PL108405B1 - Method of producing good-adherence coating from metal oxide on solid carrier - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia powloki o dobrej przyczepnosci z tlenku me¬ talu na stalym nosniku z chemicznie obojetnego, porowatego materialu, na przyklad na monolitycz¬ nym nosniku katalizatora ceramicznego, przy czym sproszkowany tlenek metalu dysperguje sie w cieklym srodowisku i nosnik zanurza sie w tej dyspersji!, a nastepnie suszy.Znane jest wytwarzanie dyspersji czastek o bar¬ dzo malej srednicy ziarna, a mianowicie duzo mniejszej od 0,1 ^m.Jezeli jednak trzeba zdyspergowac w srodowis¬ ku cieklym czastki o wiekszej srednicy ziarna, czyli powyzej 1 //m, na przyklad w celu nanie¬ sienia cienkich warstw tlenku metalu w postaci proszku na ceramiczny monolit, który powinno stosowac sie do czyszczenia gazów odlotowych z silników spalinowych, wylaniaja sie znaczne trud¬ nosci spowodowane mniejsza trwaloscia dyspersji.Juz po uplywie nieznacznego okresu czasu na¬ stepuje sedymentacja sproszkowanego tlenku me¬ talu, przez co dyspersja traci poczatkowe wlasci¬ wosci konieczne do odpowiedniego rozprowadzenia tlenku metalu na nosniku, takie jak na przyklad równomierny i dostateczny stopien zdyspergowa- nia w srodowisku cieklym. W przypadku takich nietrwalych dyspersji nie mozna prowadzic pro- ' cesów ciaglych, na przyklad wytwarzania katali¬ zatorów na skale wielkoprzemyslowa.W celu umilkniecia tych niedogodnosci nalezy 10 15 25 30 dyspersje utrzymywac stale w ruchu, co wymaga wiekszych nakladów na aparature.Z opisu patentowego RFN (DAS) nr 17 19 414 znane jest zastosowanie soli amin dimeryzowanych kwasów tluszczowych do wytwarzania trwalych dyspersji sproszkowanych pigmentów tlenków me¬ tali do wytwarzania lakierów pigmentowanych i wyrobów lakierowych.Z opisu patentowego RFN (DAS) nr 19 65 068 znane jest zastosowanie sieciowanych na goraco produktów kondensacji mocznika jako srodków dyspergujacych stale nieorganiczne substancje w lotnym srodowisku do celów technologii wlókna, tkanin i tloczywa. W obydwu przypadkach stosuje sie do wyzej wymienionych celów, wlasciwe srod¬ ki utrzymujace spoistosc wzglednie niskiej lepkos¬ ci dyspersje. O problematyce zwiazanej z produk¬ cja powloki tlenlku na stalym chemicznie obojet¬ nym, porowatym, monolitycznym albo sypkim no¬ sniku katalizatora, zwlaszcza osiagnieciu odlpor- nej na wysokie temperatury przyczepnosci po¬ wloki sproszkowanego tlenku metalu na nosniku, wspomniano talk samo malo jaik o warunkach stabilizacji przed sedymentacja, wzglednie niskiej lepkosci, bez spoiwa zawiesiny proszkowej.Poniewaz samo wyszukanie z duzej ilosci uka¬ zujacych sie dodatków dyspergujacych uzyteczne¬ go dla waskiego wycinka lakierów pigmentowa¬ nych i wyrobów lakierowanych, wymaga duzo trudu, a wiec nie do przewidzenia bylo okreslenie 108 405108 405 3 4 przydatnosci srodka dyspergujacego dla niniej¬ szego rozwiazania.Zadaniem omawianego wynalazku jest opraco¬ wanie takiej dyspersji, która mozna latwo prze¬ rabiac, która posiada duza trwalosc wobec jonów obcych i która warstwie tldnku metalu utworzo¬ nej na nosniku stalym nadaje znakomita przy¬ czepnosc. » Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia powloki tlenku metalu o dobrej przyczepno¬ sci na stalym nosniku z chemicznie obojetnego, porowatego materialu, przy czym sproszkowany tlenek metalu dysperguje sie w srodowisku ciek¬ lym, nosnik zanurza sie w tej dyspersji i suszy, polegajacy na tym, ze przy wytwarzaniu dyspersji dodaje sie polimeryczna- substancje zawierajaca azot jak polietylenoimine lub sole