DD272287A1 - Elastormermischung fuer lichtimpulsbestaendige schutzbekleidung - Google Patents
Elastormermischung fuer lichtimpulsbestaendige schutzbekleidungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Organo-Clay-Verbindungen mit sehr hoher Quellfaehigkeit aus tonmineralhaltigen Rohstoffen und organischen Ammoniumsalzen oder Aminen. Diese Organo-Clay-Verbindungen werden als Thixotropiermittel in der Farben- und Lackindustrie, als Bohrspuelungszusatz oder als Formsandbinder in der Giessereiindustrie eingesetzt, koennen aber auch als Fuellstoff in der Plast- und Elastindustrie Anwendung finden. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Organo-Clay-Verbindungen mit hohem Quellvermoegen aus verfuegbaren tonmineralhaltigen Rohstoffen und organischen Ammoniumverbindungen bzw. Aminen zu entwickeln, das sich gegenueber den bekannten Verfahren durch geringeren Einsatz von Material, weniger Verfahrensstufen und hoehere Leistung auszeichnet. Dabei sollen die organischen Substanzen in fester oder wenigstens in pastoeser Form den Tonmineralsuspensionen zugesetzt werden koennen. Erfindungsgemaess wird die technische Aufgabe dadurch geloest, dass die Umsetzung der tonmineralhaltigen Rohstoffe mit den organischen Verbindungen in Gegenwart einer fluessigen Phase in Nassmuehlen durchgefuehrt wird.
Description
Di« Erfindung betrifft «in Verfahren tür Herstellung von Organo-Clay-Verblndungen mit «ehr hoher Quellflhlgkeit aui tonmlneralhaltlgen Rohstoffen und organischen Ammoniumseifen oder Aminen. Dies« Organo-Clay-VerbJndungen werden als Thixotropiermittel In der Farben· und Leckindustrie, als Bohrtputungstusatt oder al* For msandbindar in der Gießereiindustrie eingesetzt können aber auch als Füllstoff in der Plast· und Elastlndustrle Anwendung finden.
Tonminerale sind in der Lage, mit vielen organischen Stoffen Verbindungen tu bilden. Von technischer Bedeutung sind besonders Verbindungen, die eus monorlllonltischen Tonmineralen und organischen Ammoniumverbindungen, die mindestens eine Kohlenwasserstoffkette mit mehr als 8 C-Atomen enthalten, bestehen. Diese OrganoClay-Verbindungen stellen eine ne'ie Verbindungsklasse dar, die In der Natur nkht vorkommt.
Aufgrund ihrer Eigenschaften, besonders der Eigenschaft, in nkhtwlQrigen Lösungsmitteln tu quellen und dadurch Sole oder QeIe mit hoher Viskositlt und teilweise thixotropen Verhalten tu bilden, werden sie in vielen Industrieiweigen eingeseift. Sie werden unter den Handelsnamen Bentone und Ivegel auf den Markt gebracht.
Öle technische Herstellung (Ullmann'a Entyklopldle der techn. Cherrie Band 21,4., neubearbeitete und erweiterte Auflige, Verlag Chemie Welnhelm/Bergstr.) erfolgt größtenteils in der Welse, daß aus montmorillonithaltlgen Rohstoffen tunlchst sehr feindUperse Fraktionen abgetrennt werden, die hauptsächlich aus Montmorillonit bestehen. Oatu wird tine wlßrige Suspension hergestellt, aus der tunlchst nichttonige Verunreinigungen durch Sedimentation oder Zentrifugation abgetrennt werden. Llegen die montmorillonitischen Bestandteile nkht In der NaForm vor, erfolgt meist eine Na-Belegung durch Behandlung mit Soda. Wenn man hochwertige Organo-Clay-Verblndungen herstellen will, schließt sich eine weitere Klassierung an. Diese kann tweckmlßigerweise in einem Hydrotyklon erfolgen. Die Trennwirkung ist um so großer, je geringer der Feststoffgehalt der Ausgangssuspension ist. Verwendet man sehr dünne Suspensionen, ist es erforderlich, den Hydroxiyklonüberlauf vor der weiteren Verarbeitung einzuengen. Da dies meist durch Eindampfen erfolgen muß, bedeutet das einen sehr energieaufwendigen Prozeß.
