DE2153308A1 - Process for the production of carbonaceous porous objects - Google Patents
Process for the production of carbonaceous porous objectsInfo
- Publication number
- DE2153308A1 DE2153308A1 DE19712153308 DE2153308A DE2153308A1 DE 2153308 A1 DE2153308 A1 DE 2153308A1 DE 19712153308 DE19712153308 DE 19712153308 DE 2153308 A DE2153308 A DE 2153308A DE 2153308 A1 DE2153308 A1 DE 2153308A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- carbon
- resin
- binder
- shells
- hollow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 16
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 5
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- MIDXCONKKJTLDX-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethylcyclopentane-1,2-dione Chemical compound CC1CC(C)C(=O)C1=O MIDXCONKKJTLDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 claims description 2
- 235000013736 caramel Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 2
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 claims description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 claims 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 claims 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 claims 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 3
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- -1 polyacrylnytr11 Polymers 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011806 microball Substances 0.000 description 1
- 239000013518 molded foam Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
- B01D67/0067—Inorganic membrane manufacture by carbonisation or pyrolysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/10—Filter screens essentially made of metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
- B01D39/2055—Carbonaceous material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/021—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/022—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
- C04B35/532—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components containing a carbonisable binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/08—Special characteristics of binders
- B01D2239/086—Binders between particles or fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1241—Particle diameter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1258—Permeability
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/08—Specific temperatures applied
- B01D2323/081—Heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/10—Specific pressure applied
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
30. Oktober 1970, Japan, Nr. 952II/I970October 30, 1970, Japan, No. 952II / I970
Anmelder: KTJREHA KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA No. 8, Horidome-cho I-chome Nihonbashl, Chuo-ku Tokyo/ JAPAN Applicant: KTJREHA KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA No. 8, Horidome-cho I-chome Nihonbashl, Chuo-ku Tokyo / JAPAN
Verfahren zur Erzeugung kohlenstoffhaltigerProcess for producing carbonaceous poröser Gegenständeporous objects
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Erzeugung eines kohlenstoffhaltigen porösen Materials und insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines kohlenstoffhaltigen Materials, bei dem hohle Mikrokugelschalen aus Kohlenstoff mit einem Bindemittel unter Ausbildung eines geformten frischen Schaumes miteinander verbunden werden, welcher dann carbonisiert wird.The invention relates to a method for producing a carbonaceous porous material and in particular a method for producing a carbonaceous material, in the case of hollow carbon microspheres with a Binders are bonded together to form a shaped fresh foam, which is then carbonized will.
209820/1141209820/1141
Die Erfindung ist somit auf die Schaffung eines neuen wirtschaftlichen Verfahrens gerichtet, um kohlenstoffhaltiges poröses Material von niedriger Dichte und mit ausgezeichneten Eigen- [ The invention is thus directed towards providing a new economic method to carbonaceous porous material of low density and having excellent properties [
schäften herzustellen, welches vielfältige industrielle Anwen- i dungsmöglichkeiten besitzt.to produce a variety of industrial applications has application opportunities.
Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäße Aufgabe in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden kann, daß hohle Mikrokugelschalen aus Kohlenstoff mit einem Bindemittel zu einem ausgeformten frischen Schaum verbunden werden, welches dann carbonisiert : wird. . .It has been found that the object of the invention can be achieved in an advantageous manner in that hollow microspheres are spherical shells of carbon connected with a binder to form a molded fresh foam, which is then carbonized: is. . .
