BRPI0417782B1 - sílica de precipitação e processo de preparação de tal sílica - Google Patents
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Description
“SÍLICA DE PRECIPITAÇÃO E PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE TAL SÍLICA” A presente invenção é relativa a uma nova süica de precipitação de alta estrutura, com pouca absorção de água e a um processo de preparação da dita süica.
Ela também é relativa a sua utilização como carga reforçadora nas matrizes à base de elastômeros, em especial claros ou semi-claros, para solas de sapatos, nas matrizes de silicones, por exemplo destinadas ao revestimento de cabos elétricos.
Ela também se refere a sua utilização notadamente como carga e/ou suporte e/ou excipiente em composições diversas, como composições alimentares, cosméticas, farmacêuticas, composições para a fabricação de tintas ou de papéis, composições destinadas à fabricação de membranas porosas separadoras para baterias (“battery separators”), como agente espessante nas formulações dentifrícias.
As süicas ditas “de precipitação” apresentam com freqüência uma grande afinidade pela água, em razão notadamente da presença em sua superfície de grupamentos Si-OH ávidos de água. As süicas de precipitação mais usuais apresentam geralmente absorções de água (de acordo com o teste definido abaixo) superiores a 7%, na maior parte das vezes da ordem de 8 a 10%.
Um processo para preparar uma süica de precipitação com pouca absorção de água (da ordem de 4 a 6%) foi objeto do pedido WO 03/055801; a süica obtida então apresenta geralmente uma superfície específica CTAB (superfície externa) de 100 a 200 m/ge uma captação de óleo DOP de 150 a 300 ml/100 g; é indicado que essa süica pode ser utilizada para o reforço de matrizes elastoméricas à base de silicones, notadamente matrizes silicones vulcanizáveis a frio ou a quente, de matrizes elastoméricas transparentes ou translúcidas para solas de sapatos; também é mencionado que essa sílica também é utilizável como agente espessante no seio de meios orgânicos ou aquosos, notadamente pastas dentifrícias. Sílicas de preparação de alta estrutura que apresentam uma captação de óleo DOP superior a 250 ml/g, notadamente da ordem de 300 a 320 ml/100 g, e uma superfície específica CTAB (superfície externa) de 70 a r\ 250 m /g já foram propostas como agente espessante ou de textura nas composições dentifrícias (pedido WO 01/93803); tais sílicas apresentam uma absorção de água superior a 7%, quer dizer clássica das sílicas de precipitação. O Requerente agora descobriu uma nova sílica precipitada que apresenta bons desempenhos de dispersão em formulação, que apresenta vantajosamente uma dispersibilidade elevada no seio de matrizes ou meios sólidos, em especial elastômeros (claros, semi-claros, silicones) ou pastosos diversos, e mesmo uma transmissão elevada da luz. Isso se traduz notadamente por um bom poder reforçador e/ou espessante. Essa sílica é especialmente própria para ser empregada, notadamente, como carga reforçadora nas matrizes à base de elastômeros, por exemplo claros ou semi- claros, para solas de sapatos, nas matrizes silicones, por exemplo vulcanizáveis a frio ou a quente. Uma aplicação especialmente interessante dessa sílica consiste, entre outras, em sua utilização como agente espessante nas formulações dentifrícias.
Um primeiro objeto da invenção consiste em uma sílica de precipitação que apresenta: • uma superfície especifica CTAB de 140 a 230 m2/g, de preferência de 145 a 195 m2/g, mais preferencialmente de 145 a 185 m2/g, mais especialmente de 150 a 185 m /g, notadamente de 150 a 180 m /g, por exemplo de 155 a 175 m2/g ou de 160 a 180 m2/g • uma captação de óleo DOP superior a 300 ml/g, de preferência superior a 310 ml/100 g, mais preferencialmente de 315 a 450 ml/100 g, mais especialmente de 320 a 400 ml/100 g, notadamente de 340 a 380 ml/lOOg • uma absorção de água inferior a 6% e de preferência superior a 3%, mais especialmente superior ou igual a 4% e inferior ou igual a 5,8% • um pH de 3,5 a 7,5, de preferência de 4 a 7, mais especialmente de 4 a 6 • uma taxa de anion residual, expressa em sulfato de sódio, inferior ou igual a 2%, de preferência inferior ou igual a 1,5%, especialmente inferior ou igual a 1%, e mais especialmente inferior ou igual a 0,5% • um tamanho médio ou um diâmetro mediano de partículas inferior a 30 pm ou compreendido entre 30 pm e 20 mm.
De acordo com uma primeira variante da invenção, a sílica apresenta um tamanho médio ou um diâmetro mediano de partículas inferior a 30 pm, de preferência inferior a 20 pm, em especial compreendido entre 5 e 15 pm, notadamente entre 8 e 13 pm.
De acordo com uma segunda variante da invenção, a sílica apresenta um tamanho médio ou um diâmetro mediano de partículas compreendido entre 30 pm e 20 mm. A sílica de acordo com essa segunda variante da invenção apresenta, de maneira muito preferida, uma superfície específica CTAB de ■Λ Λ 145 a 185 m /g, notadamente de 150 a 180 m /g, mais especialmente de 155 a 175 m2/g. A superfície específica CTAB é a superfície externa determinada de acordo com a norma NFT 45-007 (novembro de 1987). A captação de óleo DOP é determinada de acordo com a norma ISO 787/5 empregando-se dioctilftalato. A afinidade de uma sílica em relação à água traduzida por sua característica dita de “absorção de água” reflete a tendência mais ou menos marcada que apresentam as moléculas de água para se adsorver na superfície y da sílica. O princípio do teste de medição dessa característica consiste em colocar a amostra de sílica previamente seca, em condições de umidade relativas dadas e durante um tempo predefinido. A sílica se hidrata, o que faz passar a massa da amostra de um valor inicial m (no estado seco) até um valor final (m + dm). Será designada especificamente por “absorção de água” de uma sílica a relação dm/m expressa em porcentagem calculada para uma amostra de sílica submetida às condições seguintes por ocasião do teste: - secagem preliminar: 8 horas, a 105°C; - hidratação: 24 horas, a 20°C, e sob uma umidade relativa de 70%. O protocolo experimental empregado consiste em: - pesar exatamente cerca de 2 g da sílica a testar; - secar durante 8 horas a sílica assim pesada em uma estufa regulada a uma temperatura de 105°C; - determinar a massa m da sílica secada obtida no final dessa secagem; - dispor durante 24 horas, a 20°C, a sílica seca obtida em uma recipiente fechado (por exemplo em um dessecador) que contém uma mistura água/glicerina com uma relação mássica água/glicerina de 35/65,. De modo a que a umidade relativa do meio fechado seja de 70%; - determinar a massa (m + dm) da sílica obtida depois desse tratamento de 24 horas a 70% de umidade relativa, a medição dessa massa sendo efetuada imediatamente depois de ter tirado a sílica do dessecador, de modo a evitar uma variação da massa da sílica sob a influência da modificação de higrometria entre o meio a 70% de umidade relativa e a atmosfera do laboratório. O pH da sílica é medido de acordo com a norma ISO 787/9 (pH de uma suspensão a 5% em peso de sílica na água deionizada). A sílica de acordo com a invenção pode se apresentar sob a forma de esferas, de granulados (ou outros agregados), ou, de maneira preferida, de pó, que possuem um tamanho médio e um diâmetro mediano de partículas de no máximo 20 mm. A sílica de acordo com a primeira variante da invenção pode se apresentar sob a forma de esferas, de granulados (ou outros agregados), ou, de maneira preferida, de pó, que possuem um tamanho médio e um diâmetro mediano de partículas inferiores a 30 pm, de preferência inferiores a 20 pm, em especial compreendidos entre 5 e 15 pm, notadamente entre 8 e 13 pm.
