2
einigen Stiicken bis zu einigen hundert reichen, also Redingungen, wie rnan sie z. B. beim Autolack vorfindet. Es konnen hier mehrere Wirkstoff -Fuller verwendet werden, zusammen mit den ublichen Einzelmaschinen. Dadurch wird Zeitverlust verniieden. indem wahrend der Reinigung der einen Maschine und der Umstellung auf eine andere Farbe auf der zweiten Maschine weiter- gearbeitet werden kann. .i. Systcttic dcJs Abfiillctii 1Jni die hochste Leistung zu erzielen, und zwar bei der halbautomatischen wie bei der vollautomatischen Anlage, muB nach einem genauen Arbeitsplan vorge- gangcn werden. Aiif der vollautomatischen Anlage mu8 erfahrungsgemafl nach Farbgruppen abgefullt werden. Im ungunstigsten Fall wird man andererseits auf der halbautomatischen Anlage die Farben in folgender Reihenfolge abfullen: weii3 - creme - gelb - orange - braun - rot -- violett - blau - griin - schwarz. Nach Beendigung dieses Zyklus, der wahrscheinlich einige Tage in Anspruch nehmen wird, ist eine grund- liche Reinigung der Wirkstoff-Fuller notwendig. Mit der Keinigung werden gleichzeitig die verschiedenen Maschi- nenteile auf ihre Funktionstuchtigkeit uberpruft und einer kleinen Revision unterzogen. (i. A rcssichtoi fiir dic Zzckzcn ft Die Entwicklung dieses Aerosol-Marktes lafit aus ver- schiedenen Griinden auf einen steigenden Absatz in der Zukunft schliegen. Wenn auch der Anfang bisher schwie- rig war, glauben wir indessen nicht. daB dafiir die Qua- litat der Lake oder die Konstruktion der Maschinen verantwortlich gemacht werden konnen. Es mui3 viel- mehr auf cine entsprechende Information des Verbrau- chers Wert gelcgt werden, wobei gleichzeitig folgende Gesichtspunkte berucksichtigt werden miissen: Der Verbraucher soll sich die Miihe geben, die Ge- brauchsanweisung auf der Dose zu lesen. Dadurch wer- den schon viele Unannehmlichkeiten ausgeschaltet. Dan Verbraucher mui3 eine Anleitung zur richtigen Vorbereitung der zu behandelnden Flache gegeben wer- den. Man kann nur zu oft beobachten, daO das Resultat von Ausbesserungsarbeiten an Lack-Karosserien oft schlechter aussieht als der vorher zu behebende Schaden. Der Kunde soll auf die Vorteile der Aerosolfarben und auf die dadurch erreichte Zeitersparnis aufmerksam gemacht werden. Z. B. benotigt er keine Pinsel und keine vertropften Farbtopfe mehr. Bei der stets herme- tisch verschlossenen Verpackung besteht keine Gefahr von Krustenbildung. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dai3 trotz der zahlreichen Probleme, die in dieser speziellen Bran- che in den kominenden Jahren auftreten konnen, die Zukunftsaussichten sehr erfolgversprechend sind und daB z. Z. eine steigende Nachfrage nach diesen Produk- ten besteh t. Die Vorteile bindemittelfreier Molekularsiebe in der Praxis und bei der Analyse organischer Medien Von Di/L-Chem. K. W a c k s, Frierll.ichsdol.f/Taiciiics Handelsiibliche Molekularsiebe sind im allgemeinen init einem Bindemittel verarbeitet. Dieses Bindemittel kann entweder durch Eigenadsorption oder spezielle katalytische Wirkung, besonders beim Regenerieren, einen ProzeB storen oder beeinflussen. In kritischen Fal- len ist es u. U. wichtig, ein Produkt einzusetzen, das nur aus Zeolith besteht. Bekannte Molekularsiebe fallen praktisch alle in Form von Kristallpulver an, die zur technischen Verwertung nach einer der ublichen Methoden mit einem Bindemittel versetzt und anschlieflend. beispielsweise in einem Gra- nulierteller. einem Granulator oder einer Strangpresse in die gewiinschte Form gebracht werden mussen. Diese Fornikorper werden dann getrocknet und aktiviert. gegebenenfalls mit einer oder mehreren Zwischenbe- handlungen. Bekannte Bindemittel fur die Formkorper sind z. B. Tonmineralien, Attapulgit oder besonders reines gelatinoses Aluminiumhydroxyd bzw. Kieselsaure. Diese Bindemittel mussen teilweise in langwierigen Waschverfahren icmenfrei gewaschrn oder mehrere Stun- den lang in prazise arbeitenden Apparaturen, wie z. B. in einem Nauta-Mischer, verknetet werden. Die tonge- bundenen Molekularsiebe erfordern sorgfaltige und lang- wierige Nachbehandlung bis zum Brennen bei etwa 7OOOC. Zwar kanri die Bindung der Zeolithe auch durch Kieselsiure iiber tsinen Kieselsiiureester erreicht werden, doch scheitert dieses Verfahren in der Praxis an der geringen Haltbarheit der Reaktionsmischung, den hohen 72 Jdhrgang Nr 6 1970 FETTE . SEIFEN . ANSTRICHMITTEL Kosten der Ester, dem unangenehmen Arbeiten mit organischen Losungsmitteln und der komplizierten Ver- fahrensfuhrung. Das billigste und einfachste Bindemittel ware Alkali- Silikat (Wasserglas), dessen Verwendung als Binde- mittel fur mineralische und erdige Produkte bekannt ist. Bei den fur diesen Verwendungszweck bekannten Verfahren handelt es sich aber stets nur um das Zu- sammenkleben chemisch inaktiver Produkte ohne aktive innere Oberflache. In manchen Fallen kann das Wasser- glas mit den zu verfestigenden Stoffen auch eine Art chemische Bindung eingehen. In einem fruheren Vorschlag (deutsche Patentanmel- dung H 61 160 IVa/ 12 i) wurde jedoch bereits ein Ver- fahren beschrieben, das die Verwendung von Wasser- glas ermoglicht. Welche Bindemittel auch immer fur die Verformung von Molekularsieben verwendet werden, das Einbringen von nicht aktivem Ballaststoff bedeutet eine Verringerung der wirksamen Kapazitat pro Ge- wichts- bzw. Volunieneinheit. Der Idealfall ware ein brauchbarer, nur aus Mole- kularsieben bestehender Formkorper. Einige Verfahren zur Herstellung solcher Formkorper sind bekannt. So kann man beispielsweise durch teilweise Feinstvermah- lung natiirlicher Zeolithe, speziell Mordenit, in einer Kolloidmuhle und anschliefiendes Verformen, Trocknen und Aktivieren sehr harte Formlinge von guter Harte und brauchbarer Adsorption erhalten. 43 1

