[发明专利]沉淀二氧化硅

说明书

本发明涉及一种沉淀二氧化硅，其制备方法，以及在电池隔板中的应用。

人们知道沉淀二氧化硅可用于制造微孔聚乙烯电池隔板，(USP3,351,495，USP4,024,323，USP4,681,750)。所说二氧化硅的一个一般特点是在沉淀反应过程中产生的盐在过滤时通过水洗而从滤饼中除去，降低到了低至≤2.5％(重量)的含量。该≤2.5％(重量)的盐含量是指以二氧化硅干基测定的盐含量。在滤饼中，它相当于0.625％的盐含量(请参见，例如，USP4,681,750，第8栏，实施例1，第20～23行，以及表1，实施例1～3)。

本发明提供一种具有4～18％(重量)硫酸钠含量的沉淀二氧化硅。更具体地说，该沉淀二氧化硅以下列物化数据为特征：

硫酸钠含量：          4～18，特别是4～14％(重量)BET表面积(DIN66131)：    100～190m²/gDBP吸附量(无水)(DIN53601，ASTMD2414)：  208～250g/100g干燥损失(2h/105℃)       3.0～6.5％(重量)(DIN ISO787/II，ASTM D 280，JIS K 5101/21)：用ALPINE 喷气筛的筛上物： ＞63μm≤10.0％(重量)

                      ＞150μm≤0.1％(重量)

                      ＞250μm≤0.01％(重量)

本发明还提供一种具有4～18％(重量)硫酸钠含量的沉淀二氧化硅的制备方法，该沉淀二氧化硅尤其具有下列物化性质：

硫酸钠含量：         4～18，特别是4～14％(重量)BET表面积(DIN66131)：    100～190m²/gDBP吸附量(无水)(DIN53601，ASTMD2414)：   208～250g/100g干燥损失(2h/105℃)(DIN ISO787/II，ASTM D 280， 3.0～6.5％(重量)JIS K 5101/21)：用ALPINE喷气筛的筛上物：     ＞63μm≤10.0％(重量)

                         ＞150μm≤0.1％(重量)

                         ＞250μm≤0.01％(重量)

该制备方法的特征在于：将热水加入到一个沉淀容器中，在搅拌下将一种具有3.22±0.55的SiO₂∶Na₂O模数的水玻璃(SiO₂＝27.73±0.70％(重量)，Na₂O＝8.9±0.20％(重量)，比重为1.362±0.025g/ml)加入到上述容器中直到得到7±1的碱度值(碱度值为中和100ml的原料溶液所需要消耗的1N HCl的毫升数，用酚酞为指示剂)，然后将该混合物加热至温度为90～93℃，在产生沉淀过程中一直保持此温度，在此过程中于两个不同地点同时进一步加入相同组成的水玻璃和硫酸，加入的方式是保持碱度值为7±1，然后将沉淀二氧化硅的悬浮液用硫酸酸化至pH为3.0～4.0，将此固含量为72～88g/l的沉淀二氧化硅悬浮液通过压滤而分离，将所得到的含有硫酸钠的未经洗涤的滤饼用水和机械剪切力进行液化(浆化)，用一个离心雾化器在8500～10000rpm的转速下进行喷雾干燥，并用一个滚压机磨碎。

所用的硫酸可以是浓度为90～98％(重量)，优选为93～95％(重量)的浓硫酸。

在沉淀过程中，当水玻璃溶液和硫酸溶液同时计量时，可以保持9800～11700kg/h的水玻璃溶液加入速度和1300～160kg/h的硫酸的加入速度。

在本发明的一个实施方案中，在沉淀过程于90～93℃进行90分钟以后可以停止加入水玻璃溶液，而硫酸可以继续加入直至pH达到8.5。然后可以停止加入硫酸并将二氧化硅分散体在90～93℃老化30分钟。在该老化过程以后，可以重新加入硫酸并将分散体酸化至pH为3.0～4.0。

在本发明的一个实施方案中，可以用一种旋转闪蒸(spin flash)干燥器代替喷雾干燥器，在这种情况下未洗涤的滤饼可以具有29～37％(重量)的固含量并且有可能研磨而分配。

在本发明的另一个实施方案中，在研磨二氧化硅时可用一种错流磨代替滚压机。