Essa sílica é especialmente adaptada para ser empregada, a título de carga reforçadora matrizes à base de elastômeros, notadamente claro(s) ou semi- claro(s), para solas de sapatos, a título de carga reforçadora em matrizes à base de silicone(s). A sílica de acordo com a segunda variante da invenção pode se apresentar sob a forma de esferas, de granulados (ou outros agregados), ou, de maneira preferida, de pó, que possuem um tamanho médio e um diâmetro mediano de partículas compreendidos entre 30 pm e 20 mm. Pode notadamente se tratar de pó que apresenta um diâmetro mediano de partículas de pelo menos 30 pm, de preferência de pelo menos 50 pm, e inferior a 350 pm, de preferência inferior a 180 pm; essa sílica é especialmente própria para ser utilizada como agente espessante ou de textura no seio de composições dentifrícias, como carga reforçadora em matrizes à base de silicone(s).
Pode também se tratar de granulados (ou outros agregados) que apresentam um tamanho médio de partículas compreendido entre 2 e 20 mm. O tamanho médio das partículas de sílica pode ser determinado de acordo com a norma NF X 11507 (dezembro de 1970) por peneiração a seco e determinação do diâmetro que corresponde a uma rejeição cumulada a 50%. O diâmetro mediano das partículas de sílica pode ser determinado por difração laser de acordo com a norma NP X 11-666. O granulômetro utilizado é do tipo MALVERN MASTERSIZER.
Critérios de medição * concentração óptica: 12 ± 2% * líquido de medição: água desmineralizada desgaseificada * ausência de ultra-sons * ausência de dispersante * duração da medição: 10 segundos A sílica de precipitação de acordo com a invenção, apresenta geralmente um diâmetro mediano d50 das partículas, depois de desaglomeração por ultra-sons, de no máximo 35 pm, de preferência de no máximo 30 pm, mais especialmente de no máximo 25 pm, notadamente de no máximo 15 pm, por exemplo de no máximo 10 pm. O diâmetro mediano d50 da sílica depois de desaglomeração por ultra-sons é medida no granulômetro MALVERN MASTERSIZER, de acordo com o teste seguinte: A potência dos ultra-sons no granulômetro MALVERN MASTERSIZER estando regulada na graduação máxima de 20, introduz-se uma quantidade de sílica de modo a obter uma concentração óptica de 12 ± 2%.
Mede-se o diâmetro mediano d50 e a porcentagem de partículas de sílica de diâmetro superior a 51 pm depois de ter mantido os ultra-sons dentro da cuba durante 60 segundos, a cuba sendo homogeneizada por circulação da suspensão com o auxílio de uma bomba centrífuga. A medição é registrada 10 segundos depois da paralisação dos ultra-sons. A aptidão da sílica de acordo com a invenção para se dispersas ou para se desaglomerar pode também ser apreciada por uma medição granulométrica (por difração laser), efetuada em uma suspensão de sílica previamente desaglomerada por ultra-sonificação (ruptura dos objetos de 0,1 a algumas dezenas de mícrons). A desaglomeração sob ultra-sons é efetuada com o auxílio de um sonificador VIBRACELL BIOBLOCK (600 W), equipado com uma sonda com diâmetro de 19 mm. A medição granulométrica é efetuada por difração laser em um granulômetro SYMPATEC.
Pesa-se em um pilulador (altura: 6 cm e diâmetro: 4 cm) 2 gramas de sílica e completa-se a 50 gramas por adição de água permutada: realiza-se assim uma suspensão aquosa a 4% de sílica que é homogeneizada durante 2 minutos por agitação magnética. Procede-se em seguida à desaglomeração sob ultra-sons como se segue: a sonda estando imersa em um comprimento de 4 cm, regula-se a potência de saída de maneira a obter um desvio da agulha do mostrador de potência que indica 20%. A desaglomeração é efetuada durante 420 segundos. Realiza-se em seguida a medição granulométrica introduzindo-se na cuba do granulômetro um volume V (expresso em ml) da suspensão homogeneizada necessária para obter uma densidade óptica da ordem de 20.
Um fator de desaglomeração FD é então dado pela equação: FD = 10 x V/densidade óptica da suspensão medida pelo granulômetro (essa densidade óptica é da ordem de 20).
Esse fator de desaglomeração FD é indicativo da taxa de partículas de tamanho inferior a 0,1 pm que não são detectadas pelo granulômetro. Quanto maior for a aptidão para a desaglomeração apresentada pela sílica, mais elevado é esse fator.
Quanto maior for a aptidão para a desaglomeração apresentada pela sílica, menor é o valor do diâmetro mediano 05O que é obtido de acordo com esse teste.
De preferência, a sílica de acordo com a invenção possui um diâmetro mediano 05O, depois de desaglomeração por ultra-sons, inferior a 6 pm, em especial inferior a 5 pm, por exemplo inferior a 3,5 pm. A sílica de acordo com a invenção apresenta, em geral, um fator de desaglomeração por ultra-sons FD superior a 5,5 ml, em especial superior a 7,5 ml, por exemplo superior a 11,5 ml.
As sílicas de acordo com a invenção apresentam de preferência uma superfície específica BET tal para que a diferença BET-CTAB seja de no máximo 30 m /g, de preferência de no máximo 25 m /g, mais Λ Λ preferencialmente de no máximo 20 m /g, em especial de no máximo 10 m /g. A superfície específica BET é determinada de acordo com o método de BRUNAUER - EMET - TELLER descrito em “The joumal of the American Chemical Society”, Vol. 60, página 309, fevereiro de 1938 e que corresponde à norma NFT 45007 (novembro de 1987).
