DE2043497A1

DE2043497A1 - Verfahren und Mittel zur Beeinflussung des Wetters

Info

Publication number: DE2043497A1
Application number: DE19702043497
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr. 6000 Frankfurt; Diery Helmut Dr. 6233 Kelkheim; Rittner Siegbert Dr. 6000 Frankfurt Kühne
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG, vormals Meister Lucius & Brüning, 6000 Frankfurt
Priority date: 1970-09-02
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1972-03-16
Also published as: FR2107180A5; NL7111830A; CA974140A; IT953111B; BE772026A; SE354090B; US3748278A; GB1364074A

Description

FARBWERKE HOECHST AG vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: HOE

Datum: 24. August 1970 . 2043^97

Dr. Kl/dm

Verfahren und Mittel zur Beeinflussung des Wetters

Es ist bekannt, daß für den zivilen Luftverkehr die Herbstund Wintermonate durch Einwirkung von Nebel zu einer besonders kritisehen Zeit werden. Trotz zahlreicher Versuche, eine Nebelbekämpfung mit physikalischen, chemischen oder mechanisch wirkenden Methoden durchzuführen, ist eine befriedigende Lösung dieses^Problems bisher nicht gelungen. Auch mit Tensiden, wie sie. in der deutschen Patentschrift 956 278 und in der US-Patentschrift 2 962 450 beschrieben werden, konnte das Problem der Nebelauflösung nicht gelöst werden.

Es wurde gefunden, daß überraschenderweise wasserlösliche Kondensationsprodukte aus

a) einem Sulfongruppen enthaltenden Phenol oder Phenolgemischen

b) einem Harnstoff und

c) Formaldehyd oder Formaldehyd abgebenden Verbindungen

wetterbeeinflussende Eigenschaften aufweisen, d.h. zur Reduzierung bzw. Beseitigung von Wolken und insbesondere zur Bekämpfung von Nebel geeignet sind.

Als Sulfogruppen enthaltende Phenole kommen in erster Linie aromatische Mono- oder Dihydroxyverbindungen in Betracht, wobei der aromatische Kern noch weitere Substituenten enthalten kann, insbesondere Halogenatome, vorzugsweise Chloratorae, und Alkyl- bzw. Alkoxygruppen, vorzugsweise niedere Alkylreste bzw. Alkoxyreste mit 1-4 Kohlenstoffatomen. Somit sind als Phenole, deren. Sulfonierungsprodukte allein oder in Form von technischen Gemischen zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Mittel eingesetzt werden, vor allem geeignet: * zum Abregnen von Wolken...

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einkernige Phenole, wie insbesondere Kresole, Xylenole, Butylphenole, Halogenphenole und das Phenol selbst, Bisphenole, wie 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 4¹,4"-Dihydroxydiphenylpropan-(2,2), 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, Naphthole, niedermolekulare Alkylnaphthole, mehrwertige Phenole, wie Resorcin, Brenzkatechin und Hydrochinon, deren Homologe, sowie deren niedermolekulare Monoalkyläther mit 1-4 Kohlenstoffatomen im Alkoxyrest, wie beispielweise die Methyl-, Äthyl- und Propyläther des Brenzkatechins. Es ist aber auch möglich, der Sulfonierung bereits sulfonierte Phenole der genannten Art oder entsprechende Sulfomethylierungsprodukte zugrundezulegen.

Als Harnstoffe kommen außer dem Harnstoff selbst Methylol-Harnstoffe, wie Ν,Ν'-Dimethylolharnstoff, Tetramethylolharnstoff, Äthylen-bismethylolharnstoff, verätherte Methylolharnstoffe, insbesondere Derivate niedermolekularer Alkanole, wie Dimethoxy-dimethylolharnstoff, Methoxy-dimethylolharnstoff oder Dibutoxydimethylolharnstoff in Betracht. Ferner können anstelle des Harnstoffs auch Vorgebildete wasserlösliche, gegebenenfalls partiell verätherte Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate eingesetzt werden.

Der zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kondensate benötigte Formaldehyd kann gasförmig, als wäßrige Lösung (Formalin) oder in Form eines Formaldehydspenders, wie Paraformaldehyd, Trioxymethylen, Hexamethylentetramin oder einem Halbacetal aus Formaldehyd und einem kurzkettigen Alkohol, eingesetzt werden.