Von den eingeseiften Rohstoffen kOnnen im allgemeinen nur etwa 50% für die Herstellung der Organo-ClayA/erbindungen verwendet werden. Ott Rest wird meistens verworfen.
Trott der oben beschriebenen, aufwendigen Vorbehandlung liefern viele Rohstoffe nur Organo-Clay>Verblndungen mit relativ geringen Quellvermogin. Man hat deshalb versucht, die Aufbereitung tu intensivieren, f.B. durch Einsati von Apparaten, die eine besonders intensive mechanische Beanspruchung bewirken, wie t. B. Turbolöser. Die verdünnten Suspensionen (Feststoffgehalt 0,01-0,1 kg/kg) werden bei Temperaturen zwischen 50 und 80'C mit dem organischen Produkt umgesetit. Das erfolgt meist in der Weise, daß aus dem organischen Ammoniumsalz eine wlßrige Lösung hergestellt wird, die dann der Tonmineralsuipension zugesetzt wird. Da es sich bei der Bildung der Organo-Clay-Verbindungnn um einen Ionenaustausch zwischen flüssiger und fester Phase handelt, ist eine intensive Durchmischung orforderlich, was meist durch intensives Rühren erreicht werden soll.
De dl· benötigter) organisch«) Verbindungen In Wasser sehr schwer löslich ilnd, verwendet man Im allgemeinen Mhr verdünnte Lötungen diner Produkt« (Oehalt an organischer Substanz weniger «It 1C g/l). Mar. kann df« organler h· Substanz tuch tunkhil In organischen, mit Wesser mischbaren Lösungsmitteln, wl· ι. B. Alkoholen, auflösen und dl·»· Lösungen d«r Tonminerelsmpentlon tuseuen.
Nach Ablauf d«r Umsetzung w«rd«n dl· g«blld«t«n OrgenoCleyVerblndungen ebflltrlert btw. abtentrlfugktrt g«waach«n und b«l 60-70 *C getrocknet. DI· Trocknung wird m«lit ao durchgeführt, dad dl· g«trockn«t«n Produkt· noch einen Restwassergehalt von 2-3H aufw«la«n. Da· Endprodukt wird schließlich auf dl· erforderlich· Feinheit aufgemehlen, Der Ionenaustausch kann auch In organlachen Systemen durchgeführt werden. Für benimmt· tlnaatigeblet·, ι. B. far Glißer elformechlkhten kenn daher die erhaltene Suipenilon ohne weitere Behandlung elngetetti we>den. Ein wesentlicher Nachteil eller bekannten Verfehren besteht darin, dall sie sehr aufwendig sind. Das betrifft besonder· die Herstellung der for rile Umseuung erforderlichen Tonminereifrektionen. Ein weiterer Nechtell Ist, deO die eingeteilten Rohstoffe nur ungenügend ausgenutit werden können. Schließlich besteht ein wesentlicher Mangel darin, daß eich aua vielen Rohstoffen troti hoher Aufwendungen nur Produkte gewinnen lasten, rile ein relativ geringes Quellvermögen aufweisen.
2M der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, aus tonmlnerelheltlgen Rohstoffen auf einfache Welse OrganoClsy Verbindungen henustellen, die ein hohes Quellvermögen In organischen Lösungsmitteln eufwelsen.
entwickeln, des sich gegenüber den bekennten Verfehren durch geringeren Elnseti von Material, weniger Veifehrensstufen und höhere Leistung eusiekhnet. Debet sollen die organischen Substanzen in fester oder wenigstem In pestöser Form den
organischen Verbindungen in Gegenwart einer flüssigen Phase in f ießmühlen durchgeführt wird.
