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Hochtemperatur -Wärmeübertragungsmittel Diese Erfindung bezieht sich
auf Hochtempera tur-Wärmeübertragungsmittel.
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Es sind bereits viele Substanzen für die Verwendung an Stelle von
Wasser und Dampf als Wärmeübertragungsmittel vorgeschlagen worden, die beträchtlich
höhere Siedepunkte als Wasser haben. Von diesen verschiedenartigen Substanzen haben
nur gewisse niedrig schmelzende Metalle, wie Quecksilber und Blei, und Legierungen,
wie Woodsches N-letall, geschmolzene Salzmischungen, hochsiedende Erdölfraktionen
und Diphenyloxyd und gewisse Mischungen davon eine bedeutsame praktische Anwendung
gefunden; aber auch diese wird durch Nachteile, die jeder dieser Substanzen anhaften,
eingeschränkt. Zum Beispiel ist Quecksilber sehr teuer, und seine Dämpfe sind giftig;
ge-
chniolzene Salzmischungen haben verhältnismäßig s s
hohe Erstarrungspunkte,
so daß ihre Anwendung auf Temperaturbedingungen beschränkt ist, die beträchtlich
oberhalb des Siedepunktes von Wasser liegen, und können nicht in Dampfphase als
Wärmeübertragungsmittel benutzt werden. Im wesentlichen das gleiche trifft auf Blei
und Woodsches Metall zu; Erdölfraktionen werden durch ihre oberen Temperaturgrenzen
eingeschränkt, sieden nicht, ohne daß Spaltung auftritt, und sind zudem feuergefährlich,
wenngleich sie weitergehendere Anwendung finden als andere nichtwässerige Wärmeübertragungsmittel.
Während die Kompositionen vom Diphenyloxydtyp in erheblichem Ausmaß frei von diesen
Nachteilen sind, lassen sie doch in ihrem - Anwendungsbereich insofern
einiges
zu wünschen übrig, als sie bei oder nahe hei Raumtemperatur fest werden und bei
hohen Temperaturen, z. B. um 370° C, unter beträchtlichem Druck, wie etwa 7,03 kg
je Quadratzentimeter gehandhabt werden müssen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Tetraphenyl- und kresylorthosilicate
allein als hochsiedende Wärmeübertragungsmittel zu benutzen, da ihre hohen Siedepunkte
bei Atmosphärendruck (396 bzw. 385° C) weit über denjenigen irgendwelcher anderer
organischer Substanzen liegen, die normalerweise flüssig sind oder durch Hitze ohne
Zersetzung verflüssigt werden können. Diese Siedepunkte liegen sogar über demjenigen
von Quecksilber (357° C) und werden bei Wärmeübertragungsmitteln nur von denen einiger
geschmolzener Salzmischungen und geschmolzener Metalle übertroffen, die, wie bereits
erwähnt, ganz hohe Schmelzpunkte haben und bei gewöhnlichen Temperaturen und sogar
oberhalb des Siedepunktes von Wasser fest sind.
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Ein anderes erwähnenswertes Merkmal von Tetra-o-kresylorthosilicat
ist sein sehr niedriger Schmelzpunkt. Es wird sogar bei der Temperatur ,gewöhnlicher
Gefriermischungen aus festem CO,
und organischen Lösungsmitteln (etwa -65°
C) nicht fest und ist also bei atmosphärischem Druck über einen Bereich von mindestens
45o° C hin flüssig; dieser Bereich wird, soweit bekannt, von keiner organischen
Flüssigkeit übertroffen. Daher kann Tetra-o-kresylorthosilicat als Wärmeübertragungsmittel
nicht nur für Arbeiten bei hoher Temperatur, sondern auch in Wärmeaustauschverfahren
bei mittlerer und selbst bei gewöhnlicher tiefer Temperatur verwendet werden, ohne
daß es in dem System erstarrt: Das Tetraphenylorthosilicat ist jedoch bei Raumtemperatur
fest und muß, damit es nicht erstarrt, oberhalb etwa 48° C gehalten werden.
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Es wurde auch gefunden, daß die Tetraphenyl-und -kresylorthosilicate
eine Neigung zum Verharzen haben, wenn sie einige Wochen auf dem Siedepunkt gehalten
werden; dadurch werden sie dort für die Verwendung unerwünscht, wo es sich empfiehlt,
diese Bedingungen über längere Zeit beizubehalten.
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Die Erfindung besteht aus einem Hochtem,peratur-Wärmeübertragungsmittel,
das bei seinem Siedepunkt nicht zur Verharzung neigt und eine Mischung aus einem
für gewöhnlich festen Tetraarylorthosilicat mit einem für gewöhnlich flüssigen Tetraarylorthosilicat
oder Tetraalkylorthosilicat in kleinerer, aber für Bildung einer normalerweise flüssigen
Komposition mindestens ausreichender Menge darstellt.
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Zum Beispiel werden 4 Gewichtsteile Tetraphenylorthosilicat und i
Teil Tetra-o-kresylorthosilicat gemischt und zum Sieden erhitzt. Diese Mischung
bleibt bei Temperaturen bis .mindestens etwa 20° C herab dauernd flüssig; selbst
beim Animpfen kristallisiert kein Anteil aus ihr aus. Eine solche Mischung wurde
bei atmosphärischem Druck mehr als 2 Monate bei ihrem Siedepunkt gehalten, ohne
daß ein Anzeichen von Zersetzung oder Verharzung auftrat. Der Siedepunkt war während
dieser Zeit 377° C ± 5° C. Man kann gewünschtenfalls mehr o-Kresylorthosilicat anwenden;
ist jedoch die Menge Tetra-o-kresylorthosilicat viel kleiner als die angegebene,
d. h. viel weniger als 2o % des Ganzen, .dann herrscht steigende Tendenz des Tetraphenylorthosilicats,
bei niedrigeren Temperaturen auszukristallisieren. So kristallisiert mit etwa i5o/o
oder weniger Tetra-o-kresylorthosilicat etwas von der Phenylverbindung bei Raumtemperatur
aus, zumindest, wenn man impft.
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In ähnlicher Weise können andere flüssige Orthosilicatverbindungen
(Alkylorthosilicate) mit jedem der festen Tetraarylorthosilicate, z. B. Kresylorthosilicat,
gemischt werden. Mengt man so 15 Gewichtsteile Tetraäthylorthosilicat (C2 H5 O)4
Si mit 85 Gewichtsteilen Tetraphenylorthosilicat und erhitzt die Mischung, so bleibt
sie bei Raumtemperatur, selbst beim Impfen, dauernd flüssig. Eine solche Mischung,
die mehr als 6 Wochen beim Siedepunkt gehalten wurde, gab kein Anzeichen von Zersetzung
oder Verharzung. Der Siedepunkt betrug während dieser Zeit 37I° C ± io° C. Jede
wesentliche Herabsetzung der Menge Tetraäthylorthosilicat äußert sich darin, daß
bei Zimmertemperatur mehr oder weniger Tetraphenylorthosilicat auskristallisiert.
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Selbstverständlich dienen die obigen Beispiele nur dem Zweck der Erläuterung;
mancherlei Änderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne daß ,dabei
von (lern Erfindungsgedanken abgewichen wird.