展，从而允许源于时间上减少的昂 贵清洁/过滤步骤而所跟随的更加有效的处理(如果不完全的话)。此外，在一个实施例 中，所得到的凝胶材料显示出特定的孔径大小最小化，同时显示出迄今为止没有得到的柔 软度。如此，不仅该新方法在硅胶制造方面更加有效，而且所得到的材料也是新颖的。如此 制成的凝胶材料可以被用在各种不同的最终使用中，诸如食用油过滤、软皮清洁剂、牙科磨 料等。新凝胶材料的制造和使用方法及该材料本身(尤其是腐蚀性和合成凝胶)由此包括 在本专利技术中。
技术介绍
硅胶已经制造了许多年并被用在许多的不同应用中，从对于浓縮器等的研磨剂到 干燥剂。用于硅胶制造的典型制造处理涉及小心地通过小直径管将酸和水玻璃溶液送到大 圆柱形容器中。凝胶几乎瞬间形成，因此其需要以这种方式进行馈送以允许所得到的高度 胶粘的凝胶产物形成于圆柱底部并填满整个结构而不阻塞馈送系统本身。 一旦完成凝胶形 成，就使圆柱体翻转向下并触发活塞以迫使凝胶(大圆柱形半固体形式)从圆柱体中出来， 并通过一系列不同尺寸的网筛以将大块凝胶"切割"成分立的立方体(或块)状。然后，所 得到的小凝胶立方块被氨化并经受充足时间的加热，从而提供期望的孔径大小等级并同时 进行加固。然后，可将干燥的微粒磨成期望的大小。 在Aboutboul等人的美国专利第3， 794， 712和3， 819， 811号以及Groth等人的美 国专利第4， 148， 864号中公开了涉及上述相同的大体瞬时凝胶制造的标准硅胶制造方法。 更具体地，含水的硅胶是碱金属硅酸盐与无机酸的标准反应的产物。硫酸是最常用的酸，尽 管也可以使用诸如盐酸、硝酸或磷酸的其他无机酸。可以将硅酸钠或硅酸钾用作碱金属硅 酸盐，优选硅酸钠。将酸添加到碱金属硅酸盐溶液中直到达到小于约5的pH，约3至4. 5的 pH是最常见的。碱金属硅酸盐溶液可以在该添加期间被混合。所得到的产物是包括液相的 固态硅石。即，硅在其孔隙中充分包括水。为此，固相包含液相，这些硅材料被称为硅水凝 胶，干燥的硅石被称为硅胶。干燥的模式将确定硅胶是二氧化硅气凝胶还是二氧化硅干凝 胶。合成之后的这种硅水凝胶具有以重量计约为50%至85%含量的水。 传统地，在制造这些硅水凝胶的过程中，碱金属硅酸盐具有以重量计约为6%至 30%浓度的Si02。使用酸的理想配比过剩，从而达到3至4. 5的低优选pH。在形成硅水凝 胶之后，用氨水进行清洗以除去过量的盐，然后干燥特定时间段(通过任意标准方式，诸如 烘炉干燥、喷雾干燥、气流干燥等)以在其中实现孔径大小和孔体积。 由于在典型的凝胶制造设备内完成的瞬时凝胶形成，所以不存在将额外的腐蚀剂 引入典型凝胶反应处理的可能性。如果进行这种添加，则无机酸反应物将被中和，并且会发 生不可预计的凝胶形成。传统地，在凝胶形成之后，将圆柱块切成多个凝胶单元，使得凝胶单元一旦暴露给腐蚀性材料时就被修改为可预计的程度。因此，以前不存在凝胶形成步骤 期间修改的教导。 如同其他硅石产物，特定孔径大小和微粒大小的生成是硅胶材料制造的常见目 标。可以期望凝胶具有根据所采用的制造方法的任何物理特性，具体地，由于其属于前述传 统的凝胶制造方法，所以特性温度下老化时间较长就会引起特定级别的孔径大小和孔体积 的结果。通常，以下的前述典型凝胶制造过程使得在较长的时间段内进行大量的加热，以 实现期望的孔径大小。如此，已经实施了多年的方法被证明是效率低下且成本较高。类似 地，如上面的描述所指示的，这种凝胶制造所需的机器和设备实质上复杂并且笨重，更不用 说潜在的机械难度。因此，对于硅胶制造商来说，期望开发利用典型硅石制造装置的比较简 单的制造方法。此外，由于对于凝胶形成方法来说迄今为止不存在腐蚀性添加，所以在现有 技术中还没有公开将会给予金属物质的任何腐蚀性材料引入到凝胶表面以形成合成凝胶。 由此在硅胶产业中将期望增强这种合成形成的方法(诸如具有期望的碱土金属物质)。此 外，迄今为止，没有提出有效且可靠的处理。
