DEP0052564DA - Heizbadflüssigkeiten - Google Patents

Description

Es gibt verhältnismäßig sehr wenige organische und anorganische Verbindungen, die einen Siedepunkt innerhalb des Bereiches von 300-450° besitzen, also innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs als Heizbadflüssigkeiten verwendet werden können. Diese Anzahl wird noch wesentlich verringert, wenn solche hochsiedenden Verbindungen einmal bei Zimmertemperatur flüssig sein sollen und zum anderen bei ihrem Siedepunkt bei Atmosphärendruck noch keine thermische Zersetzung erleiden dürfen.

Es wurde nun gefunden, daß aus einer hochsiedenden und einer niedriger siedenden<Nicht lesbar> Komponente bestehende Heizbadflüssigkeiten zur Verwendung in Heizbädern mit Rückfluß hervorragend geeignet sind.

Als solche Komponenten seien die nachstehenden aufgeführt:

Phthalsäurediäthylester Kp 298-9°

Äthylacetat " 77,1°

Phenanthren " 340°

Chlorbenzol " 132°

Diphenylamin " 302°

Diisobutylamin " 139°

Benzoesäureanhydrid " 360°

Diisopropylketon " 123,7°

Orthokieselsäure-o-kresol-

ester " 435-8°

Orthokresol " 191°

Orthokieselsäure-o-

xylenolester " 460°

Orthoxylenol " 203°

Tetralin " 204-6°

Orthokieselsäure-m-

xylenolester " 453-7°

1,2,3,5-Tetramethylbenzol " 195-7°

Je nach den Mischungsverhältnissen lassen sich mit solchen Mischungen bestimmte, konstante Temperaturen des Heizbades einstellen, wie sich beispielsweise aus nachstehender Zusammenstellung ergibt:

250 ccm Orthokieselsäure- Badtemperatur °C

m-kresolester + ccm m-Kresol ca.

- 425,5

1 423,5

2 421

3 404

4 384

5 360

6 336

8 325

10 316

15 298

20 286

30 274

40 265

50 254

Entsprechend ist der Verlauf mit anderen Mischungskomponenten und bei Verwendung von indifferenten hochsiedenden organischen Verbindungen als Zusatzkomponente, z.B. Tetralin Kp 204-206°, 1,2,3,5-Tetramethylbenzol Kp 195-197°, wobei ein tiefer Erstarrungspunkt der Zusatzkomponente sich noch günstig auf die Beschaffenheit des Flüssigkeitsbades auswirkt.

Die oben gemachten Angaben sind je nach den angewendeten Dimensionalverhältnissen in der Apparatur etwas unterschiedlich, obgleich für eine bestimmte Apparatur die Badtemperatur der unter Rückfluß stehenden Flüssigkeit durch jeweiliges Einstellen des Mischungsverhältnisses der Komponenten genau regulierbar ist. Wie sehr die apparative Anordnung gewisse Schwankungen in der Einstellbarkeit der Badtemperatur der unter Rückfluß stehenden Flüssigkeitsmischung bewirkt, geht aus folgenden Überlegungen ohne weiteres hervor. Es sei das gleiche Flüssigkeitsvolumen z.B. von Orthokieselsäure-m-kresolester mit bestimmtem Zusatz von etwa m-Kresol einmal in Apparatur a und zum anderen in b enthalten, wobei in der Apparatur a der verdampfenden Komponente ein kleinerer Raum zur Verfügung steht als in Apparatur b. So ergibt sich für b eine höhere Badtemperatur als für a. Durch weiteren Zusatz einer bestimmten Menge von m-Kresol läßt sich die Badtemperatur von b jedoch ohne weiteres auf diejenige von a einstellen. Der Grund für die unterschiedliche Badtemperatur in beiden Apparaturen liegt lediglich in der unterschiedlichen Größe des Gasraumes oberhalb der Flüssigkeit bis zum Kühler, d.h. bei a kann weniger m-Kresol als bei b im Gasraum vorhanden sein, und daher wird bei a dem Gemisch eine geringere Menge an Kresol beim Erhitzen unter Rückfluß entzogen als bei b. Da bei Entzug von mehr Kresol die Badtemperatur steigt, muß auch bei b die höhere Badtemperatur vorhanden sein. Wie hieraus hervorgeht, ist also lediglich der Anteil an m-Kresol, der beim Sieden in der Flüssigkeit verbleibt, maßgebend für die genaue Badtemperatureinstellung. Entsprechendes gilt auch für die anderen Mischungskomponenten, wobei statt Kresol die andere Zusatzkomponente entscheidend ist.

Es ist zweckmäßig bei Verwendung eines bestimmten Orthokieselsäureesters als Zusatzkomponente dasjenige Phenol zu verwenden, welches im Ester enthalten ist, da bei Verwendung eines anderen Phenols die Badtemperatur sich im Laufe der Zeit etwas verändern kann, und zwar infolge Umesterung, wie z.B.: bis eine endgültige Gleichgewichtseinstellung erfolgt, während der Zusatz des gleichen Ester enthaltenen Phenols sowie der Zusatz einer inerten hochsiedenden Komponente die sofortige genaue Einstellung der Badtemperatur gewährleistet.

Besonders günstig zur Herstellung von solchen hochsiedenden Badflüssigkeiten mit genau einstellbarer Badtemperatur beim Erhitzen unter Rückfluß ist z.B. eine Mischung von Orthokieselsäure-Rohkresolester mit Rohkresol.

Wenn auch diese aromatischen Kieselsäureester bei Siedetemperatur weniger wasserempfindlich sind als die entsprechenden aliphatischen Ester (wobei der Ester in SiO(sub)2 und Alkohol mehr oder weniger schnell gespalten wird), so ist es doch zweckmäßig, um eine noch größere Haltbarkeit zu erzielen, an den Rückflußkühler noch ein Trockensystem anzuschliessen, um jeglichen Zutritt auch von Spuren Wasser zu vermeiden.

Das der Erfindung zu Grunde liegende Prinzip besteht darin, daß beim Erhitzen einer solchen Mischung die niedrig siedende Komponente teilweise verdampft und durch den Rückflußkühler der Badflüssigkeit im Kreislauf wieder zugeführt wird, wodurch sich ein Gleichgewicht zwischen der im Dampfraum vorhandenen niedrig siedenden Komponente und dem im Bad vorhandenen Anteil an niedrig siedender Komponente einstellt.

Das Mischungsverhältnis von niedrig siedender zu hoher siedender Flüssigkeit in diesem Gleichgewichtszustand ist maßgebend für die Einstellung der konstanten Badtemperatur. Durch Verändern des Verhältnisses der Mischungskomponenten kann die Badtemperatur auf eine bestimmte Höhe eingestellt werden. Diese Flüssigkeiten bieten ausserdem den Vorteil, bei Reaktionen, die einen gleichmäßigen Temperaturbereich erfordern, die gegebenenfalls frei werdende Reaktionswärme über die Verdampfungswärme der niedrig siedenden Komponente abzuführen. Zum anderen kann man durch konstantes Abdestillieren der niedrigsiedenden Komponente die Badtemperatur von einer tieferen Temperaturstufe in entsprechenden Zeiten auf eine höhere einregulieren, indem man dann die Abnahme des Destillats einstellt.

Claims (2)

1.) Aus hochsiedenden und niedrigerer siedenden Komponenten bestehende Heizbadflüssigkeit zur Verwendung in Heizbädern mit Rückflußkühlung.

2. Aus Mischungen von Orthokieselsäurephenolestern und Phenolen bestehende Heizbadflüssigkeiten gemäß Patentanspruch 1.