in Trommelkugelmühlen. In beiug auf das Quellvolumen gibt es optimale Herstellungsbedingungen. Von besonderer
besitien Im ellgemeinen solche Stoffe, die der KetiorienauatauschkapaiItIt Iquivalente Mengen organischer Verbindungen enthelten.
von Wasser durch, ist es erforderlich, nach Ablauf der Reaktion den Foststoff eut der Suspension ebiutrennen, iu waschen, tu trocknen und naxhtuierkleinem, wobei die Trocknung möglichst bei Temperaturen Meiner eis 100'C durchgeführt werden sollte.
elnxuseuen. Besondere kostensenkend iat es, den Rohstoff ohne vorherige Klassierung einiusetien, well dedurch einmal ein aufwendiger Trennproteß elngespsn werden kenn, wes iu einer Senkung des spezifischen Rohstoffverbreuche führt. Arbeitet man in wlßrlgon Systemon, können die anorganischen Rohstoffe sogar ohne vor hör ige Trocknung elr.gosetit werden, wodurch die Stufe der Trocknung eingespart werden kenn.
einzusetzen, so daß die Verfehrensstufe der Zerkleinerung des orgenlschen Rohstoffes entfallt.
besonders günstig, die Kassierung so durchzuführen, daß der Überlauf ohne weitere Vorbehandlung als Ausgangsprodukt für die UmseUung mit der organischen Verbindung eingesetzt werden kenn. In bestimmten Fallen kenn es erforderlich sein, den natürlichen Rohstoff iunlchst einem Kationenaustausch tu unteniehen. Die Umseuung mit den entsprechenden Lösungen kenn sowohl in Aggregaten durchgeführt werden, die dem Naßmahlprozeß vorgeschaltet werden; es Is t aber euch möglich, den
wodurch wiederum eine Verfehrensstufe eingespart werden kenn.
en montmorillonitlschen Bestendteilen bzw. andere quellflhige Wechsellegerungsminerele enthalten. So Ist es z. B. möglich, cue Friedender Ton nech dem erflndungsgemlßen Verfehren Orgeno-Cley-Verblndungen herzustellen, die in bestimmten
werden, wobei die Umseuung mit den verdünnten Sluren entweder vor dor UmseUung mit den orgenlschen Stoffen erfolgen kann, oder die Umsetzung mit den Sluren kann vor der Umsetzung mit den organischen Verbindungen in der Naßmühle tolbst erfolgen.
können als fait· Stoff· biw. In pestoser Form den Suspensionen In d«r Naßmühl· zugesetzt warden: ·· IM «bar auch möglich dia organischen Produkte vorhtr In FlOiilgkaiian aufzulösen und dlaia lösungen dan 8uipamlonan tuiu«atian. BaI den In Wasser nicht odar «chwar löslichen Varblndungan kann ai vorteilhaft aaln, dlaia tunlchit In organische wessermlschbsr·
bei Temperaturen !wischen 60 und 70*C durchtuführen. Ebenso lit ei möglich, die Reaktlonidauer In weiten Qrenien tu variieren. Bei Umleitungen In TrommelkugelmOhlen reicht melit eine Verweiltelt von 1 8tunde au·, um Produkte mit guten
al· 10 Minuten redutleren.
lumlndest einen Teil der Suspension Im Kreislauf tu führen.
10g eines DDRBentonlts, der folgende Zussmmensettung hatte: 0,409 kg SiOt/kg, 0,164 kg AI,O|/kg, 0,13kg F«|O>/kg, 0,037 kg
wurden 311 ml einer 0,046molaren Stearyltrimethylammoniummethasulfat-Losung (technisches Produkt Zebulen EP, VEB
wurde die Suspension In eine Filternutsche Ober ein Papierfilter gegeben und der Filterkuchen tweimal mit jeweils 260ml 60'C warmen Wasser gewaschen. Der gewaschene Rückstand wurde 48h bei 60'C getrocknet und auf eine Korngröße < 126um nachterktelnert.
mit Ponellankugeln mit einem Durchmesser von 10mm gefüllt war, einer Trommelkugelmühle (VEB Keramische Werke
100ml Nitrobenten betrug 61 ml.