Por outro lado, as sílicas de acordo com a invenção, apresentam geralmente uma densidade de enchimento no estado comprimido, medida de acordo com a norma ISO 787/11, de no máximo 0,3 g/ml, de preferência de 0,04 a 0,3 g/ml, mais preferencialmente de 0,05 a 0,2 g/ml; essa densidade de enchimento no estado comprimido pode estar geralmente compreendida entre 0,1 a 0,3 g/ml, notadamente entre 0,1 e 0,27 g/ml, em especial entre 0,15 e 0,25 g/ml. A perda ao fogo (PAF) da sílica de acordo com a invenção, medida de acordo com a norma ISO 3262/11, depois de tratamento a 1000°C, é geralmente tal para que a diferença PAF - umidade seja inferior a 3,2%, de preferência inferior a 3%, mais especialmente inferior a 2,7%. A umidade é o teor em água residual medido de acordo com a norma ISO 787/2, depois de tratamento térmico a 105°C durante 2 horas. A umidade da sílica de acordo com a invenção, notadamente quando ela está destinada a ser utilizada como carga em matrizes silicones, é geralmente inferior a 5%, de preferência inferior a 4%, por exemplo de no máximo 3%, da massa total da amostra. A sílica de acordo com a invenção pode apresentar por outro lado uma taxa de transmissão de pelo menos 70% a um índice de retração no glicerol situado entre 1,450 e 1,467. O índice de refração considerado é aquele que corresponde à suspensão mais transparente (transmissão máxima) dessa sílica em diversas soluções água-glicerol, transparência determinada pela transmissão a 589 nm com um espectrofotômetro. Cada suspensão é obtida por dispersão de 2 g de sílica em 18 g de solução água-glicerol, e depois desaeração sob leve vácuo antes de leitura da transmissão (leitura feita com, como produto de referência, a solução água-glicerol sem sílica) no espectrofotômetro e do índice de retração em um reíratômetro.
Um segundo objeto da invenção consiste em um processo de preparação da sílica de alta estrutura e pouca absorção de água descrita acima, que compreende as etapas sucessivas seguintes: • (a) realizar um produto de fundo inicial de temperatura compreendida entre 80 e 100°C, de preferência superior ou igual a 90°C, que compreende água e um silicato, a concentração em silicato no dito produto de fundo, expressa em equivalente S1O2, sendo inferior ou igual a 15 g/1; • (b) adição, a uma temperatura compreendida entre 80 e 100°C, de preferência 90 e 100°C, de um agente acidulante, levar o pH do meio até um valor compreendido entre 7 e 8, de preferência até um valor compreendido entre 7,2 e 7,8, e vantajosamente entre 7,3 e 7,7 (tipicamente até um valor sensivelmente igual a 7,5); • (c) no meio assim realizado, efetuar,a uma temperatura compreendida entre 80 e 100°C, de preferência entre 90 e 100°C, a adição simultânea de um silicato e de um agente acidulante, as quantidades respectivas de silicato e de agente acidulante adicionadas no decorrer do tempo sendo especificamente escolhidas de modo a que, durante todo o tempo da adição: - o pH do meio de reação permaneça compreendido entre 7 e 8, e vantajosamente ente 7,2 e 7,8; e - a concentração em silício no meio, expressa em equivalente S1O2, permaneça inferior ou igual a 35 g/1; • (d) acrescentar, a uma temperatura compreendida entre 80 e 100°C, de preferência 90 e 100°C, um agente acidulante ao meio obtido no final da etapa (c) de modo a levar o meio a um pH compreendido entre 3 e 6,5; • (e) filtrar a dispersão aquosa de sílica obtida; • (f) secar a torta de filtração realizada no final da filtração, de preferência lavando-se a mesma, previamente; • (g) eventualmente, triturar ou micronizar a sílica obtida no final da etapa (f), 0 dito processo sendo caracterizado pelo fato de que a torta de filtração apresenta, previamente a sua secagem na etapa (f), uma perda ao fogo a 1000°C superior a 82%, de preferência de pelo menos 84%, mais especialmente de 84 a 88%.
Os silicatos empregados nas etapas (a) e (c) do processo podem ser escolhidos entre todas as formas correntes de silicatos.
Vantajosamente, os silicatos utilizados de acordo com a invenção são silicatos alcalinos, como por exemplo os silicatos de sódio ou de potássio.
De modo especialmente preferido, 0 silicato da etapa (a) é um silicato de sódio, assim como aquele acrescentado por ocasião da etapa (c). O silicato de sódio empregado é nesse caso geralmente caracterizado por uma relação ponderai Si02/Na20 compreendida entre 2 e 4, vantajosamente entre 3 e 3,6, essa relação ponderai Si02/Na20 sendo de preferência compreendida entre 3,3 e 3,5 (tipicamente essa relação é sensivelmente igual a 3,4). O produto de fundo da etapa (a) do processo se apresenta na maior parte das vezes sob a forma de uma solução aquosa de silicato cuja concentração é, de modo característico, inferior ou igual a 15 g/1.
Tipicamente, a concentração em silicato no produto de fundo da etapa (a), expressa em equivalente Si02, é compreendida entre 1 e 15 g/1. Essa concentração em silicato no produto de fundo da etapa (a), expressa em equivalente Si02 é vantajosamente inferior ou igual a 10 g/1, de preferência inferior ou igual a 9 g/1. O produto de fundo da etapa (a) possui geralmente um pH da ordem de 9 a 13. A etapa (b) do processo da invenção consiste especificamente em fazer diminuir esse valor do pH, por adição de um agente acidulante, de modo a levar o pH do meio para a faixa de 7 a 8, onde foi posto em evidência que a reação de precipitação da sílica é efetuada de modo ótimo. Por “agente acidulante”, entende-se qualquer composto ácido mineral ou orgânico suscetível de poder levar a uma diminuição do pH do produto de fundo.
Assim, a título de agente acidulante, é possível vantajosamente empregar um ácido mineral tal como o ácido sulfurico, o ácido clorídrico ou o ácido nítrico, ou então ainda um ácido orgânico tal como o ácido acético, o ácido fórmico ou o ácido carbônico.
De maneira vantajosa, nenhum eletrólito é acrescentado no decorrer do processo, em especial na etapa (a). O termo de eletrólito é entendido aqui em sua aceitação normal, quer dizer que ele designa qualquer substância iônica ou molecular que, quando ela está em solução, se decompõe ou se dissocia para formar íons ou partículas carregadas (os eletrólitos usuais são sais de metais alcalinos e alcalino-terrosos, notadamente o sal do metal de silicato de partida e do agente acidulante, como o cloreto de sódio no caso da reação de um silicato de sódio com o ácido clorídrico ou o sulfato de sódio no caso da reação de um silicato de sódio com o ácido sulfurico). O agente acidulante empregado na etapa (b) do processo é de preferência o ácido sulfurico, em especial quando o silicato presente no produto de fundo inicial é um silicato alcalino. De modo geral, o agente acidulante da etapa (b) é na maior parte das vezes introduzido sob a forma de uma solução aquosa, de preferência diluída, geralmente de normalidade compreendida entre 0,25 e 8 N. Assim, na etapa (b), a diminuição do pH do meio pode vantajosamente ser realizada por adição de uma solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração compreendida entre 10 e 350 g/1, e de preferência entre 50 e 250 g/1.