Das Verfahren zur Erzeugung von hohlen Mikrokugelschalen aus ■ Kohlenstoff, wie es in der vorliegenden Erfindung benutzt wird, ist im einzelnen in der japanischen Patentanmeldung Nr. 45625/ 1970 bzw. der Deutschen Patentanmeldung P2I26262.4, die auf den Namen des gleichen Anmelders eingereicht wurde, offenbart. ■The process for producing hollow microsphere shells from ■ Carbon as used in the present invention is detailed in Japanese Patent Application No. 45625 / 1970 or the German patent application P2I26262.4, which is based on the Name filed by the same applicant. ■
Gemäß der Offenbarung in dieser vorgenannten älteren Anmeldung besteht das Verfahren zur Erzeugung hohler Mikrokugelschalen darin, daß Steinkohlen oder Erdölpech mit einem Atomverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff von 0,2 bis 1,0 und einem Erweichungspunkt von 100 bis 350°C gleichmäßig mit einem organischen Lösungsmittel, in dem das Pech löslich ist, gemischt wird, dann diese Mischung in Wasser dispergiert wird, welches ein Suspendiermittel enthält, das Lösungsmittel aus der so erhaltenen Pech- ! lösungsmittelmischung entfernt wird, wodurch der Gehalt an Lösungsmittel auf 0,2 bis IO % gesenkt wird, das Material durch Kurzzeiterhitzung ausgeformt wird, die so erhaltenen Mikrokugelschalen aus Pech in einem oxydierenden Gas oder einer Flüssigkeit unschmelzbar gemacht werden und das so behandelte Material in einer inerten Atmosphäre carbonisiert wird. According to the disclosure in this aforementioned earlier application, the method for producing hollow microsphere shells consists in that bituminous coal or petroleum pitch with an atomic ratio of hydrogen to carbon of 0.2 to 1.0 and a softening point of 100 to 350 ° C. uniformly with an organic solvent , in which the pitch is soluble, is mixed, then this mixture is dispersed in water which contains a suspending agent, the solvent from the pitch thus obtained! solvent mixture is removed, whereby the content of solvent is reduced to 0.2 to IO % , the material is shaped by short-term heating, the resulting microsphere shells made of pitch are made infusible in an oxidizing gas or a liquid and the material treated in this way in an inert Atmosphere is carbonized .
Das Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Erzeugung von kohlenstoffhaltigem porösen Material, welches aus Kohlenstoff-Mikrokugelschalen besteht, unter Verwendung der vorgenannten hohlen Kohlenstoff-Mikrokugelschalen als Rohmaterial. The feature of the present invention resides in the production of carbonaceous porous material composed of carbon microsphere shells using the aforesaid hollow carbon microsphere shells as a raw material.
209820/1U1209820 / 1U1
Die Merkmale und die Aufgaben der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.The features and objects of the present invention result from the following description.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die hohlen Kohlen- ' stoff-Mikrokugelschalen mit einem Bindemittel, wie beispielsweise e- wärmehärtenden Harz) oder wärmehärtenden anorganischen, Material; unter Bildung eines ausgeformten frischen Schaumes mit- j einander verbunden, dann wird der ausgeformte frische Schaum zum Härten erhitzt und schließlich in einer nicht oxydierenden Gas- ! atmospäre carbonisiert, wobei der gewünschte kohlenstoffhaltige poröse Gegenstand erhalten wird.According to the inventive method, the hollow carbon 'fabric microsphere shells with a binder, such as e thermosetting resin) or thermosetting inorganic material; to form a molded fresh foam, then the molded fresh foam is heated to harden and finally in a non-oxidizing gas! atmosphere carbonized to obtain the desired carbonaceous porous article.
Die bevorzugten hohlen Kohlenstoff-Mikrokugelschalen der vorliegenden Erfindung haben einen mittleren Teilchendurchmesser von I μ bis IOOO μ, ein Schuttgewicht von 0,01 bis 0,8 g/cm und eine mittlere Wanddicke von 0,1 bis 100 μ.The preferred hollow carbon microsphere shells of the present invention have an average particle diameter of I μ to IOOO μ, a debris weight of 0.01 to 0.8 g / cm and an average wall thickness of 0.1 to 100 μ.
Die zum Verbinden solcher hohlen Kohlenstoff-Mikrokugelschalen verwendeten Bindemittel für die Erzeugung des frischen Schaumes können aus den vorerwähnten wärmehärtenden Harzen, wärmehärtenden anorganischen Materialien oder carbonisierbaren organischen Materialien bestehen. Dieselben sind zum Beispiel wärmehärtende Harze wie Phenolharze, Furfurylalkoholharz, Furfurylaldehydharz, Epoxyharz, Silikonharz, Alkydharze oder ungesättigte Polyesterharze} wärmehärtbare organische Materialien wie Wasserglas, colloidales Siliciumdioxyd, Clay usw; kohlenstoffhaltige organische Materialien wie Cellulose, Stärke, Caramel, Polyvinyl Alkohol, Polyacrylnytr11, Polyvinylidenchlorid usw.The ones used to join such hollow carbon microsphere shells The binders used for the production of the fresh foam can be made from the aforementioned thermosetting resins, thermosetting resins inorganic materials or carbonizable organic materials exist. They are, for example, thermosetting Resins such as phenolic resins, furfuryl alcohol resin, furfuryl aldehyde resin, epoxy resin, silicone resin, alkyd resins or unsaturated polyester resins} thermosetting organic materials such as water glass, colloidal silica, clay, etc; carbonaceous organic materials such as cellulose, starch, caramel, polyvinyl alcohol, polyacrylnytr11, polyvinylidene chloride, etc.