7g eines Bentonite, wie Im Beispiel 1 cherekterlsiert, wurden In 218ml einer 0,O1 & molarett Steervltrimethylammoniummathasulfet-Lösung und 32ml Wasser 30· disperglert. Die so erhaltene Suspension wurde 8 Minuten In einem O,82-I-Mshlbehllt«r, der tu 86% seines Volumens mit Glasmahlkugeln mit einem Durchmesser von 3mm gefüllt war, einer vertikal angeordneten Leborspindelmühle des Typs 192 AK (VEB Maschinenfabrik Heidenau) bei 60'C umgesetzt. Die Aufarbeitung der erhaltenen Suspension erfolgte analog Beispiel 1. Durch diese Umsettung wurden 13,7 mmol ties Stearyitrimethylanimoniummethasulfates angelagert. Das QuelrvoKimon von 2g Produkt In 100ml Nitrobenten betrug 33ml.
10g Friedlinder Ton, der folgende Zusammensetzung hatte: 0,668kg SiOt/kg, 0,184kg AI)O}/kg, 0,066kg Fe,Oj/kg, 0,02kg MgO/kg, 0,009kl Νβ,Ο/kg. 0.006kg CaO/kg mit einem Glühverlust von 8,6% (25-1 OOO'C) und der hauptsächlich aus Montmorillonii Muskovit-Wechsellagerungsmineralian bestand, wurden in einem SOO-ml-Zweihalskolben in 300ml destilliertem Wasser suspendiert und 0,6h bei 60'C gerührt. Zu dieser Suspension wurden 100ml einer 0,045molaren StearyltrimethylammoniummethasulfaHOsung gegeben. Die Suspension wurde 1 h bei 60'C gerührt. Die Aufarbeitung der Suspension erfolgte analog Beispiel 1. Durch diese Umsettung wurden 4,4 mmol des Stearyltrimethylammoniummethasulfates angelagert. Des Quellvolumen von 2g Produkt In 100ml Nitrobenten betrug 10ml.
Der gleiche Frledllnder Ton wurde erfindungsgemlß umgesetzt, Indem 7g des Tones in 67ml einer 0,045molaron Stearyltrimethylammoniummethasulfat-Ldsung und 183ml destilliertem Wasser 30 a dispergiert wurden. Die so erhaltene Suspension wurde 8 Minuten in einer Laborspindelmühle (Beispiel 2) bei 65'C umgesettt. Die Aufarbeitung der Suspension erfolg'.e analog Beispiel 1. Durch die erfindungsgemlße Umsettung wurden 2,98 mmol des Steeryltrimethylammoniurnmethasulfates engelagert. Das Quellvolumen von 2g Produkt In 100ml Nltrobenzen betrug 17ml.
10g Bentovln (ÖSSR-Handelsprodukt), der folgende Zusammensetzung hatte: 0,647kg SlOj/kg, 0,177kg AljOj/kg, 0,027kg FeiOj/kg, 0,0013kg TiO,/kg, 0,035kg MgO/kg, 0,019kg CaO/kg, 0,0235kg Na,O/kg mit einem Glühverlust von 6,7% (25-1 OOO'C) und der hauptsächlich aus Montmorillonit bestand, wurden in einem WO-ml-Zweihalskolben in 74ml destilliertem Wasser sueoendiert und 0,5h bei 60'C gerührt. Zu dieser Suspension wurden 326ml einer 0,046molaren Dodecylemmoniumhydrochlorid-Lösung I Hydrochloric! des technischen Produktes Rofamln Kd, VEB Hydrierwerk Rodleben) gegeben. Die Suspension wurde 1 h bei 60'C gerührt und dann entsprechend Beispiel 1 aufgearbeitet. Durch die.*·) Umsetzung
wurdan 14,1 mmol da· Oodacylammonlumhydrochlorlda· angalagari. 2g da· Produkt·· wiesen aln Quallvoluman von 40ml In 100ml Nitrobenten auf.
