DD267390A3 - Verfahren zur herstellung von kolophon aus fossilen harzen - Google Patents
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Abstract
Kontinuierliches Herstellungsverfahren von Bernstein- bzw. Copalkolophon, das in einem Schneckenkneter erfolgt. Durch die dabei auftretende geringzeitige Temperaturbelastung bei gleichzeitiger Abtrennung der gasfoermigen und fluessigen Abspaltprodukte entsteht ein besonders hochwertiges, von Fremdstoffen freies Kolophon, das sich besonders zur Lackherstellung eignet. Die Umsetzung erfolgt bei 300-450C. Eine weitere Steigerung der Qualitaet des Kolophons wird durch Zusatz von Bernsteinoel zum Bernstein oder Copal als Fliess- und Umsetzungsbeschleuniger erzielt.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Bernstein- bzw. Copalkolophon als G'undstoff für Bernstein- bzw. Copallack.
Charakteristik de· bekannten Standes der Technik
Durch die besonderen Eigenschaften der fossilen Harze, besonders die des Bernsteins und Copals, angeregt, war man schon frühzeitig beiiüht, diese Stoffe zu Lackprodukten aufzuarbeiten, um so bessere, mechanisch stabile und chemisch widerstandsfänige Lacke zu erhalten.
Hierzu wurden in den DRP 4679 und DRP 6322 Apparate und Verfahren vorgeschlagen, die das Schmelzen der fossilen Harze und deren Umwandlung in Kolophon unter Verwendung von Terpentinkolophcn bzw. 'nertgasen ermöglichen sollen. Als Apparate werden Kessel mit Holz-, Holzkohle- oder Steinkohlefeuerung bzw. mit Vorrkh' j igeo zum direkten Einleiten von überhitztem Wasserdampf vorgeschlagen. Diese Erfindungen besitzen den großen Nach' ., üaS, oedingt durch örtliche Überhitzungen und durch lange Verweilzeiten des Produktes bei hohen Temperaturen, ein dunkel gefärbtes und damit minderwertiges Kolophon entsteht. Außerdem werden in hohem Maße Bernsteinöl und Bernsteinsäure bei diesem Verfahren aus dem Kolophon entfernt, so daß wichtige Eigenschaften für eine hohe Lackqualität verloren gehen.
Auch das teilweise Lösen von fossilen Harzen mit Hilfe von Chlorhydrinen des Glyzerins oder Stearinsäure bzw. kombinierter Behandlung mit Alkali und einer Mischung von Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff mit Alkohol, wie in den Patenten DRP 84146, DRP 92170 und DRP 482456 beschrieben, führten ebenfalls zu keinem für die Lackherstellung hochwertigem . Kolophon. Der Nachteil dieser Erfindungen ist darin begründet, daß bei den aufwendigen und langwierigen Herstellungsverfahren wichtige Bestandteile der fossilen Harze aogetrennt werden bzw. Kolophon entsteht, das in hohem Maße Fremdstoffe enthält. Außerdem sind diese Verfahren zum Teil nicht auf Bernstein und eine Reihe Copale anwendbar.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:
— Erzielung eines hochwertigen, besonders für eine Lackherstellung geeigneten fremdstofffreien Kolophons
— Kontinuierlicher Herstellungsprozeß
— Minimierte Temperaturbelastung bei der Umsetzung des iosoMen -larzes zu Kolophon
— Möglichkeiten der produktspezifischen Fahrweise des Kneters euren Variation der Schneckengeometrien, Zonenzuordnung, Drehzahl der Schnecken, Durchsatzleistung sowie der Temperatur
— Optimales Energie-Umsetzungsverhältnis
— Direkte Umsetzung des fossilen Harzes zu Kolophonen ohne Zusatz von Fremdstoffen
— Steuerung des Grades der Abtrennung der gasförmigen und flüssigen Abspaltprodukte durch Anzahl und Anordnung der Entgasungsstutzen, so daß eins Optimierung je nach Einsatzgebiet vorgenommen werden kann
— Möglichkeit der Erfassung von hochwertigen chemischen Rohstoffen durch fraktionierte Abscheidung der Abspaltprodukte
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kolophon aus fossilen Harzen herzustellen, das die oben stehenden Eigenschaften aufweist. Gegenstand der Erfindung ist also ein Herstellungsverfahren von Kolophon aus fossilen Harzen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Umwandlungsprozeß in einem Schneckenkneter, vorwiegend einem Zweiwellenschneckenkneter, erfolgt.
Dabei zeigte sich in überraschenderweise, daß bei diesem Herstellungsverfahren durch die dabei auftretende geringzeitige Temperaturbelastung bei gleichzeitiger Abtrennung der gasförmigen und flüssigen Abspaltprodukte ein hochwertiges von Fremdstoffen freies Kolophon entsteht, welches sich besonders zur Lackherstellung eignet. Der Umsetzungsprozeß wird bei Temperaturen zwischen 300 und 4S0X vorgenommen. Weiterhin wurde gefunden, daß die Qualität des Kolophons gesteigert werden kann durch Zusatz des bei diesem Herstellungsverfahren anfallenden Bernsteinöls zum Bernstein oder Copal in Konzentrationen von 1-10%, vorzugsweise 3%, als Fließ- und Umsetzungsbeschleuniger. Das Bernsteinöl wird beim Abtrennen der gasförmigen und flüssigen Abspaltprodukte wieder fraktioniert zurückgewonnen. Mit der Abtrennung der gasförmigen und
flüssigen Abspaltprodukte ist es möglich, neben der Herstellung eines fremdstofffreien Kolophons auch noch wertvolle chemische Rohstoffe bei weiterer Fraktionierung zu gev- 'nnen.