Obgleich die Menge dieser Bindemittel, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, von der Art der Bindemittel, den For-1 men der hohlen kohlestoffhaltigen Mikrokugelschalen oder der Dichte der zu formenden kohlenstoffhaltigen porösen Gegenstände abhängt, so sollte die Bindemittelmenge doch geringer oder äquivalent der Volumenmenge der hohlen Kohlenstoff-Mikrokugelschalen sein, vorzugsweise sollte sie im Bereich von 4 bis 40 Volumenprozent der Kohlenstoff-Mikrokugelschalen liegen. Das Lösungs-Although the amount of these binders used in the present Invention used, from the type of binder, the For-1 men of the hollow carbonaceous microsphere shells or the density of the carbonaceous porous objects to be molded depends, the amount of binder should be less or equivalent to the volume of the hollow carbon microsphere shells , preferably it should be in the range of 4 to 40 volume percent of the carbon microsphere shells. The solution
209820/1U1209820 / 1U1
mittel kann ebenfalls verwendet werden, um das Bindemittel zu lösen oder zu verdünnen und so das Ausformen der besagten Kohlenstoff-Mikrokugelschalen zu erleichtern.Agent can also be used to dissolve or dilute the binder and thus facilitate the shaping of said carbon microsphere shells.
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird das Bindemittel, ein Härter dafür sowie ein Lösungsmittel für das Bindemittel in einem Mischer, beispielsweise einem Kneter, einem Henschel-Mischer oder einer 11V"-Mühle innig gemischt, dann diese Mischung in die metallene Form gegeben, so daß sie unter einr';> Druck von 0,1 bis IO kg/cm ausgeformt wird und dann die dichte Masse in der Form ausgehärtet wird, indem sie eine Minute bis 24 Stunden auf einer Temperatur von Raumtemperatur bis 200° C gehalten wird. Zum Aushärten können Härter wie aromatische Amine, aliphatische Amine, organische Säureanhydride, Polyamidharze, organische Peroxyde, Paratoluolsulfonsäure oder Phosphorsäure entsprechend den Arten der verwendeten Bindemittel benutzt werden Anschließend wird der Vollständig gehärtete frische Schaum in nicht-oxydierender Atmosphäre zur Carbonisierung der Bindemittel erhitzt. Wenn bei der Carbonisierung die Erhitzungsgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit des Temperaturanstieges zu langsam ist, so wird eine geringe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhalten, während andererseits, wenn die Erhitzungsgeschwindigkeit zu groft ist, der ausgeformte Schaum zu Rißbildung neigt, was zu einer Zerstörung oder einer Beschädigung der Produkte führt, Es ist daher zweckmäßig die Erhitzungsgeschwindigkeit auf den Bereich von 0,5 bis 10° C/Min. innerhalb des Temperaturbe- i reiches von 300 bis 1000° C zu begrenzen. Nachdem dieser Erhitzungsbereich durchlaufen ist, kann die Temperatur, falls notwendig, schnell von 1000 auf 2000° C erhöht werden, um die Carbonisierung zu vervollständigen.In the production process according to the invention, the binder, a hardener for it and a solvent for the binder are intimately mixed in a mixer, for example a kneader, a Henschel mixer or a 11 V "mill, then this mixture is poured into the metal mold so that they einr '; is molded> pressure of 0.1 to IO kg / cm and then the dense mass is cured in the mold by being one minute to 24 hours at a temperature of room temperature is kept to 200 ° C to effect curing. hardeners such as aromatic amines, aliphatic amines, organic acid anhydrides, polyamide resins, organic peroxides, paratoluene sulfonic acid or phosphoric acid can be used according to the types of binders used the heating rate, that is, the rate of temperature rise If it is too slow, the process is poorly economical, while on the other hand, if the heating rate is too fast, the molded foam tends to crack, resulting in destruction or damage to the products Range from 0.5 to 10 ° C / min. within the temperature range from 300 to 1000 ° C. After this heating range has been passed through, the temperature can, if necessary, be increased quickly from 1000 to 2000 ° C in order to complete the carbonization.