Qualquer que seja a natureza exata do agente acidulante da etapa (b), esse agente acidulante deve ser empregado de modo tal para que sua adição leve a uma diminuição do pH do meio até um valor compreendido entre 7 e 8. A quantidade de agente acidulante a empregar nesse âmbito é geralmente determinada na prática medindo-se a evolução do pH no decorrer da adição, a adição do agente acidulante da etapa (b) sendo prosseguida até que o pH atinja o valor procurado.
Por outro lado, a adição da etapa (b) é efetuada de preferência de modo progressivo, quer dizer vantajosamente, em regra geral, com uma duração de adição compreendida entre 3 e 60 minutos, na maior parte das vezes pelo menos igual a 5 minutos, e de preferência pelo menos igual a 10 minutos. Essa duração de adição é no entanto vantajosamente inferior a 30 minutos.
De acordo com um modo especial que pode ser considerado para a etapa (b), essa etapa pode incluir um procedimento de amadurecimento, que, se for o caso, é realizado deixando-se o meio evoluir durante um tempo geralmente compreendido entre 5 e 30 minutos, de preferência a uma temperatura compreendida entre 90 e 100°C, ficando entendido que, depois desse amadurecimento, o pH do meio de reação é adaptado se for necessário, notadamente por adição de um agente acidulante, de modo que no fmal da etapa (b) o pH do meio se situe na gama de pH compreendida entre 7 e 8, e vantajosamente nas gamas preferenciais precitadas.
Depois da etapa (b), pela qual o pH do meio de reação é levado para a zona preferencial de 7 a 8, e de preferência nas cercanias de 7,5, a etapa (c) do processo consiste em prosseguir o processo de precipitação de sílica, introduzindo-se para isso silicato adicional, e mantendo-se especificamente o pH do meio dentro da zona compreendida entre 7 e 8, de preferência a um valor sensivelmente constante, esse valor constante sendo nesse caso de preferência próximo de 7,5, quer dizer geralmente compreendido entre 7,3 e 7,7.
Para fazer isso, o silicato da etapa (c) é introduzido conjuntamente a um agente acidulante, que se opõe ao aumento de pH que seria observado acrescentando-se o silicato sozinho. De preferência, a etapa (c) do processo da invenção é conduzida imediatamente depois da obtenção para o meio do pH procurado na etapa (b). A “adição simultânea” do silicato e do agente acidulante que é realizada por ocasião da etapa (c) consiste vantajosamente em uma adição contínua de silicato no meio no decorrer da qual mede-se o pH do meio, e durante a qual regula-se o valor desse pH por introdução do agente acidulante, essa introdução do agente acidulante podendo por exemplo ser realizada desde que o pH do meio se toma superior a um valor de controle compreendido entre 7 e 8, esse valor de controle sendo geralmente fixado nas cercanias de 7,5. Por esse meio, consegue-se manter no meio um valor sensivelmente constante do pH, quer dizer que varia vantajosamente a +/- 0,2 unidade de pH (de preferência a +/- 0,1 unidade de pH) em tomo de um valor fixo, geralmente compreendido entre 7,3 e 7,7.
Altemativamente, a adição simultânea da etapa (c) pode também consistir em uma adição contínua de agente acidulante no meio, o pH sendo nesse caso regulado no decorrer da adição por introdução do silicato essa introdução do silicato podendo aqui ainda ser por exemplo realizada desde que o pH do meio se toma inferior a um valor de controle compreendido entre 7 e 8, fixado na maior parte das vezes nas cercanias de 7,5. Por esse meio, consegue-se geralmente manter o meio a um pH sensivelmente constante, quer dizer que varia vantajosamente a +/- 0,2 unidade de pH (de preferência a +/- 0,1 unidade de pH) em tomo de um valor fixo, geralmente compreendido entre 7,3 e 7,7.
De acordo ainda com um outro modo de execução que pode ser considerado, a adição simultânea da etapa (c) pode também consistir em uma adição contínua ao mesmo tempo de agente acidulante e de silicato, com concentrações e vazões calculados de modo a que, durante todo o tempo da adição, o pH do meio permaneça compreendido entre 7 e 8, e de preferência entre 7,2 e 7,8. Nesse caso, o pH do meio tem geralmente tendência a evoluir no decorrer da etapa (c), ao mesmo tempo em que permanece dentro da gama precitada, mas ele pode, em certos casos, permanecer sensivelmente igual a um valor constante, vantajosamente da ordem de 7,5. Nesse âmbito, prefere- se geralmente que, ao longo de toda a etapa (c), as vazões instantâneas que correspondem à quantidade de funções silicatos (expressas em equivalente molar de NaOH) introduzidas por secundo (anotada ds), e a quantidade de funções ácidos (em mols) introduzidas por segundo (anotada dA), sejam tais que a relação ds/dA permaneça em permanência compreendida entre 1,01 e 1,09, e de preferência entre 1,02 e 1,07.
Qualquer que seja o modo exato de execução da etapa (c), o silicato e o agente acidulante utilizados são na maior parte das vezes idênticos àqueles empregados nas etapas (a) e (b). Assim, o silicato da etapa (c) é de preferência um silicato alcalino, vantajosamente um silicato de sódio, e o agente acidulante é preferencialmente um ácido mineral forte, na maior parte das vezes o ácido sulfurico.
Na medida em que, por ocasião da adição simultânea da etapa (c), a concentração em silício no meio (expressa em equivalente S1O2) deve, de modo característico, ser mantida inferior ou igual a 35 g/1, 0 silicato introduzido no meio de reação por ocasião da etapa (c) está geralmente sob a forma de uma solução aquosa diluída, quer dizer de concentração, expressa em equivalente Si02, vantajosamente compreendida entre 10 e 360 g/1, de preferência inferior a 300 g/1 e vantajosamente inferior a 270 g/1, e isso mãos especialmente quando são utilizados silicatos alcalinos tais como os silicatos de sódio. Do mesmo modo, o agente acidulante está nba maior parte das vezes sob a forma de uma solução aquosa diluída, que possui geraímente uma normalidade compreendida entre 0,25 e 8 N, e de preferência entre 0,5 e 4 N.
Assim, no caso específico da utilização de uma solução aquosa de ácido sulfurico a título de agente acidulante da etapa (c), por exemplo, a concentração da solução está vantajosamente compreendida entre 25 e 380 g/1, e de preferência entre 50 e 300 g/1.
Deve ser destacado que, considerando-se o emprego de concentrações diluídas no meio de precipitação das sílicas, as concentrações em sais nesse meio, notadamente ligadas à reação do silicato e do agente acidulante, são de modo característico, extremamente baixas, o que se traduz por uma pequena força iônica no seio do meio de precipitação empregado.
Sem querer estar de nenhuma forma ligado a uma teoria especial, parece poder ser avançado que o controle do pH e das concentrações empregado permite minimizar a formação de grupamentos de superfície SiOH.