技术实现思路
因此，这种新处理的一个优点在于通过不需要形成低固体含量的半固体凝胶的第 一步骤但实际上以液相形式进行生产凝胶材料的第一步骤的处理来生产硅胶材料。这种新 处理的另一个优点在于提供适当固体材料所需的老化时间大大短于典型硅胶生产方法的 老化时间以及避免引入氨溶剂。这种新处理的再一个优点在于最终的硅胶材料显示出与先 前要求长老化时间(代替通过pH修改)类似的孔径大小。本专利技术的附加优点在于对于这 种处理步骤相对容易地利用较少量的所需水进行脱盐，由此提供了更加有效的方法，这是 因为与传统的硅胶生产过程相比较少的清洗和过滤以及较短的老化时间。本专利技术的再一优 点在于这种处理提供了一种新的具有大孔径大小的软凝胶材料，在其制造期间引入了适当 的高pH腐蚀性物质。本专利技术的又一优点在于容易地根据与在凝胶生产期间所得到的凝胶 进行反应的基础成分生产(以类似的有效方式)可靠的合成凝胶。 因此，本专利技术包括了生产硅胶材料的方法，其包括以下顺序的处理步骤a)首先 通过将碱金属硅酸盐添加到无机酸中来生产硅酸溶胶，其中，反应发生在1. 5与4. 0之间的 目标pH等级；b)使所述硅酸溶胶在热水介质中进行淬火，以将所述溶胶固化为聚多硅酸凝 胶；c)在盐水中老化在步骤"b"中得到的凝胶；d)清洗步骤"c"中的老化凝胶以除去多余 的盐；以及e)干燥步骤"d"中清洗的凝胶以形成干硅胶。 本专利技术还包括了一种硅胶材料，其在最多42 A的平均微粒大小显示出最多为3的 塑胶磨耗值，并且进一步显示出至少20 A的平均孔径大小。还包括了具有这种新硅胶材料 的过滤介质和/或清洁合成物。此外，在本专利技术中还包括了大于7. 0的pH的腐蚀性凝胶以 及碱土金属的合成硅胶。 本专利技术的详细描述 术语"溶胶"指的是包括在水介质中的细硅石微粒的任何悬浮液。术语"凝胶"指 的是包括以湿或干形式通过硅石微粒形成的三维网络。术语"合成凝胶"指的是包括除硅 酸钠和硫酸的反应产物之外还包含有至少存在于其表面的附加物质的硅胶。 术语"热水介质"指的是包括存在于约65至约IO(TC温度下的水溶剂。 本文所提出的所有美国专利结合与此作为参考。 因此，意外地，已经确定可以在非典型的硅胶制造装置中(例如作为一个实例，在 主要用于沉淀的硅石材料生产的装置中)通过进行以下顺序步骤的处理(仅用于硅胶)生 产酸性或腐蚀性硅胶材料(还已知为聚多硅酸凝胶)以及碱土金属硅胶合成物 (1)在反应器中制造聚多硅酸，(2)使用在后续容器中的温度和pH控制将聚多硅 酸溶液固化为凝胶形式，(3)在盐水中老化凝胶，(4)用压滤机清洗凝胶以除去多余且游离 的盐，以及(5)通过烘炉干燥器或气流干燥器来干燥压滤饼。在这种处理中，对于步骤(2) 和(3)可以使用过滤给料槽。由这种处理得到的凝胶通常保持为酸性(pH《6.5)，并且这 种得到的凝胶在连同其他最终用途中一起对于特定的过滤介质应用显示出极好的特性。此 外，通过pH调节可以在步骤(2)中执行，以在步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种腐蚀性硅胶，其中，所述硅胶表现出由Ｐｅｒｓｐｅｘ方法测量的平均Δ光泽变化至多为３．０的耐磨性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：敦武华，迈克尔C威森，弗朗科西斯RW戈德温，菲茨杰拉德A辛克莱，
申请(专利权)人：JM休伯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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