Das so erhaltene kohlenstoffhaltige poröse Material hat die folgenden EigenschaftenιThe carbonaceous porous material obtained in this way has the following properties
209820/1 U1209820/1 U1
21513082151308
Schuttgewicht: Druckfestigkeit: Betriebstemperatur:Rubble weight: Compressive strength: Operating temperature:
Durchlässigkeit: Wasserdurchlässigkeit iPermeability: water permeability i
0,05 bis 1,00 g/cm 5 bis 500 kg /cm2 0.05 to 1.00 g / cm 5 to 500 kg / cm 2
bis zu 3.000°C (unter nichtoxydierender Atmosphäre)up to 3,000 ° C (in a non-oxidizing atmosphere)
3 2 0,2 bis IO cm /cm cm HnO Sek.3 2 0.2 to IO cm / cm cm H n O sec.
2 bis 200x10'2 to 200x10 '
3 2 cm cm/cm cm H2O Sek3 2 cm cm / cm cm H 2 O sec
Der so gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene kohlenstoffhaltige poröse Gegenstand weist eine außerordentlich geringe thermische Leitfähigkeit, eine höhere mechanische Festigkeit und eine Dichte im Bereich von 0,05 bis 1,00 g/cm auf. Die Vorteile und ausgezeichneten Eigenschaften rühren von der Tatsache her, daß der kohlenstoffhaltige poröse Gegenstand aus hohlen Kohlenstoff-Mikrokugelschalen besteht, die als Strukturelemente dienen und weiterhin daß ein überwiegender Teil der Porösität innerhalb des poxiösen Gegenstandeiu|leichmäßig verteilten, geschlossenen Poren oder Zellen zusammengesetzt ist.The carbonaceous porous article thus obtained according to the present invention has an extremely low thermal conductivity, a higher mechanical strength and a density in the range of 0.05 to 1.00 g / cm. The advantages and excellent properties stem from the fact that the carbon-containing porous article of hollow carbon microspheres shells which serve as structural elements, and further that a predominant portion and the porosity within the poxiösen Gegenstandei | facilitated excessively distributed, closed pores or cells assembled is .
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, liefert das kohlenstoffjhaltige poröse Material gemäß der vorliegenden Erfindung verschie dene ausgezeichnete Eigenschaften, so daß es für die Verwendung als Hochtemperaturisolationsmaterial, als Isolationsmaterial für Kühlschränke sowie als Material für schalldichte Wände, chemische Reaktoren, Reaktionskolonnen, Freidampfleitungen, verschiedene Arten von Filtern, als Gaseinlassplatte, als Absorptionsplatte, als Diaphragma usw. geeignet ist. Durch die vorliegende Erfindung wird somit ein neues Material geschaffen, welches für einen weiten Anwendungsbereich geeignet ist.As can be seen from the foregoing, the carbonaceous porous material according to the present invention provides various dene excellent properties, making it suitable for use as a high temperature insulation material, as an insulation material for Refrigerators and as a material for soundproof walls, chemical reactors, reaction columns, open steam pipes, various Kinds of filters, as a gas inlet plate, as an absorption plate, as a diaphragm, etc. is suitable. The present invention thus creates a new material which for a is suitable for a wide range of applications.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung des erfindungsgeraäfen Verfahrens.The following examples serve to further explain the method of the invention.
("Priohen" No. 5,900 hergestellt von der Firma Dainippon Ink. Co.]("Priohen" No. 5,900 manufactured by Dainippon Ink. Co.]
ΉίκΓΰ und 50 ml hohle Kohlenstoff/Kugelschalen mit einen Schüttgewicht ΉίκΓΰ and 50 ml hollow carbon / spherical shells with a bulk weight von 0,15 g/cm , einem mittleren Teilchendurchmesser von Ι40μ,of 0.15 g / cm, an average particle diameter of Ι40μ,
209820/1U1209820 / 1U1
ι einer mittleren Wanddicke von I2u und einer Wasserdruckfestigkeitι a mean wall thickness of I2u and a water pressure resistance
2 !2!
