DE556707C

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Publication number: DE556707C
Application number: DENDAT556707D
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Description

Raffinierung kolloidaler Lösungen von Graphit in organischen Dispersionsmitteln Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung praktisch haltbarer kolloidaler Lösungen von Graphit in organischen Flüssigkeiten (Dispersionsmitteln). Häufig besteht die disperse Phase von kolloidalen Lösungen aus Teilchen verschiedener Größe. Die Haltbarkeit solcher kolloidaler Lösungen in organischen Flüssigkeiten ist vielfach für deren Verwendungszweck eine ungenügende. Bekannt ist, daß die gröberen Teilchen der dispersen Phase der Gelbildung leichter unterliegen als die feiner disperse Phase. Nimmt das Dispersionsmittel, das zu Anfang absolut neutral sein kann, z. B. an der Luft größere Mengen Sauerstoff und Kohlensäure auf, so können die entstehenden Oxydationsprodukte wie auch die absorbierte Kohlensäure auf die gröberen Teilchen der dispersen Phase einwirken und diese in den Gelzustand überführen, während eine Einwirkung auf die feiner disperse Phase noch nicht erfolgt. Das Gel der gröber dispersen Phase fällt aus, wodurch bei Anwendung solcher Lösungen unerwünschte Nebenwirkungen auftreten können, z: B. Verstopfungen von Leitungen u. dgl., die die Verwendbarkeit dieser kolloidalen Lösungen stark beeinträchtigen. Es ist bekannt, daß einerseits kolloidaler Graphit aus Teilchen verschiedenster Größe besteht, und daß andererseits öle, gleichgültig ob Mineral- oder vegetabilische Öle o. dgl., aus der Luft Kohlensäure und vor allem Sauerstoff in beträchtlichen Mengen absorbieren. Wird nun eine kolloidale Lösung von Graphitsol in 01 hergestellt und längere Zeit aufbewahrt, so kann beim Lagern oder während der Verwendung infolge Einwirkung der Luft zu einem vorher nicht bestimmbaren Zeitpunkt die Anreicherung an koagulierend wirkenden Stoffen so stark werden, daß die gröber disperse Phase in den. Gelzustand übergeht, während die feiner disperse Phase noch im Solzustande verharrt. Bei der Anwendung solcher kolloidaler Graphitlösungen als Schmiermittel kann daher der Übelstand auftreten, daß Verstopfungen der Schmiermittelleitungen oder vorzeitiges Abscheiden des Graphitsols eintritt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung praktisch haltbarer, kolloidaler Lösungen von Graphit in organischen Flüssigkeiten.
Die Erfindung besteht darin, daß die der Gelbildung leichter unterliegende gröber disperse Phase von der feiner dispersen Phase abgetrennt wird, und zwar durch eine auf künstliche Weise hervorgerufene Gelbildung mit Mitteln solcher Art, daß die Gelbildung nur bei der gröberen dispersen Phase, nicht aber bei der feineren dispersen Phase auftritt.
Es sind Verfahren zum Entflocken unlöslicher Stoffe, wie z. B. Graphit, bekannt, darin bestehend, daß man das Entflockungszmittel nach und nach nach Maßgabe der fortschreitenden Entflockung zusetzt, wobei zum Zwecke der Herstellung einer nicht wäßrigen Suspension, z. B. in Öl oder einem anderen nicht wäßrigen Stoff;- der--ztt entflockende Stoff in Gegenwart von Wasser ".durch allmähliches Zusetzen des Entflöckungsmittels entflockt und dann das Wässer .durch das nicht wäßrige Mittel (Öl o. dgl.) verdrängt wird. Bei diesem bekannten Verfahren, bei welchem in wäßriger Lösung gearbeitet wird, wird von gemahlenem.. Graphit ausgegangen.
Bei dem Verfahren gemäß -der vorliegenden Erfindung wird aber von kolloidalen Sollösungen in organischen Dispersionsmitteln, also nicht wäßrigen Lösungen, ausgegangen, und es ist darauf abgezielt, eine Räffinierüng der kolloidalen Teilchen durch Abscheidung der gröberen dispersen Phase in der Sollösung der feiner dispersen Phase zu erzielen.
Für die Erfindung ist es also wesentlich, daß in einer bereits vorhandenen Sollösung in organischen Flüssigkeiten von der künstlich hervorgerufenen Gelbildung nur die gröberen Teile der dispersen Phase betroffen werden, nicht aber die feineren Teile.
Eine solche Gelbildung kann z. B. durch Koagulierungsmittel, wie organische Säuren, Hydroxyl-, Aldehyd- oder Ketonverbindungen oder organische Salze und Verbindungen oder ähnliche bekannte Koagulierungsmittel, hervorgerufen werden:, die aber nur so schwach sein sollen bzw. in einer so schwachen Konzentration anzuwenden sind,, daß eine Einwirkung auf die feinere disperse Phase vermieden wird.
Das künstlich gebildete Gel wird vom Sol in bekannter Weise abgetrennt, z. B. .durch Zentrifugieren u. dgl. Die zurückbleibende kolloidale Lösung wird, um eine weitere Einwirkung der Koagulierungsmittel auf die feineren Solteilchen zu verhindern, von diesen auf bekannte Weise befreit, z. B, durch Abdestillation, Abstumpfung usw.
Die zurückbleibende kolloidale Lösung stellt nach Entfernen der Koagulationsmittel eine praktisch haltbare Lösung dar.