amonowe po- llimerycznych kwasów karbolksylowych i dyspersje stabilizuje przez zobojetnianie.Dyspersje y—AI2O3 w srodowisku cieklym do dalszego przerobu moga zawierac subistansje stala w ilosci ponizej 40% wagowych.Najkorzystniejszym srodowiskiem cieklym do wytwarzania dyspersji tlenków metali jest woda.Mozna równiez stosowac ciecze organiczne, jak na przyklad metanol i/albo etanol.Przy wytwarzaniu dyspersji stosuje sie polime- ¦ryczna substancje zawierajaca azot w ilosci 0,001—5% wagowych, korzystnie 0,01—2°/o wago¬ wych, a zwlaszcza 0,1—1% wagowego, w odnie¬ sieniu do ilosci srodowiska cieklego.Jako polimeryczna substancje zawierajaca azot mozna stosowac zwiazki organiczne, które przy dalszej obróbce pokrytego nosnika nie daja pozo¬ stalosci. ( Odlpowiednie sa zwlaszcza organiczne zwiazki polimeryczne, jak polietylenoiminy albo sole amo¬ nowe polimerycznych .kwaisów karboksylowych, na przyklad substancja pod nazwa Polymin P firmy BASF wzglednie substancja pod' nazwa Dolapix CA firmy Zschirmer und Schwarz.Srodowisko ciekle zobojetnia sie, o ile to jest konieczne, przez dodanie wodnego roztworu wzgle¬ dnie kwasu kacrboksylowego, na przyklad kwasu octowego, propiomowego albo mrówkowego.Jako tlenek metalu mozna stosowac pojedynczo albo . w mieszaninie na przyklad AI2O3, jak na przyklad y—A1203, Tio2 albo inne, które mozna ^dyspergowac w srodowisku cieklym za pomoca .mieszadla Ultra-Turrax albo w,reaktorze Dispax firmy Jahnke uind Kunkel, albo w mlynkach ku¬ lowych z dodatkowym mieszaniem.W wielu przypadkach nie trzeba wyrównywac temperatury reaktora. Jezeli jednak w procesie mieszania wytwarza sie talk duza ilosc ciepla, ze uzyskuje sie temperature bliska temperaturze wrzenia uzytej cieczy, wówczas nalezy zapewnic odprowadzenie ciepla przez chlodzenie, aby unik¬ nac zmiany stezenia spersji.Czas trwania procesu dyspergowania zalezy od wielkosci wsadu oraz od rodzaju i wydajnosci stosowanego urzadzenia mieszajacego i wynosi od paru minut do kilku godzlin.Jezeli dyspersje nalezy natychmiast przekazac do . dalszego przerobu, to korzystnie jest oziebic ja do temperatury pokojowej.W przypadku stosowania dyspersji do pokry¬ cia nosnika katalizatora, nosnik zanurza sie w niej tak, ze wszystkie miejsca nosnika zostana na¬ wilgocone równomiernie. Nastepnie usuwa sie nad¬ miar dyspersji przez wybicie albo wydmuchanie.Pozostala w nasyconym nosniku dyspersje su¬ szy sie w temperaturze powyzej temperatury wrzenia cieklego srodowiska.Sposób wedlug wynalazku wykazuje te korzysc, ze do dyspersji nie trzeba stosowac zadnych do¬ datkowych skladników nieorganicznych wplywa¬ jacych ujemnie na katalizatory i przez to sklad recepturowy katalizatora nie ulega zmianie. Dal¬ sza znaczna korzyscia sposobu wedlug wynalazku jest zmacanie polepszona przyczepnosc powloki tlenku metalu. { Ponizsze przyklady objasniaja blizej sposób wedlug wynalazku, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad I. (wedlug wynalazku). W zlew¬ ce o pojemnosci 2 litry rozpuszcza sie 10 g 50% polietylenoiminy w 700 g demineralizowamej wody i roztwór zobojetnia do pH 7 za pomoca kwasu octowego. Do roztworu tego wprowadza sie 300 g sproszkowanego y^tlenku glinowego o wysokiej czystosci i nastepujacym uziarnieniu: udzial o srednicy ziarna 100 /urn - 10% 50 /urnu=35% 10 /urn = 80% Proces dyspergowania prowadzi sie przez 16 mi¬ nut przy uzyciu mieszadla laboratoryjnego typu Ultra Turrax firmy Jahnke und Kunkel. W ten sposób otrzymuje sie dyspersje, która posiada czas wyplywu z kubka wyplywowego o srednicy wy¬ lotu 3 mm wynoszacy 23,7 sekund i po uplywie 4 tygodni jeszcze nie wykazuje sedymentacji sub¬ stancjistalej. 