von über 30 kg/cm wurden unter Verwendung eines kleinen Henschel^ Mischers gemischt, dann die so erhaltene Mischung in einer Edelstahlform von 45 mm Durchmesser angeordnet, um unter einem Druckof over 30 kg / cm were determined using a small Henschel ^ Mixer mixed, then the mixture thus obtained is placed in a stainless steel mold of 45 mm in diameter under pressure
2 : 2 :
von 0,5 kg/cm einen frischen Preßling zu erzeugen. Der geformte Preßling wurde dann zum Aushärten zwei Stunden lang auf eine Tem-j peratur von 200° C erhitzt und anschließend wurde der gehärtete j Schaum mit einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 1° C/Min. in einer! Stickstoffatmosphäre zur Carbonisierung auf 1000° C erhitzt. Die Eigenschaften dieses porösen Gegenstandes sind in Tabelle I aufgeführt. ;of 0.5 kg / cm to produce a fresh compact. The molded compact was then placed on a Tem-j for two hours to cure temperature of 200 ° C and then the cured j foam was heated at a heating rate of 1 ° C / min. in a! Nitrogen atmosphere heated to 1000 ° C for carbonization. the Properties of this porous article are listed in Table I. ;
|l Beispiel 2 I 50 ml der in Beispiel I verwendeten hohlen Kohlenstoff-Mikroku- ! gelschalen, IO g Furfurylalkohol und 0,5 g eines Härters aus j Paratoluolsulfonsäure wurden in einem Henschel-Mischer gemischt ' und die so erhaltene Mischuig wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel I beschrieben behandelt, so daß ein kohlenstoffhaltiger j poröser Gegenstand erhalten wurde. Die Eigenschaften dieses Materials sind in Tabelle I aufgeführt. ;| l Example 2 I 50 ml of the hollow carbon microcups used in Example I! Gel bowls, 10 g of furfuryl alcohol and 0.5 g of a hardener made from paratoluene sulfonic acid were mixed in a Henschel mixer and the mixture thus obtained was treated in the same manner as described in Example I so that a carbonaceous porous article was obtained. The properties of this material are listed in Table I. ;
50 ml der hohlen Kohlenstoff-Mikrokugelschalen und IO g einer IO%igen Kartoffelstärkelösung wurden in einem kleinen Henschel- ; Mischer gemischt und die so erhaltene Mischung wurde in eine Form; aus rostfreiem Stahl angeordnet und unter einem Druck von 0,2 kg/,50 ml of the hollow carbon micro-ball shells and IO g of one 10% strength potato starch solution were in a small Henschel; Mixer mixed and the mixture thus obtained was poured into a mold; made of stainless steel and placed under a pressure of 0.2 kg /,
2 ■ '2 ■ '
cm zu einem frischen Preßling geformt.. Der ausgeformte Schaum jcm formed into a fresh compact. The formed foam j
wurde dann 12 Stunden lang auf 200° C erhitzt, um das Wasser vollständig daraus zu entfernen und um einen trockenen, geformten frischen Schaum zu erhalten. Anschließend wurde dieser frische Schaum wie in Beispiel I beschrieben zur Carbonisierung mit einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 1° C/Min. auf 1.000° C erhitzt. Die Eigenschaften des so erhalten kohlenstoffhaltigen porösen Gegenstandes sind in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt:was then heated at 200 ° C for 12 hours to completely remove the water therefrom and to obtain a dry, molded fresh foam. This fresh foam was then, as described in Example I, for carbonization at a heating rate of 1 ° C./min. heated to 1,000 ° C. The properties of the carbon-containing porous article obtained in this way are listed in Table I below:
209820/1141209820/1141
Thermische Leitfähigkeit nno n τ« η τη Kcal/ra ηΛ 0>09 °'13 °'ID Thermal conductivity nno n τ «η τη Kcal / ra ηΛ 0> 09 ° '13 °' ID
Aus der vorstehenden Tabelle I ist ersichtlich,daß ein solcher kohlenstoffhaltiger poröser Körper oder ein Material sehr leichtgewichtig ist, eine hohe thermische Isolationsfähigkeit und eine hohe Druckfestigkeit besitzt.From Table I above it can be seen that such carbonaceous porous body or material is very lightweight, high thermal insulation ability and a has high compressive strength.