Zweckmäßig ist die Verwendung von Koagulationsmitteln im Verein mit bestimmten, am besten schwach wirkenden organischen oder anorganischen oder gemischt organischanorganischen Basen, wodurch erreicht wird, daß die feiner disperse Phase vor der Einwirkung der Koagulationsmittel geschützt und die Abtrennung der gröber dispersen Phase erleichtert wird oder im Verein mit beliebigen reduzierend wirkenden Stoffen, die geeignet sind, die Wirkung des Sauerstoffes auf das Dispersionsmittel abzuschwächen bzw. aufzuheben oder sowohl im Verein mit Basen als auch mit beliebigen reduzierend wirkenden Stoffen, .die in der Lage sind, sowohl die Wirkung der Kohlensäure als - -auch des Sauerstoffes und der durch die Oxydation entstehenden Sekundär-Produkte auf die 'im S'ölzustande befindliche feiner disperse Phasen abzuschwächen bzw. aufzuheben.
Das Verfahren kann aber auch so aus-, geführt werden, daß man die Dichte oder auch die Viskosität der in organischen Dispersionsmitteln hergestellten kolloidalen Lösung so weit herabsetzt, daß die gröberen Solteilchen zur Ausflockung und Abscheidung ,gebracht werden. Das zugesetzte Verdünnungsmittel kann aus der kolloidalen Lösung entfernt werden. Die Herabsetzung der Dichte kann durch Zusatz spezifisch leichterer Flüssigkeiten, als das Dispersionsmittel ist, zweckmäßig durch eine leichtflüssige Flüssigkeit bewirkt werden, ebenso kann die Herabsetzung der Viskosität durch eine mit dem Dispersionsmittel mischbare Flüssigkeit geringerer Viskosität, insbesondere durch eine organische Flüssigkeit, erfolgen. Zweckmäßig ist die Verwendung eines Verdünnungsmittels, das sowohl spezifisch leichter als auch von geringerer Viskosität ist als das Dispersionsmittel, insbesondere wenn es auch flüchtig ist, z. B. Benzin als Verdünnungsmittel für (J1.
Oft genügt schon die Verringerung der Dichte und der Viskosität der kolloidalen Lösungen in organischen Flüssigkeiten durch einfaches Erwärmen unter beliebigem Druck, z. B. erhöhter Druck oder Unterdruck, um eine Abscheidung der grobdispersen Phase zu erreichen.
Gegebenenfalls kann ,die Abscheidung des Gels durch Koagulationsmittel zweckmäßigerweise auch in Anwesenheit von Basen oder beliebigen reduzierend wirkenden Stoffen oder von Basen und reduzierend wirkenden Stoffen unter gleichzeitiger Herabsetzung der Dichte und der Viskosität bewirkt werden.
Findet die Anwendung kolloidaler Lösungen in organischen Dispersionsmitteln bei erhöhten Temperaturen statt, so ist es zweckmäßig, solche zweckmäßig organische Basen und reduzierend wirkende oder neutrale Stoffe zu wählen, die bei erhöhten Temperaturen alkalisch oder reduzierend wirkende Gase oder beide gleichzeitig,entwickeln oder abspalten. Z. B. wirkt ein Zusatz von Methanamid in vielen Fällen günstig auf die Erhaltung des Solzustandes während der Verwendungsdauer ein, da es bei erhöhten Temperaturen Ammoniak und Kohlenoxyd entwickelt.
An der geringen Haltbarkeit kolloidaler Lösungen in organischen Flüssigkeiten ist bisher die Verwendung von ko-lloi-dalem Graphit in der Motorentechnik als Zusatz zum Schmieröl gescheitert. Hier tritt die Gelbildung leicht durch die Produkte der unvermeidlichen Oxydation in den heißen Zylindern ein, indem die gebildeten Crackprodukte koagulierend auf das Graphit wirken. Durch die Erfindung wird dieser übelstand vermieden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Raffinierung kolloidaler Lösungen von Graphit in organischen Dispersionsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Graphitsollösung in organischen Dispersionsmitteln nur die gröbere disper se Phase von der feiner dispersen Phase durch Gele bildende Mittel abgetrennt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelbildung der gröberen dispersen Phase durch Koagulationsmittel entsprechend schwacher Wirkung hervorgerufen wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutze der feiner dispersen Phase gegen Gelbild.ung die Abscheidung der gröberen dispersen Phase in Gegenwart von Basen oder reduzierend wirkenden Mitteln oder in Gegenwart von Basen und reduzierend wirkenden Mitteln bewirkt wird. q.. Verfahren nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die von -dem gebildeten Gel befreite Sollösung von den zur Gelbildung der grob dispersen Phase verwendeten Mitteln befreit wird, während zweckmäßig die für die Solbildung günstigen Mittel in der Sollösung verbleiben. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelbildung durch Herabsetzung der Viskosität und der Dichte der kolloidalen Lösung bewirkt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünnungsmittel Flüssigkeiten geringeren spezifischen Gewichts oder geringerer Viskosität verwendet werden, die mit den Dispersionsmitteln mischbar sind. 7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der kolloiden Lösung reduzierend oder neutrale oder alkalisch wirkende Stoffe zugesetzt werden, die in der Wärme reduzierend wirkende oder alkalische Gase oder sowohl reduzierend wie auch alkalisch wirkende Gase abspalten. B. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine kolloidale Lösung von Graphitsol in einem organischen Dispersionsmittel, wie 01, einem oder mehreren oder allen Verfahren der angeführten Ansprüche unterworfen wird.