Die bevorzugte Aueführungsform des Schneckenkneters für den Umwandlungsprozeß zu Kolophon aus fossilen Harzen ist aus dem Apparateschema der Figur 1 ersichtlich. Dabei wird über den Einfülltrichter 2 das fossile Harz in die Einzugszone 3 des Schneckenkneters eingetragen. Hier wird das fossile Harz durch die vom Motor 1 angetriebene Schnecke vorerst zerkleinert. Danach wird das Produkt durch die Schnecke in die Heizungszone 4 des Schneckenkneters transportiert, in der die Umwandlung des fossilen Harzes in Kolophon und gasförmige sowie flüssige Abspaltprodukte stattfindet. Diese Abspaltprodukte entweichen über die Entlüftungsöffnungen des Schneckenkneters in der Entgasungszone 5. Da das Gas hochwertige Substanzen, wie z.B. Bernsteinöl, enthält, werden diese im Kondensator 8 abgeschieden. Das nunmehr entgaste Kolophon wird im Spritzkopf 6 durch eine Düse aus dem Schneckenkneter auf jin sich drehendes Kühlwalzenpaar 7 aufgespritzt. Das auf dem Walzenpaar erstarrte Kolophon wird durch die Abstreifer 9 als Schuppen von der Trommel abgehoben und steht danach zur Weiterverarbeitung zu Lacken im Auffangbehälter 10 zur Verfügung.
Besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn mart dem fossilen Harz beim Eintragen in den Schneckenkneter noch 1-10%, vorzugsweise 3%, Bernsteinöl zusetzt. Hierdui ch wird infolge der Verbesserung der Fließeigenschaften bzw. Filmbildung um die Partikel des fossilen Harzes der Umsetzungsprozeß beschleunigt, so daß bei gleichzeitiger Energieeinsparung ein besonders hochwertiges Kolophon hergestellt werden kann.
kontinuierlich 1 kg/h Bernstein mit einer Körnung von 0 bis 10mm eingetragen.
diesem Beispiel keine gesonderten Entgasungsstutzen zugeordnet. Eine Indirekte verminderte Entgasung findet während der
besonders hohe Anidile Bernsteinöl enthält.
1080mm werden kontinuierlich 6,0kg/h Bernstein mit einer Körnung 0 bis ΙΟην* eingetragen. Die Schnecke besteht aus
der Heizzone wird mittels Elektroheizung auf 385°C gebracht und wirkt über eine Verfahrenslänge von 630 mm nach der
und verlassen über zwei nach oben angeordnete Entgasungsstutzen (Öffnungsdurchmesser 40mm) im letzten Drittel des
als Kondensat abgest hieden.
wassergekühltes Walzenpaar, dessen Oberflächen hart verchromt sind. Die Spaltbreite kann zwischen 0,5 und 2mm variiertwerden, so daß man Kolophonschuppen unterschiedlicher Stärke und somit Schüttdichte erhält.
umgehend, wenn eine Oberflächentemperatur der Walzen von 4O0C garantiert wird. Die Abnahme und somit gleichzeitige
(flüssig, gasförmig) 0,6 kg/h
Je nach Art des eingesetzten Bernsteins ist eine Schwankungsbreite dieses Erzeugnisses nicht auszuschließen, jedoch bestätigen Versuchsdurchführungen über einen längeren Zeitraum das vorliegende Ergebnis.
1080mm werden kontinuierlich 7,0kg/h Bernstein mit einer Körnung 0 bis 10mm eingetragen.
eingestellt. Die Temperatur der Reizzone wird mittels Elektroheizung auf 3850C eingestellt und wirkt über eine Verfahrenslängevon 630mm nach der Einzugszone auf das durchlaufende Produkt ein.
angeordnete Entgasungsstutzen (Öffnungsdurchmesser 40mm) im letzten Drittel des Extruders den Umwandlungsraum undwerden über einen wassergekühlten Kondensator gesaugt und dort die verwertbaren Stoffe als Kondensat abgeschieden.
und erkaltet darin. Nach dem Erstarren läßt es sich leicht aus der Form zur Weiterverarbeitung entnehmen. Die '
Nettoleistungsaufnahme des Schneckenantriebes betrug N = 0,85kW, so daß sich ein spezifischer Energievorbrauch S " 0,083 kWh/kg einstellte.
Bei gjeichen Einstellparametern wurde in den Einfüllstutzen zusätzlich zum Bernstein 3% Bernsteinöi (210g/h) kontinuierlich zudosiert. Es zeigte sich eine Absenkung des spezifischen Energieverbrauchs auf S = 0,045kWh/kg für den Schneckenantrieb. Diese Reduzierung ist auf die Verbesserung der Fließeigenschaften des zermahienen Bernsteins und eina frühzeitige Aufschmelzung infolge der Filmbildung und des damit verbundenen besseren Wärmeüberganges zurückzuführen. Das angesetzte Bernsteinöi wird über die angeordneten Abgasstutzen wiederum abgeleitet, kondensiert und kann im Kreislaufverfahren wiederum zum Einsatz gelangen.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von hochwertigem Kolophon aus fossilen Harzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwandlungsprozeß bei Temperaturen zwischen 3000C und 45O0C mit oder ohne Fließ- und/oder Umsetzungsbeschleuniger in einem Schneckenkneter bei gleichzeitigem Abtrennen der gasförmigen und flüssigen Abspaltprodukte erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung vorzugsweise in einem Zweiwellenschneckenkneter durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem fossilen Harz anteilmäßig 1-10%, vorzugsweise 3%, des bei der Fraktionierung der flüssigen Abprodukte erhaltenen Bernsteinöls als Fließ- und Umsetzungsbeschleuniger zusetzt.
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