70 Gewichtsteile von jeder der nachfolgend aufgeführten Gruppe.. von hohlen Kohlenstoff-Mikrokugelschalen mit den drei mittleren Teilchendurchmessern: (a) 300 μ j70 parts by weight from each of the groups listed below .. of hollow carbon microsphere shells with the three mean particle diameters: (a) 300 μ j
(b) 180 μ(b) 180 µ
(c) 100 μ(c) 100 µ
wurden jeweils mit 30 Gewichtsteilen eines novolakartigen Phenolharzes in einem 11V"-artigen Mischer gemischt. Die so erhaltene : Mischung wurde" bei einer Temperatur von 150 0 zu einer Platte von 2,5 cm Dicke dvuckverformt, die dann sechs Stunden lang unter einer Stickstoffatmosphäre zur Carbonisierung und zur Erzeu- ■ gung eines kohlenstoffhaltigen porösen Gegenstandes von 200° C auf Iooo°C erhitzt wurde. Die Eigenschaften eines jeden kohlen- j stoffhaltigen Gegenstandes sind in Tabelle 2 aufgeführt. ;were each mixed with 30 parts by weight of a novolak-type phenolic resin in a 11 V "-type mixer. The mixture thus obtained was" compression-molded at a temperature of 150 ° to a sheet 2.5 cm thick, which was then pressed for six hours under a nitrogen atmosphere was heated from 200 ° C to 100 ° C for carbonization and to produce a carbon-containing porous object. The properties of each carbon-containing article are listed in Table 2. ;
Schüttgewicht g//cm3 Druckfestigkeit kg/cm Scherfestigkeit kg//cmBulk weight g // cm 3 compressive strength kg / cm shear strength kg // cm
3 hf" V Gasdurchlässigkeit cm /cm/3 hf "V gas permeability cm / cm /
ο
cm /cm HqO Sek. ο
cm / cm HqO sec.
3 Wasserdurchlässigkeit cm /cm/3 water permeability cm / cm / cm / cm H2O Sek.cm / cm H 2 O sec.
209820/1U1209820 / 1U1
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9521170 | 1970-10-30 | ||
JP45095211A JPS4919999B1 (en) | 1970-10-30 | 1970-10-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2153308A1 true DE2153308A1 (en) | 1972-05-10 |
DE2153308B2 DE2153308B2 (en) | 1976-03-11 |
DE2153308C3 DE2153308C3 (en) | 1976-10-28 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1360403A (en) | 1974-07-17 |
DE2153308B2 (en) | 1976-03-11 |
FR2110123A5 (en) | 1972-05-26 |
CA956760A (en) | 1974-10-29 |
JPS4919999B1 (en) | 1974-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2946688C2 (en) | ||
DE3781419T2 (en) | ACTIVATED COMPILATION WITH LARGE SURFACE AND HIGH PRESSURE RESISTANCE. | |
DE3211474A1 (en) | SHAPED ITEMS MADE OF POROESIC CARBON | |
DE3247799A1 (en) | FUEL CELL ELECTRODE SUBSTRATE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
DE1202702B (en) | Process for the manufacture of tight objects from carbon | |
EP0672635A1 (en) | Molded bodies containing silica-aerogel particles and process for their manufacture | |
EP0034328A1 (en) | Process for producing shaped bodies based on silicon carbide | |
DE3305529A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING POROESE, FLOW-THROUGH MOLDED BODIES FROM SILICON CARBIDE | |
DE2706033A1 (en) | METHOD FOR INCREASING THE STRENGTH OF CARBON AND GRAPHITE BODIES | |
DE2231454C3 (en) | Process for the production of a carbon foam | |
DE2505946C2 (en) | Thermosetting prepolymers, processes for their production and processes for producing thermoset products | |
DE2348282B2 (en) | Process for the production of graphite molding powder and graphite molding compounds for the production of graphite moldings | |
DE3305530C2 (en) | ||
DE2559536C2 (en) | Process for converting pitch to crystalloid pitch | |
DE2153308A1 (en) | Process for the production of carbonaceous porous objects | |
DE102015122923A1 (en) | Process for the preparation of a supercapacitor | |
DE2153308C3 (en) | Porous carbon article and its uses | |
DE4140455A1 (en) | Abrasion-resistant, porous inorganic composite mouldings - comprise highly porous filler, and carbon@ matrix | |
DE2440791B2 (en) | Process for the production of plastic and flame retardant foams based on aqueous synthetic resins | |
DE2131792C3 (en) | Process for the production of carbon bodies | |
DE69402034T2 (en) | Diffusion devices to facilitate material transfer in solid gas reactions | |
CH422306A (en) | Process for the production of lumpy shaped bodies containing porous ion exchangers | |
DE1178765B (en) | Carbon material | |
DE3413975A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING HYDROPHOBIC ADSORBENTS | |
DE2164691C3 (en) | Kohiemikrophone |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |