Fällungs-Mahlprozess zur Herstellung von Nanopartikeln

Einleitung / Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Herstellung und Optimierung von Partikeln im Nano- und Mikrometerbereich über die Kombination eines Fällungsprozesses mit der Beanspruchung der Partikel in einer Rührwerkskugel- oder Korbmühle.

Hintergrund

Schwierigkeit bei der Herstellung von Partikeln über großtechnische Fällungsprozesse ist im Wesentlichen die Aggregation der Primärpartikel zu größeren, unerwünschte Aggregatstrukturen mit breiten Partikelgrößenverteilungen, wodurch eine aufwendige Nachbearbeitung des Partikelsystems in mehreren Prozessschritten notwendig wird (Produktaufarbeitung und Konditionierung). Bei Anwendungen mit sehr hohen Anforderungen, wie z.B. in vielen Kompositen, werden momentan definiertere, über Pyrolyse oder Sol-Gel- Prozesse hergestellte Produkte eingesetzt, deren Herstellung wesentlich teurer ist.

Problemstellung

Für viele Massenprodukte im Alltag werden große Mengen an Partikeln eingesetzt, um die gewünschten Produkteigenschaften einzustellen. Dabei werden viele partikuläre Produkte aufgrund des preisgünstigen Prozesses und der hohen Raum-Zeit-Ausbeute über Fällungssynthesen hergestellt. Als Beispiel ist die großtechnische Fällung von Siliziumdioxid und Calciumcarbonat (PCC), welche unter anderem Anwendung in Farben und Lacken, Kunst- und Klebstoffen, in Fertigungsprozessen, der Halbleitertechnik sowie in der pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie zu nennen.

Lösung

Die Kombination aus Fällung und paralleler Beanspruchung über Mahlkörper in einer Mühle führt zu einer wesentlich höheren Produktqualität sowie neuen Produkteigenschaften (s. Abb.). Die Fällung erfolgt dabei entweder in einer Mühle oder in einem Kreislauf mit einer Mühle. Es kann sich sowohl um eine Korb- als auch um eine Rührwerkskugelmühle handeln. Für die Kontrolle der resultierenden Aggregategrößen und Festigkeiten können u.a. die Temperatur, die Größe der Mahlkörper oder die Rührerumfangsgeschwindigkeit eingestellt werden.

Vorteile