10g Bamovln wurdan trfIr dunotgemlB mit 343 ml alnar 0,048molaren Dodecylammoniumhydrochlorldlosung und 67 ml dc itllllartam Waiter bal 66*C 1 Stunrte In ainar Trommalkugalmühla (Beispiel 1) umgatattt.
BetepielB
1Og Bantovin, wie im Beiiplel 4 chsrikterlslert, wurden mit 297ml einer 0,046 noleren 8teervltrlm«thylammonlummathatul(atl0tung und 103 ml dettllllertem Waiter In einer Trommelkugelmühle 1 8tunde lang bei 66*C umgeiettt. Die Aufarbeitung der Suipenilon ecfol .-te analog tu Beliplel 1. Durch dleie Umsetiung wurden 13,4 mmol StearYltrlmethylammonlummethaiulfat angelagert. On Ouellvolumen von 2g Produkt In 100ml Nltrobenter. betrug 66ml.
erledlinder Ton, wie Im Beiipiel 3 charakteriilert, wurde mittel· Mydroiyklon Maulen. 64ml der Fraktion < 2Mm (10g Fettstoff) wurden mit 244ml destillierten Waiter 0,6h bei 60'C In einem 600ml-Zwelhatskolben gerührt. Danach wurden 102ml einer 0,046molaren StearYltrimethylammonlummethysulfat-Losung lugegeben und bei 60'C 1 h unter Rühren umgeietit. Die
70ml einer 0,048 molaren Stearyltrimethylammonlummethesulfet-Lösung In einer Rührwerkskugelmühle entsprechend
2g dea Produktes wiesen ein Quellvolumen von ISmI In 100ml Nitrobenten auf.
Claims (8)
- Patentanspruch:1. Verfahren tür Herstellung von Orgsno-Clay-Verblndungon tut tonmlneralhaltlgen Rohstoffen und langkettlgen Aminen und/oder 8alian dar antaprachandan Ammonlumvarblndungan und/oder SaIien der entsprechenden Quarttrverblndungen, gekennielohnet dadurch, daß die Umaetiung dar tonmlneralha'tlgen Rohitoffe mit den organlichen Stoffen In einer Naßmühle durchgeführt wild.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekenmelchnet dadurch, daß montmorllonlthaltlge Rohstoffe eingesetzt werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch I1 gekenmelchnet dadurch, daß Friedlinder Ton elngesetit wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekenmelchnet dadurch, daß der toiimlneralhaltlge Rohstoff einer Klassierung unterworfen wird und die Fraktion < ΙΟμιη, vonugswelse < 2 um, mit den organischen Stoffen umgesetit wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, gekenmelchnet daduroh, daß der tonmlneralhaltlge Rohstoff In einem Hydroiyklon klassiert und die den Feinkornanteil enthaltende Suspension mit den organischen Stoffen umgesetit wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, gekenmelchnet dadurch, daß als organische Stoffe Ammonlumsalie und/oder quartlre Ammoniumverbindungen, die eine Kohlenwasserstoffkette mit mehr als 8 C-Atomen enthalten, eingesetzt werden.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, gekenmelchnet dadurch, daß die tonmlneralhaltlgen Rohstoffe zunlchst In die H '«Form überführt werden und dann mit Aminen, die mindestens eine KohUnwasserstoffkette mit mehr als 8 C-Atomen enthalten, umgesetit werden.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, gekenmelchnet dadurch, daß die organischen Stoffe In organischen, mit Wasser mischbaren, Lösungsmitteln, vonugswelse in Ethanol oder Methanol, gelöst eingeteilt werden.
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4446122A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Sued Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung eines Adsorbens für anionische Verbindungen und dessen Verwendung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4446122A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Sued Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung eines Adsorbens für anionische Verbindungen und dessen Verwendung |
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