De modo a melhorar ainda mais o controle da formação da sílica, é especialmente vantajoso realizar a adição simultânea da etapa (c), com vazões de silicato e de agente acidulante relativamente baixas, quer dizer, na maior parte das vezes, com uma duração de adição da etapa (c) de preferência compreendida entre 15 e 300 minutos, e de preferência entre 30 e 100 minutos. Tais durações de adição levam de fato geralmente à obtenção de partículas de sílicas que apresentam taxas de grupamentos Si-OH na superfície extremamente reduzidas.
De modo geral, a etapa (c) do processo da invenção é conduzida sob agitação a uma temperatura compreendida entre 80 e 100°C, e geralmente na mesma temperatura que a adição da etapa (b). Assim, a temperatura de execução da etapa (c) pode vantajosamente estar compreendida entre 90 e 100°C, e ela é de preferência da ordem de 95°C.
De acordo com uma variante especial do processo, e isso notadamente para a preparação de sílicas que podem ser utilizadas em aplicações que não sejam as alimentares, dentifrícias, cosméticas ou farmacêuticas, é possível introduzir no meio de reação, no decorrer da etapa (c) , de preferência no final dessa etapa (quer dizer tipicamente durante o período que corresponde ao último quarto dessa etapa, geralmente no decorrer dos 5 a 15 últimos minutos dessa etapa), um composto à base de alumínio, de preferência um sal de natureza ácida como um sulfato de alumínio, ou, altemativamente, um composto de natureza básica tal como um aluminato de sódio. A quantidade de composto de alumínio introduzida nesse âmbito é geralmente tal que no seio do meio de reação, a relação AI/S1O2 está compreendida entre 0,1 e 1% em massa, essa relação sendo de preferência no máximo igual a 0,6%, e de preferência inferior ou igual a 0,5%.
Qualquer que seja o modo exato de realização da etapa (c), no final dessa etapa, o meio de reação está especificamente a um pH compreendido entre 7 e 8, e de preferência é da ordem de 7,5.
Em função das aplicações consideradas para a sílica, a etapa (d) de acidificação do meio na zona de pH de 3 a 6,5, pode ser modulada pela quantidade de agente acidulante adicionado. De preferência, 0 pH do meio atinge no final da etapa (d) está compreendido entre 3,2 e 5,5. O agente acidulante da etapa (d) pode indiferentemente ser idêntico ou diferente daquele empregado nas etapas (b) e (c). De preferência, esse agente acidulante da etapa (d) é introduzido no meio sob a forma de uma solução aquosa de normalidade compreendida entre 0,25 e 8 N.
Vantajosamente, trata-se de uma solução aquosa de ácido sulfürico, geralmente a uma concentração compreendida entre 25 e 380 g/1 se for o caso. O conjunto das etapas (a), (b), (c) e (d) do processo é de preferência conduzido a uma temperatura compreendida entre 90 e 100°C, e vantajosamente a uma temperatura compreendida entre 93 e 97°C, e ainda mais vantajosamente a uma temperatura sensivelmente igual a 95°C ao longo de todo o processo.
De acordo com uma variante vantajosa do processo da invenção, as dispersões aquosas de sílica obtidas no fmal das etapas (c) e (d) podem ser submetidas a uma etapa de amadurecimento, geralmente conduzida, se for o caso, deixando-se o meio, de preferência sob agitação, a uma temperatura compreendida entre 90 e 100°C, durante um tempo que pode ser vantajosamente compreendido entre 15 e 240 minutos, e de preferência durante um tempo superior a 30 minutos, a temperatura por ocasião do amadurecimento sendo preferencialmente sensivelmente constante (se for o caso, vantajosamente sensivelmente igual a 95°C), ou então crescente (geralmente por patamar(es) se for o caso) na gama de temperatura que vai de 90 a 100°C.
Deve ser destacado que a adição de um composto de alumínio, notadamente de tipo sulfato de alumínio, que pode ser considerada no final da etapa (c) pode também ser conduzida no decorrer da etapa (d), ou então ainda no decorrer da etapa de amadurecimento ulterior, quando essa etapa é executada. Assim, de modo geral, essa adição de um composto à base de alumínio no meio pode ocorrer entre a etapa (c) e a etapa (e).
As etapas (e) e (f) do processo consistem, de modo global, em recuperar uma sílica sob a forma sólida a partir da dispersão obtida no fmal das etapas precedentes.
Na maior parte das vezes, por ocasião dessa etapa (e), a dispersão obtida no fmal da etapa (d) e da eventual etapa de amadurecimento ulterior, é submetida a uma filtração em filtro-prensa ou a uma filtração sob vácuo utilizando-se para isso um filtro rotativo, um filtro de cinta, ou ainda um filtro plano, essa filtração levando à obtenção de uma “torta de sílica”. A torta de sílica obtida é então na maior parte das vezes submetida a uma etapa de lavagem, geralmente com água, de preferência de uma duração suficientemente longa, de modo a reduzir seu teor em sais, e ela é em seguida submetida na etapa (f) a uma secagem, notadamente por uma atomização adaptada, e por exemplo com o auxílio de um atomizador de turbinas, de bico, de pressão líquida ou bi-fluida.
Nesse âmbito, desagrega-se geralmente a torta de sílica previamente, de modo a formar uma papa de sílica com viscosidade suficientemente baixa para assegurar seu bombeamento até o atomizador.
De acordo com a invenção, essa papa apresenta uma perda ao fogo a 1000°C superior a 82% em massa, de preferência de pelo menos 84% em massa, mais especialmente de 84 a 88% em massa.
Se for o caso, a operação de desagregação pode por exemplo ser realizada de uma maneira conhecida submetendo-se a torta a uma ação mecânica e eventualmente a uma ação química (adição de um ácido ou de um composto à base de alumínio).
Na maior parte das vezes, a papa de baixa viscosidade proveniente de uma tal desagregação se apresenta sob a forma de uma dispersão aquosa de sílica que é diretamente bombeada para um atomizador para a etapa (f).
As sílicas secadas obtidas no final da etapa (f) podem eventualmente ser submetidas a uma etapa de aglomeração, notadamente por compressão direta, por uma granulação em via úmida (quer dizer com utilização de um ligante tal como a água), por extrusão e, de preferência, por compactação a seco. Quando se emprega essa última técnica, pode se verificar vantajoso, antes de proceder à compactação, desaerar (operação também chamada de pré-densificação ou desgaseificação) os produtos pulverulentos de maneira a eliminar o ar incluído nesses últimos e assegurar uma compactação mais regular. No final da etapa de aglomeração, os produtos podem ser calibrados a um tamanho desejado, por exemplo por peneiração. A sílica precipitada compactada suscetível de ser obtida se apresenta então vantajosamente sob a forma de granulados. Se for o caso, esses granulados podem se apresentar sob as formas mais diversas. A título de exemplo, é possível notadamente citar as formas esférica, cilíndrica, paralelepipédica, de pastilha, de plaqueta, de bolinha, de extrudado de seção circular ou polilobada. As dimensões médias desses granulados estão preferencialmente compreendidas entre 2 e 20 mm. A sílica obtida no final da etapa (f), e depois eventualmente aglomerada, apresenta preferencialmente um tamanho médio ou um diâmetro mediano de partículas compreendido entre 30 pm e 20 mm. A sílica obtida no final da etapa (f), e depois eventualmente aglomerada pode ser em seguida micronizada ou, de preferência, triturada. A sílica então obtida apresenta preferencialmente um tamanho médio ou um diâmetro mediano de partículas inferior a 30 pm, de preferência inferior a 20 pm, em especial compreendido entre 5 e 15 pm, notadamente entre 8 e 13 pm. A micronização pode ser efetuada com um micronizador, como um triturador a jato de ar. A trituração pode ser executada em especial com o auxílio de um triturador mecânico, por exemplo do tipo ACM, Forplex, notadamente um triturador seletor de martelos.
As sílicas de precipitação de acordo com a presente invenção apresentam uma aptidão à dispersão muito boa.
Elas são especialmente adaptadas, de maneira vantajosa quando elas apresentam um tamanho médio ou um diâmetro mediano de partículas inferior a 30 pm, de preferência inferior a 20 pm, notadamente compreendido entre 5 e 15 pm, por exemplo entre 8 e 13 pm (sílicas de acordo com a primeira variante da invenção), para uma utilização • a título de carga reforçadora em matrizes à base de elastômero(s) em especial claro(s) ou semi-claro(s), para solas de sapatos • a título de carga reforçadora em matrizes à base de silicone(s), notadamente matrizes elastoméricas de silicones vulcanizáveis a quente ou a frio, às quais elas conferem boas propriedades reológicas, ao mesmo tempo em que lhes proporciona propriedades mecânicas bastante satisfatórias.
As sílicas de acordo com a invenção encontram uma aplicação especialmente vantajosa no reforço de matrizes à base de elastômeros, em especial claros ou semi-claros, destinados à fabricação de solas de sapatos; essas sílicas dispersíveis permitem um reforço elevado das matrizes transparentes ou translúcidas utilizadas para a confecção de peças feitas de borracha transparentes ou translúcidas constitutivas de solas de sapatos. De maneira vantajosa, elas permitem a obtenção de matrizes reforçadas que têm uma transparência muito boa. A quantidade de sílica de acordo com a invenção que pode ser utilizada nesse tipo de matriz está geralmente compreendida entre 10 e 50%, notadamente entre 20 e 40 5 em relação ao peso de elastômero(s).
As sílicas de acordo com a invenção encontram uma aplicação também vantajosa no reforço de composições (matrizes) organo-silícicas elastoméricas ou pastosas vulcanizáveis a quente (silicones HTV por exemplo) ou a frio, destinadas notadamente a uma função de isolamento, como o revestimento de cabos elétricos. As ditas matrizes à base de silicone, em especial aquelas destinadas a uma função de isolamento, podem ser conformadas por extrusão, antes de ser reticuladas. O baixo valor de absorção de água das sílicas da invenção permite evitar ou limitar a formação de bolhas notadamente por ocasião da extrusão. Essas matrizes à base de silicone podem também ser conformadas por moldagem. As sílicas de acordo com a invenção conferem vantajosamente às matrizes silicones propriedades elétricas e mecânicas muito boas, notadamente ao nível da resistência ao rasgamento, da resistência à ruptura. A natureza do ou dos organopolissiloxanos presentes nesse tipo de composição, assim como aquela dos agentes de vulcanização e outros aditivos eventualmente presentes, do mesmo modo que as condições de vulcanização são bem conhecidas pelo profissional; essas últimas são notadamente descritas no pedido WO 03/055801. A quantidade de sílica de acordo com a invenção que pode ser empregada para o reforço das ditas matrizes à base de silicones pode ir de 3 a 20% quando se trata de pastas silicones, ou de 5 a 50%, de preferência de 10 a 40% quando se trata de uma composição de natureza elastomérica.
Uma aplicação possível das sílicas de acordo com a invenção reside em sua utilização como suporte de líquido, notadamente devido à boa capacidade de absorção das mesmas e a uma escoabilidade bastante satisfatória.
Podem ser citados como líquidos, os líquidos orgânicos tais como os ácidos orgânicos, os agentes tensoativos, por exemplo de tipo aniônico ou não-iônico, os aditivos orgânicos para borracha / polímeros, os pesticidas. A título de líquidos, são utilizados de preferência aqui sobretudo aditivos líquidos tais como aromas, corantes, complementos líquidos de alimentação (notadamente de alimentação animal (por exemplo a vitamina E, o acetato de vitamina E, o cloridrato de colina)) ou agentes conservantes, de preferência ácidos carboxílicos (ácido propiônico por exemplo).
As composições condicionadas que compreendem pelo menos um líquido absorvido em um suporte formado por uma sílica de acordo com a invenção, apresentam preferencialmente um teor em líquido de pelo menos 50% em peso, em especial compreendido entre 50 e 75% em peso, por exemplo entre 50 e 65% em peso.
Por outro lado, as sílicas de acordo com a invenção podem ser empregadas como carga e/ou suporte e/ou excipiente em composições diversas, como composições alimentares, cosméticas, farmacêuticas, composições para a fabricação de tintas ou de papéis.
Também é possível mencionar a utilização, por exemplo em quantidade de 60% em peso, da sílica da invenção, a título de suporte de solvente e/ou de óleo,, em composições à base de polímeros destinadas à preparação de membranas porosas separadoras de baterias (“battery separator”); o solvente e/ou o óleo suportados, uma vez extraídos depois de extrusão/calandragem, dão origem a uma rede de poros. A sílica de acordo com a invenção, de maneira vantajosa quando ela apresenta um tamanho médio ou um diâmetro mediano de partículas compreendido entre 30 pm e 20 mm (sílica de acordo com a segunda variante da invenção), pode ser incorporada no seio de composições dentifrícias, por ocasião da preparação das ditas composições, que podem se apresentar sob a forma de pasta ou de gel, e pode permitir assim espessar essas composições ou trazer textura às mesmas.
De acordo com a invenção, a dita sílica pode ser utilizada como agente espessante ou de textura à razão de 0,1 a 20%, de preferência de 0,5 a 15%, mais especialmente de 1 a 10%, em peso da composição dentifrícia. A dita composição dentifrícia pode compreender por outro lado outros ingredientes habituais, em especial agentes abrasivos minerais, insolúveis na água, eventualmente agentes espessantes diferentes, umectantes....
Como agentes abrasivos, podem ser especialmente mencionados as sílicas abrasivas, o carbonato de cálcio, o aluminato hidratado, a bentonita, o silicato de alumínio, o silicato de zircônio, os metafosfatos e fosfatos de sódio, de potássio, de cálcio e de magnésio. A quantidade total de pó(s) abrasivo(s) pode constituir da ordem de 5 a 50% do peso da composição dentária.
Entre os agentes espessantes diferentes, podem ser mencionados, a goma xantano, a goma guar, os carragenanos, os derivados da celulose, os alginatos, em quantidade que pode ir até 5% do peso da dita composição.