Die Verbindungen sind für sich allein oder aber gemeinsam mit anderen ebenfalls nebelbeseitigenden Verbindungen wirksam und brauchbar. So können beispielsweise Mischungen der erfindungsgemäß zu verwendenden Produkte mit Verbindungen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 20 16 705.9 beschrieben sind, verwendet werden, oder mit anderen Verbindungen, die ebenfalls als nebelbeseitigend bekannt sind, insbesondere mit Harnstoff. Bevorzugt gelangen die Kondensationsprodukte und deren Mischungen in Pulverform mit einer Teilchengröße von etwa 1-50yu, insbesondere mit einer Teilchengröße von 5-20u zum Einsatz. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Kondensationsprodukte erhält man in an sich bekannter Weise, wenn man die sulfonierte phenolische Verbindungen oder ein Gemisch von sulfonierten pheno-

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lischen Verbindungen in beliebiger Reihenfolge mit Harnstoff oder vorgebildeten wasserlöslichen, gegebenenfalls teilv/eise verätherten Harnstoff-Forinaldehyd-Kondensaten und mit Formaldehyd oder mit Formaldehyd freisetzenden Verbindungen im sauren Medium bei Temperatüren von etwa 20 bis etwa 120⁰C, vorzugsweise zwischen etwa AO und etwa 10O⁰C zur Umsetzung bringt. Dabei können verschiedene Varianten und Reihenfolgen dieser Kondensation durchgeführt werden. So kann man beispielsweise eine Sulfosäure oder ein sulfonsaures Salz einer phenolischen Verbindungen oder eines Gemisches derselben in einer ersten Stufe mit einem vorgebildeten wasserlöslichen, gegebenenfalls verätherten Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat umsetzen und in einer zweiten Reaktionsstufe -das so erhaltene Kondensat in saurer wäßriger Lösung mit einer phenolischen Verbindungen und Formaldehyd nachbehandeln.

Die als wäßrige Lösungen anfallenden Kondensationsprodukte sind nach der Neutralisation, beispielsweise mit Alkalihydroxiden oder Ammoniak, mit Hilfe bekannter Verfahren, wie Sprüh- oder Walzentrocknung, gut pulverisierbar.

Das Mengenverhältnis der Ausgangskomponenten kann in weiten Grenzen variiert werden. So können auf etwa 1-2,5 Mol der sulfogruppenenthaltenden pheriolischen Verbindung etwa 0,5-3 Mol Harnstoff oder eines wasserlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates und etwa 3-5_f5 Mol Formaldehyd eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen zeichnen sich neben einer guten Nebelauflösungswirkung weiterhin dadurch aus, daß sie gegenüber den im Fahrzeug- und vor allem Flugzeugbau verwendeten Metallegierungen nicht korrosiv wirken und nicht toxisch sind.

Werden die Verbindungen in Kombination mit anderen wetterbeeinflussenden, insbesondere mit anderen die Auflösung von Nebel bewirkenden, Substanzen eingesetzt, so kann der Anteil der erfindungsgemäßen Mittel in den Grenzen von etwa 10-90 % gewählt werden. Vorzugsweise wird eine Mischung von etwa 20-80 % der erfindungsgemäß©» zu verwendenden Verbindungen mit der oder den

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anderen Hischkompcrenten gewählt. Besonders bevorzugt gelangt als Mischkomponente Harnstoff zum Einsatz.

Kondensationsproduk ■ \

500 Gewichtsteile Phenol werden mit 550 Gewichtsteilen 98 %iger Schwefelsäure 3,5 Stunden auf 98-100⁰C erhitzt. Danach wird auf 50⁰C abgekühlt,und das Reaktionsgemisch mit 200 Gewichtsteilen Wasser und 360 Gewichtsteilen Harnstoff versetzt. Bei 50-55⁰C werden unter Rühren allmählich 940 Gewichtsteile 30 %iger wäßriger Formaldehyd zugegeben. Anschließend setzt man 380 Gewichtsteile 50 %ige wäßrige Natriumhydroxidlösung und 750 Gewichtsteile Phenolsulfonsäure, die, vorstehend beschrieben, hergestellt worden ist, zu und kondensiert bei allmählicher Zugabe w von 300 Gewichtsteilen Formaldehyd bei 20-40⁰C, bis kein Formaldehydgeruch mehr wahrnehmbar ist und vollständige Wasserlöslichkeit des Kondensates erreicht wird. Dann wird mit ca. 500 Gewichtsteilen 50 %iger Natriumhydroxidlösung neutralisiert und die Kondensatlösung mit Hilfe eines Sprühtrockners zu einem Pulver versprüht.

