169769. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminiumoxid mechanikai tulajdonságainak javítására
3 169769 4 vasolták, hogy ezt az anyagot alkálifém- vagy alkáliföldfém-vegyülettel, kovasavval vagy kolloid szilíciumdioxiddal kezeljék, a kapott eredmények azonban nem voltak kielégítőek. A találmány szerinti eljárás célkitűzése, hogy eljárást biztosítson alumíniumoxid mechanikai tulajdonságainak egyszerű és gazdaságos kezelés útján való javítására. A találmány szerinti eljárás segítségével nagy hőálló és mechanikai stabilitással rendelkező, módosított anyagokat állítunk elő. A találmány értelmében olyan jó hőálló és mechanikai tulajdonságokkal rendelkező szemcsés alumíniumoxid készítésére alkalmas eljárást dolgozzunk ki, amely gépkocsik katalitikus kipufogócsöveiben, a kipufogógázokban levő mérgező anyagok eltávolítását elősegítő katalizátorok hordozóanyagaként használható. A találmány egyszerű és gazdaságos eljárás, ami abban áll, hogy az alumíniumoxidot, amelyek mechanikai tulajdonságait javítani akarjuk, valamely szilícium-vegyülettel kezeljük, a kapott terméket szárítjuk és oxidációnak vetjük alá. A találmány szerinti eljárást folyadékfázisban, légköri vagy a légkörinél nagyobb nyomáson hajtjuk végre. A folyadékfázisban és légköri nyomáson végrehajtott eljárás során a szilárd anyagot szobahőmérsékleten impregnáljuk a szilícium-vegyülettel egymagában vagy ennek olyan szerves vegyületekkel készített oldataival, amelyek forráspontja előnyösen a szilícium-vegyület forráspontja alatt van és kémiailag vele összeférnek (szénhidrogének, alkoholok és hasonló anyagok) és az így kapott készítményt 50 Cc és 500 C° közötti hőmérsékleten hevítjük. Különösen akkor használunk hígítószert, ha megadott mennyiségű, több vagy kevesebb szilícium-vegyületet viszünk rá a módosítandó anyagra. A gőzfázisban és légköri nyomáson végrehajtott eljárásnál a választott szilícium-vegyületet gázáramban visszük, be és az ily módon elkészített keveréket a szilícium-vegyület forráspontjától 500 C°-ig, előnyösen 100 C°-tól 400 C°-ig terjedő hőmérsékleten adjuk hozzá a szilárd anyaghoz. Amennyiben nagyobb mennyiségű szilícium-vegyületet kívánunk felvinni az anyagra, egy előnyös megoldásnak látszik a folyadék—gőz fázisban és légkörinél nagyobb nyomáson végrehajtott eljárás, amelyet egy autoklávban légköri nyomástól 50 kg/cm2 -ig, előnyösen 10 kg/cm2 -től 30 kg/cm 2 -ig, terjedő nyomáson és szobahőmérséklettől 500 C°-ig, előnyösen 100 C°-tól 400 C°-ig terjedő hőmérsékleten 1—20 óra hosszat végzünk. A fenti eljárások szerint kezelt anyagot a továbbiakban inert gáz áramban, a szilícium-vegyület forráspontja és 500 C° közötti hőmérsékleten 1—5 óra hosszat hőkezeljük, végül 300—600 C°-on 2—10 óra hosszat levegővel kezeljük. Közömbös gázatmoszférában való hőkezelés lehetővé teszi a hodrozón megkötve maradt szerves anyagok legnagyobb részének karbonizálással vagy pirolízissel való eltávolítását, és ezáltal a levegővel való ezt követő kezelésnél nem jönnek létre helyi túlmelegedések, amelyek a kapott termék káros módosulását okoznák. Az alkalmazott levegőt előnyösen közömbös gázzal, így nitrogénnel keverjük annak érdekében, hogy az oxidációs hőmérsékletet szabályozzuk. Más változat szerint a nitrogéngázzal való hígítást valamely más közömbös gázzal hígított levegővel történő lassú oxidációval helyettesítjük. A találmány szerinti eljárás útján előállított anyagok jó hőállósággal és mechanikai tulajdonságokkal rendel-5 kéznek, és az előállítási költségek nem nagyobbak azoknak a vegyületeknek az előállítási költségeinél, amelyeket nem kezelünk szilícium-vegyülettel. A találmány szerint előnyösen alkalmazható szilíci-10 um-vegyületet az alábbi általános képlettel írhatjuk le, X I Y—Si—W (I) 15 | Z ahol X, Y, Z és W szubsztituensek (—R), (—OR), (-C1), (-Br), (-F), (-SiH3), (—COOR), (—SiH n Cl m ), 20 —[OSi(OR)2 ] p és OSi(OR) 3 képletű csoportokat jelentenek, ezekben a csoportokban szereplő (—R) szubsztituens pedig hidrogénatomot vagy 1—4 szénatomos alkilcsoportot, míg n, m és p 1—3 értékű egész számot képvisel. 25 A fent említett vegyületek közül előnyben részesítjük az ortokovasavésztereket, így például a metil-, propil-, izopropil-, izobutil- és n-butil-tetraszilikátokat. A találmány szerinti eljárás útján előállított anyagok jobb hőállósággal és mechanikai tulajdonságokkal ren-30 delkeznek, mint a kiindulási anyagok, kémiai és fizikaikémiai elemzéseik azt mutatják, hogy felületi szerkezetük és összetételük lényegesen eltér a kiindulási anyagok szerkezetétől és összetételétől. Valójában az infravörös színkép kétségtelenül válto-35 zik és a sávok, a szilícium-hidroxid kötés jellemző sávjai érvényesülnek. Már nem észleljük különösen a találmány szerint kezelt alumíniumoxid felületén jelenlevő különböző hidroxil-csoportok sávjait 3795 cm_1 nél és 3737 cm_1 -nél, ellenben egy sávot figyelhetünk 40 meg 3745 cm_1 -nél, amely a szilíciumdioxidhoz kapcsolódó hidroxil-kötés jellemzője. A kiviteli példákban különösen olyan y-alumíniumoxid stabilizálására szolgáló folyamatokat írunk le, amelyeket az iparban számos kémiai reakcióhoz kata-45 lizátor hordozóanyagaként alkalmazunk, hivatkozunk továbbá az ily módon kapott stabilizált alumíniumoxidokra is, amelyek 1200 C°-on 24 óra hosszat tartó hevítés után egyedül y-fázisból S-fázissá való alakulást mutatnak. Az említett alumíniumoxidok, amelyeket 40 50 óra hosszat 250 C°-on 15 ata gőznyomáson stabilizáltunk, változatlanul megtartják kristályos szerkezetüket, kivételes hőállóságukat és mechanikai tulajdonságaikat, valamint nagy felületüket. Ezenfelül a y-alumíniumoxid, amelyet a találmány 55 szerint kezeltünk, 1000 Cc -on 24 óra hosszat történő hevítés után, 2%-nál kevesebb térfogatcsökkenést mutat. 60 1. példa Gömb alakú y—Al2 0 3 -t (a) készítünk a 3,416.888 lajstromszámú USA-beli szabadalmi leírásban ismertetett módon. Ez úgy történik, hogy ammóniumacetát és 65 alumíniumklorid, valamint valamely megfelelő gélkép-2