Entre os agentes umectantes podem ser citados por exemplo o glicerol, o sorbitol, os polietileno glicóis, os polipropileno glicóis, o xilitol, em quantidade da ordem de 2 a 85%, de preferência da ordem de 3 a 55% do peso de composição dentifrícia expresso em seco.
Essas composições podem por outro lado compreender notadamente agentes tensoativos, agentes detergentes, corantes, antibacterianos, derivados fluorados, opacificantes, aromas, edulcorantes, agentes antitártaro, antiplaca, agentes de branqueamento, bicarbonato de sódio, anti-sépticos, enzimas, extratos naturais (camomila, tomilho...).
Os exemplos seguintes ilustram a invenção sem no entanto limitar o alcance da mesma. EXEMPLOS 1-3 Pasta dentifrícia opaca modelo - sorbitol (Neosorb 70/70 (sociedade ROQUETTE FRERES))45 - polietileno glicol PEG 1500 5 - sacarinato de sódio 0,2 - fluoreto de sódio 0,08 - monofluorfosfato de sódio 0,72 - água 24,2 - sílica abrasiva (Tixosil 63 comercializado pela sociedade RHODIA) 10 - sílica da invenção 7 - dióxido de titânio 1 - aroma spearmint 1 agente espumante (30% em água): Texapon Z 95 P (sociedade COGNIS) 5 Medição da viscosidade de uma formulação dentifrícia A viscosidade é determinada em tubo de pasta de 25 mm de diâmetro, em períodos de terminados a 37°C depois de preparação da pasta. O material de medição utilizado é um viscosímetro Brookfield RVT equipado com um dispositivo helipath, A bitola T - E é utilizada a 5 r.p.m. (rotações por minuto). A medição é efetuada em descida depois de 90 segundos. EXEMPLO 1 Em um reator equipado com um sistema de regulação de temperatura e de pH e com um sistema de agitação com hélice de 3 pás, foram introduzidos 14000 g de água, e 450 g de uma solução aquosa de silicato de sódio a 236 g/1 em equivalente Si02, a relação ponderai (Rp) Si02/Na20 do silicato de sódio utilizado sendo de 3,46.
Depois da colocação em funcionamento da agitação (250 rotações por minuto) o produto de fundo assim constituído foi aquecido a 95°C e o pH foi levado a 7,5, em 11 minutos, por adição de uma solução aquosa de ácido sulfúrico a 80 g/1 (vazão média de 61 g por minuto).
Uma vez que o pH de 7,5 foi atingido, procedeu-se a uma adição contínua de 3045 g de uma solução aquosa de silicato de sódio (Rp = 3,46) a 236 g/1 em equivalente Si02, a uma vazão constante de 35 gramas por minuto (duração da adição: 87 minutos), mantendo-se o pH do meio a um valor igual a 7,5 (a próximo de 0,1 unidade de pH), por adição no meio de uma solução aquosa de ácido sulfúrico a 80 g/1 com uma vazão controlada em função da evolução medida para o pH do meio. Em balanço, 3383 g da solução de ácido sulfurico foram acrescentados no meio, o que corresponde a uma vazão média de 40 gramas de solução de ácido sulfurico acrescentados por minuto.
Depois dos 87 minutos de adição, interrompeu-se a adição de silicato e prosseguiu-se uma adição de ácido até a estabilização do pH da mistura de reação a 3,6. Efetuou-se um amadurecimento deixando-se a solução sob agitação durante 5 minutos. A papa obtida foi em seguida filtrada e lavada em filtro plano, e depois a torta obtida, cuja perda ao fogo é de 80,5%, foi desagregada mecanicamente a um pH de 5,5, e depois foi secada por atomização de turbina.
As características físico-químicas da sílica seca não triturada obtida são as seguintes: -pH: 5,9 - diâmetro mediano de partículas: 80 pm - diâmetro mediano depois de ultra-sons: 31,0 pm -% superior a 51 pm depois de ultra-sons: 18,6 - teor em NaS04: 1,6% em massa (em relação à massa total do material no estado seco) - superfície específica CTAB: 133 m2/g - superfície específica BET: 143 m /g - captação de óleo DOP: 305 ml/100 g - perda ao fogo a 1000°C: 6,5% - teor residual em água depois de 2 horas a 105°C: 3,9% - absorção de água: 5,8% - transmissão: 80% a um índice de reffação de 1,460 - densidade de enchimento no estado comprimido (DRT): 0,27 g/ml - viscosidade da pasta dentifrída modelo depois de 4 semanas: 250 mPa.s EXEMPLO 2 Repete-se as operações descritas no exemplo 1 comparativo, triturando-se o produto secado, de maneira a obter um diâmetro mediano de partículas de 10 μτη.
As características físico-químicas da sílica seca triturada obtida são as seguintes: - pH: 5,9 - diâmetro mediano de partículas: 10 pm - diâmetro mediano depois de ultra-sons: 7 pm -% superior a 51 pm depois de ultra-sons: 10 - teor em NaS04: 1,6% em massa (em relação à massa total do material no estado seco) - superfície específica CTAB: 133 m2/g - superfície específica BET: 143 m2/g - captação de óleo DOP: 315 ml/100 g - perda ao fogo a 1000°C: 7% - teor residual em água depois de 2 horas a 105°C: 4,4% - absorção de água: 5,9% - transmissão: 80% a um índice de retração de 1,460 - densidade de enchimento no estado comprimido (DRT): 0,1 g/ml - viscosidade da pasta dentifrída modelo depois de 4 semanas: 325 mPa.s EXEMPLO 3 Em um reator equipado com um sistema de regulação de temperatura e de pH e com um sistema de agitação com hélice de 3 pás, foram introduzidos 14000 g de água, e 630 g de uma solução aquosa de silicato de sódio a 236 g/1 em equivalente Si02, a relação ponderai (Rp) Si02/Na20 do silicato de sódio utilizado sendo de 3,46.
Depois da colocação em funcionamento da agitação (250 rotações por minuto) o produto de fundo assim constituído foi aquecido a 95°C e o pH foi levado a 7,5, em 11 minutos, por adição de uma solução aquosa de ácido sulfurico a 80 g/1 (vazão média de 61 g por minuto).
Uma vez que o pH de 7,5 foi atingido, procedeu-se a uma adição contínua de 3600 g de uma solução aquosa de silicato de sódio (Rp = 3,46) a 236 g/1 em equivalente Si02, a uma vazão constante de 48 gramas por minuto (duração da adição: 75 minutos), mantendo-se o pH do meio a um valor igual a 7,5 (a próximo de 0,1 unidade de pH), por adição no meio de uma solução aquosa de ácido sulfurico a 80 g/1 com uma vazão controlada em função da evolução medida para o pH do meio. Em balanço, 3975 g da solução de ácido sulfurico foram acrescentados no meio, o que corresponde a uma vazão média de 53 gramas de solução de ácido sulfurico acrescentados por minuto.