1 Przyklad II. (wedlug stanu techniki). W zlewce o pojemnosci 2 litry miesza1 sie 700 g od- mineraiizowanej wody z 300Kg tlenku glinowego takiego, jak; opisany jest w przykladzie I, i calosc dysperguje w ciagu 1 godziny za pomoca mie¬ szadla typu Ultra-Turraxfirmy Jahinke und Kun¬ kel. Tak otrzymuje sie dyspersje nietrwala, w któ¬ rej substancja stala osiada natychmiast.Przyklad III, (wedlug wynalazku). W dys¬ persji wytworzonej sposobem opisanym w przy¬ kladzie I zanurza sie monolityczny nosnik z Cor- dieritu firmy Corning Glass. Usuwa sie nadmiar dyspersji i nosnik katalizatora suszy w tempe¬ raturze 250°C. Tak przygotowany nosnik poddaje sie w ciagu 1 godziny próbie wodnej^w wannie ultradzwiekowej firmy KLNUltraschall GmbH, Heppenheim (4 litry, 150 watt 22 kHz).Nastepnie wymywa sie woda oddzielone czesci i suszy je w temperaturze 250°C. Z osadzonych na nosniku 100 g AI2O3 oddzielilo sie 0,2 g.Przyklad IV. (wedlug stanu techniki). Dys¬ persje 7-AI2O3 wytworzona sposobem opisanym w przykladzie II utrzymuje sie w ruchu za pomoca mieszadla magnetycznego. W dyspersji tej zanu¬ rza sie monolityczny nosnik katalizatora taki, jak 10 15 20 25 30 35 40 45 W) 55 60108 405 podany jest w przykladie III i w sposób opisany w przykladzie III nanosi nan cienka warstwe ^-A1203.Z 70 g naniesionego materialu w wannie ultra¬ dzwiekowej oddzielilo sie w ciagu 1 godziny 50 g.Przyklad V. W sposób opisany w przykla¬ dzie I wytwarza sie dyspersje zawierajaca 25% Ti02 w wodzie i dodatek 0,5% polietylenoiminy.Dyserguje sie w ciagu 30 minut "i tak otrzymuje dyspersje wykazujaca czas wyplywu z kubka wy¬ plywowego o srednicy wylotu 3 mm wynoszacy 20,4 sekund. Nawet po uplywie 3 dni nie zaob¬ serwowano zmiany lepkosci.Nosnik typu AISiMag 795 firmy American La- ver nasycony ta dyspersja przyjal po kilkakrot¬ nym zanurzeniu 100 g Ti02. W próbie opisanej w przykladzie III z ilosci tej oddzielilo sie tylko 0,5 g Ti02. 10 15 6 Zastrzezenia pateintowe 1. Sposób wytwarzania powloki o dobrej przy¬ czepnosci z tlenku metalu na stalym nosnilku z chemicznie obojetnego, porowatego materialu, przy czym sproszkowany tlenek metalu dysper¬ guje sie w srodowisku cieklym, nosnik zanurza sie w tej dyspersji i suszy, znamienny tym, ze przy wytwarzaniu dyspersji dodaje sie polime- ryczna substancje zawierajaca azot jak polietyle- noimine lub sole amonowe polimerycznych kwa¬ sów karboksylowych i dyspersje stabilizuje sie przez zobojetnianie. 2. Sposób wedlug zastriz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie polimeryczna substancje zawierajaca azot w ilosci 0,001—5% wagowych, korzystnie 0,01—2% wagowych, a zwlaszcza 0,1—1% wago¬ wych, w odniesieniu do ilosci srodowiska cieklego. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia pateintowe 1. Sposób wytwarzania powloki o dobrej przy¬ czepnosci z tlenku metalu na stalym nosnilku z chemicznie obojetnego, porowatego materialu, przy czym sproszkowany tlenek metalu dysper¬ guje sie w srodowisku cieklym, nosnik zanurza sie w tej dyspersji i suszy, znamienny tym, ze przy wytwarzaniu dyspersji dodaje sie polime- ryczna substancje zawierajaca azot jak polietyle- noimine lub sole amonowe polimerycznych kwa¬ sów karboksylowych i dyspersje stabilizuje sie przez zobojetnianie.
2. 2. Sposób wedlug zastriz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie polimeryczna substancje zawierajaca azot w ilosci 0,001—5% wagowych, korzystnie 0,01—2% wagowych, a zwlaszcza 0,1—1% wago¬ wych, w odniesieniu do ilosci srodowiska cieklego. PL