Kondensationsprodukt 2

500 Gewichtsteile Phenol werden bei 98-10O⁰C 4 Stunden lang mit 550 Gewichtsteilen 98 #iger Schwefelsäure erhitzt. Dann kühlt man das Umsetzungsprodukt auf 40-60°C ab und läßt eine Lösung aus 650 Gewichtsteilen Dimethylolharnstoff und 400 Gewichtsteilen Wasser, allmählich hinzufließen. Sobald eine klare Lösung vorliegt, werden 200 Gewichteteile 50 %ige wäßrige Natriumhydroxidlösung und 36O Gewichtsteile des genannten sulfonierten Phenols zugesetzt und unter Zugabe von 300 Gewichtsteilen 30 j&Lgem Formaldehyd bei 20-45°C weiterkondensiert, bis kein Formäldehydgeruch mehr wahrnehmbar ist und vollständige Wasserlöslichkeit des Kondensates erreicht wird. Dann wird mit ca. 300 Gewichtsteilen 50 %iger Natriumhydroxidlösung neutralisiert und die Lösung mit Hilfe eines Sprühtrockners zu einem Pulver versprüht.

*wie

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Kondensationsprodukt 3

700 Gewichtsteile eines Natriumsalzes der ρ,ρΐ-Dihydroxydiphenylsulfonsäure werden in 800 Gewichtsteilen Wasser verrührt und mit 100,Gewichtsteilen konzentrierter Salzsäure angesäuert. Bei 65 bis 80⁰C läßt man allmählich 135 Teile eines 70 %igen wäßrigen Gemisches von Dimethylolharnstoff, in welchem 25 % der Methylolgruppen mit Methanol veräthert sind, zur Lösung hinzulaufen. Nach zweistündiger Nachrührzeit versetzt man die Reaktionsmischung mit 120 Gewichtsteilen Phenolsulfonsäure und kondensiert bei

ο ^s / *

35-55 C durch Zugabe von 120 Gewichtsteilen 30 %igem Formaldehyd bis das Produkt klar in Wasser löslich ist. Nach erfolgter Neutralisation mit ca. 80 Gewichtsteilen 50 ^iger Natronlauge wird das Kondensationsprodukt im Sprühtrockner zu einem Pulver versprüht .

Kombination des Kondensationsproduktes 1 und Harnstoff (Komb. 1)

40 Gewichtsteile des Kondensationsproduktes 1 wurden mit 60 Gewichtsteilen Harnstoff in Wasser vollständig aufgelöst und als 40 %ige wäßrige Lösung mit Hilfe eines Sprühtrockners bei einer Eingangstemperatur von 180⁰C in ein feines Pulver, Teilchengröße im wesentlichen 5 bis 30 η , überführt.

Kombination des Kondensationsproduktes 2 und Harnstoff (Korab. 2)

50 Gewichtsteile des Kondensationsproduktes 2 wurden mit 50 Gewichtsteilen Harnstoff innig vermischt und in einer Luftstrahlmühle (Bauart "Micronizer") mit einem Durchsatz von 10 kg Produkt pro Stunde so vermählen, daß ein Produkt von 10-20u Teilchengröße resultierte.

Die in den Beispielen beschriebenen Kondensationsprodukte und

deren Kombinationen zeigen eine hervorragende nebelbeseitigende Wirksamkeit.

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Die Beladung des Nebelraumes rait den erfindungsgemäßen Kondensationsprodukten oder deren Kombinationen zur Entnebelung kann in relativ weiten Grenzen von etwa 1 mg/ra bis zu 100 mg/m variiert werden. Die effektiv benötigte Beladung muß jedoch verstand'] icherweice in Abhängigkeit von wetterbedingten Parametern, wie z.B. der Windgeschwindigkeit, von Fall zu Fall ermittelt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann man sich verschiedener Ausrüstungen bedienen. Hierzu können beispielsweise ein oder mehrere Hubschrauber bzw. kleine Bugzeuge die erfindungsgemäßen Produkte in den Nebel eindüsen, oder man kann vom Boden aus, beispielsweise mit Großventilatoren oder Gebläsen, die Partikel in gerichteter Weise in den Nebel bringen bzw. einschießen. Schließlich können auch gespannte Gase, wie beispielsweise Preßluft, CO₂, N₂ oder Fluorkohlenwasserstoffe, als Treibmittel für die erfindungsgemäßen Verbindungen dienen.

Beispiel 1

In einem natürlichen Nebel, in dem markierte Stangen entlang einer Achse angebracht waren und eine Sichtweite von 3 m (Nebeldichte 2-3 g/m ) sowie eine Temperatur von 10⁰C herrschte, wurde aus einer Höhe von 10 m von der ersten Stange aus in Richtung der Achse der Stangen mit Hilfe eines Sprühgerätes, wie es bei der Versprühung von Schädlingsbekämpfungsmitteln in der Landwirtschaft eingesetzt wird, 5 g des Produktes der Kombination 1 eingebracht. Innerhalb von etwa 10 Minuten erfolgte eine Sichtweitenverbesserung im Nebel bis auf etwa 18 m.

In analoger Weise ergab auch das Produkt der Kombination 2 ähnlich gute Effekte.

Beispiel 2

In einem natürlichen Nebel mit einer Sichtweite von 3 m (Nebeldichte 2-3 g/m ) sowie einer Temperatur von 10⁰C werden analog dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren 5 g des Kondensationsproduktes 1 mit einer Teilchengröße von 10-20 η versprüht. Innerhalb von etwa 10 Minuten erfolgte eine "'.Lchtweitenverbesserung

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im Nebel bis auf etwa 12 m. Die Kondensationsprodukte 2 und mit einer Teilchengröße von 10-20yu ergaben ähnlich gute Effekte,

Beispiel 3

Das Produkt der Kombination 1, das mittels einer Luftstrahlmühle auf eine Teilchengröße von 8-20 >u vermählen worden war, wurde vom Flugzeug aus über ein Zerstäubungsrystem nach dem Venturi-Prinzip auf eine in 1000 m Höhe befindliche Kumuluswolke mit einer Dicke von 30-50 ra zerstäubt. Die Volke löste sich nach einigen Minuten auf.

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Claims

Patentansprüche;

ή Verfahren zur Beeinflussung des Wetters, dadurch gekennzeichnet, daß man wasserlösliche Kondensationsprodukte aus

a) einem sulfonierten Phenol oder Phenolgemischen

b) einem Harnstoff und

c) Formaldehyd oder Formaldehyd abgebenden Verbindungen verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man wasserlösliche Kondensationsprodukte aus

a)" einem sulfonierten Phenol oder Phenolgemischen " b) einem Harnstoff und

c) Formaldehyd oder Formaldehyd abgebenden Verbindungen zur Beseitigung von Nebel verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsprodukte in Kombination mit etwa 10 bis etwa 90 % Harnstoff zur Anwendung gelangen.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsprodukte oder solche Produkte enthaltende Gemische in Pulverform mit definierter Partikelgröße von etwa .1 bis etwa 50u zur Anwendung gelangen.
5. Veriäiren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsprodukte oder solche Produkte enthaltende Gemische in Pulverform mit definierter Partikelgröße von etwa 5 bis etwa 20 λι zur Anwendung gelangen.
6. Mittel zur Beeinflussung des Wetters, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserlöslichen Kondensationsprodukten aus

a) einem sulfonierten Phenol oder Phenolgemischen,

b) einem Harnstoff und

c) Formaldehyd oder Formaldehyd abgebenden Verbindungen.
7. Mittel nach Anspruch 6 zur Beseitigung von Nebel, gekenn-

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zeichnet durch einen Gehalt an wasserlöslichen Kondensationsprodukten aus

a) einem sulfonierten Phenol oder Phenolgernischen,

b) einen Harnstoff und

c) Formaldehyd oder Formaldehyd abgebenden Verbindungen.
8. Mittel nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 10 bis etwa 90 % Wirkstoff.
9. Mittel nach Anspruch 6-8, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 20 bis etwa 80% Wirkstoff.
10. Mittel nach Anspruch 6-9, gekennzeichnet durch einen Gehalt ' von etwa 10 bis etwa 90 % Harnstoff.
11. Mittel nach Anspruch 6-10, gekennzeichnet durch eine Pulverform definierter Partikelgröße von etwa 1 bis etwa 50 u .
12. Mittel nach Anspruch 6 bis 11, gekennzeichnet durch eine Pulverform definierter Partikelgröße von etwa 5 bis etwa 2Ou.

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