Depois dos 90 minutos de adição, interrompeu-se a adição de silicato e prosseguiu-se uma adição de ácido até a estabilização do pH da mistura de reação a 3,4. Efetuou-se um amadurecimento deixando-se a solução sob agitação durante 5 minutos. A papa obtida foi em seguida filtrada e lavada em filtro plano, e depois a torta obtida, cuja perda ao fogo é de 86%, foi desagregada mecanicamente a um pH de 5, e depois foi secada por atomização de turbina.
As características físico-químicas da sílica seca não triturada obtida são as seguintes: -pH: 5,3 - diâmetro mediano de partículas: 65 pm - diâmetro mediano depois de ultra-sons: 22 pm -% superior a 51 pm depois de ultra-sons: 3,3 - teor em NaSC>4: 1,0% em massa (em relação à massa total do material no estado seco) - superfície específica CTAB: 182 m2/g - superfície específica BET: 185 m2/g - captação de óleo DOP: 340 ml/100 g - perda ao fogo a 1000°C: 6,5% - teor residual em água depois de 2 horas a 105°C: 3,9% - absorção de água: 5,7% - transmissão: 85% a um índice de refração de 1,460 - densidade de enchimento no estado comprimido (DRT): 0,18 g/ml - viscosidade da pasta dentiffícia modelo depois de 4 semanas: 615 mPa.s EXEMPLO 4 Em um reator equipado com um sistema de regulação de temperatura e de pH e com um sistema de agitação com hélice de 3 pás, foram introduzidos 14000 g de água, e 450 g de uma solução aquosa de silicato de sódio a 236 g/1 em equivalente SÍO2, a relação ponderai (Rp) Si02/Na20 do silicato de sódio utilizado sendo de 3,46.
Depois da colocação em funcionamento da agitação (250 rotações por minuto) 0 produto de fundo assim constituído foi aquecido a 98°C e 0 pH foi levado a 7,5, em 11 minutos, por adição de uma solução aquosa de ácido sulfurico a 80 g/1 (vazão média de 61 g por minuto).
Uma vez que o pH de 7,5 foi atingido, procedeu-se a uma adição contínua de 3150 g de uma solução aquosa de silicato de sódio (Rp = 3,46) a 236 g/1 em equivalente Si02, a uma vazão constante de 35 gramas por minuto (duração da adição: 90 minutos), mantendo-se 0 pH do meio a um valor igual a 7,5 (a próximo de 0,1 unidade de pH), por adição no meio de uma solução aquosa de ácido sulfurico a 80 g/1 com uma vazão controlada em função da evolução medida para o pH do meio. Em balanço, 3510 g da solução de ácido sulfürico foram acrescentados no meio, o que corresponde a uma vazão média de 39 gramas de solução de ácido sulfurico acrescentados por minuto.
Depois dos 90 minutos de adição, interrompeu-se a adição de silicato e prosseguiu-se uma adição de ácido até a estabilização do pH da mistura de reação a 3,4. Efetuou-se um amadurecimento deixando-se a solução sob agitação durante 5 minutos. A papa obtida foi em seguida filtrada e lavada em filtro plano, e depois a torta obtida, cuja perda ao fogo é de 86,4%, foi desagregada mecanicamente a um pH de 4,3, e depois foi secada por atomização de turbina. A sílica seca foi em seguida triturada com o auxílio de um triturador seletor de martelos.
As características físico-químicas da sílica sob a forma de pó obtida são as seguintes: - pH: 4,6 - diâmetro mediano de partículas: 12 pm - teor em NaSO^ 0,25% em massa (em relação à massa total do material no estado seco) - superfície específica CTAB: 166 m2/g - superfície específica BET: 170 m2/g - captação de óleo DOP: 365 ml/100 g - perda ao fogo a 1000°C: 5% - teor residual em água depois de 2 horas a 105°C: 2,5% - absorção de água: 5,8% - densidade de enchimento no estado comprimido (DRT): 0,08 g/ml.
Claims (10)
1. SÍUca de precipitação, caracterizada pelo fato de que apresenta: uma superfície especifica CTAB de 140 a 230 rrr/g, uma captação de óleo DOP superior a 310 ml/100 g, uma absorção de água inferior a 6% um pH de 3,5 a 7,5, uma taxa de ânion residual, expressa em sulfato de sódio, inferior ou igual a 2%, um tamanho médio ou um diâmetro mediano de partículas inferior a 30 pm ou compreendido entre 30 μηι e 20 mm.
2. Silica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que apresenta uma absorção de água inferior a 6% e superior a 3%.
3. Sílica de acordo eom uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que apresenta uma captação de óleo DOP de 315 a 450 ml/100 g.
4. Sílica de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que apresenta: uma superfície específica CTAB de 145 a 195 ni2/g, urna taxa de ânion residual, expressa em sulfato de sódio, inferior ou igual a l %.
5. Sílica de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que apresenta um diâmetro mediano das partículas, depois de desaglomeração por ultra-sons de no máximo 35 μηι.
6. Sílica de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que apresenta uma superfície específica BET tal que a diferença BET-CTAB seja de no máximo 30 m2/g.
7. Sílica de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que apresenta uma densidade de enchimento de 0,04 a 0,3 g/ml.
8. Sílica de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que é fornecida sob a forma de pó.
9. Processo de preparação de uma sílica como definida em uma das reivindicações 1 a 8, compreendendo as seguintes etapas: (a) produzir um produto de fundo inicial com temperatura compreendida entre 80 e 100°C, que compreende água e um silicato, a concentração de silicato no dito produto de fundo, expressa em equivalente S1O2, sendo inferior ou igual a 15 g/1; (b) adicionar, a uma temperatura compreendida entre 80 e 100°C, um agente acidulante para levar o pH do meio até um valor compreendido entre 7,2 e 7,8; (c) no meio assim produzido, efetuar, a uma temperatura compreendida entre 80 e 100°C, a adição simultânea de um silicato e de um agente acidulante, as quantidades respectivas de silicato e de agente acidulante adicionadas no decorrer do tempo sendo especificamente escolhidas de modo a que, durante todo o tempo da adição: - o pH do meio de reação permaneça compreendido entre 7,2 e 7,8; e - a concentração em silício no meio, expressa em equivalente Si02, permaneça inferior ou igual a 35 g/1; (d) adicionar, a uma temperatura compreendida entre 80 e 100°C, um agente acidulante ao meio obtido no final da etapa (c) de modo a levar o meio a um pH compreendido entre 3 e 6,5; (e) filtrar a dispersão aquosa de sílica obtida; (f) secar a torta de filtração produzida no final da filtração, o dito processo sendo caracterizado pelo fato de que a torta de filtração apresenta, previamente a sua secagem na etapa (f), uma perda ao fogo a 1000°C de 84% a 88%.
10. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende a seguinte etapa (g): (g) triturar ou micronizar a sílica obtida no final da etapa (f).
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