Die Vorteile bindemittelfreier Molekularsiebe in der Praxis und bei der Analyse organischer Medien

Embed Size (px)

Citation preview

einigen Stiicken bis zu einigen hundert reichen, also Redingungen, wie rnan sie z. B. beim Autolack vorfindet. Es konnen hier mehrere Wirkstoff -Fuller verwendet werden, zusammen mit den ublichen Einzelmaschinen. Dadurch wird Zeitverlust verniieden. indem wahrend der Reinigung der einen Maschine und der Umstellung auf eine andere Farbe auf der zweiten Maschine weiter- gearbeitet werden kann. .i. Systcttic d c J s Abfiillctii

1Jni die hochste Leistung zu erzielen, und zwar bei der halbautomatischen wie bei der vollautomatischen Anlage, muB nach einem genauen Arbeitsplan vorge- gangcn werden. Aiif der vollautomatischen Anlage mu8 erfahrungsgemafl nach Farbgruppen abgefullt werden. Im ungunstigsten Fall wird man andererseits auf der halbautomatischen Anlage die Farben in folgender Reihenfolge abfullen: weii3 - creme - gelb - orange - braun - rot -- violett - blau - griin - schwarz.

Nach Beendigung dieses Zyklus, der wahrscheinlich einige Tage in Anspruch nehmen wird, ist eine grund- liche Reinigung der Wirkstoff-Fuller notwendig. Mit der Keinigung werden gleichzeitig die verschiedenen Maschi- nenteile auf ihre Funktionstuchtigkeit uberpruft und einer kleinen Revision unterzogen. (i. A rcssichtoi fiir dic Zzckzcn f t

Die Entwicklung dieses Aerosol-Marktes lafit aus ver- schiedenen Griinden auf einen steigenden Absatz in der

Zukunft schliegen. Wenn auch der Anfang bisher schwie- rig war, glauben wir indessen nicht. daB dafiir die Qua- litat der L a k e oder die Konstruktion der Maschinen verantwortlich gemacht werden konnen. Es mui3 viel- mehr auf cine entsprechende Information des Verbrau- chers Wert gelcgt werden, wobei gleichzeitig folgende Gesichtspunkte berucksichtigt werden miissen:

Der Verbraucher soll sich die Miihe geben, die Ge- brauchsanweisung auf der Dose zu lesen. Dadurch wer- den schon viele Unannehmlichkeiten ausgeschaltet.

Dan Verbraucher mui3 eine Anleitung zur richtigen Vorbereitung der zu behandelnden Flache gegeben wer- den. Man kann nur zu oft beobachten, daO das Resultat von Ausbesserungsarbeiten an Lack-Karosserien oft schlechter aussieht als der vorher zu behebende Schaden.

Der Kunde soll auf die Vorteile der Aerosolfarben und auf die dadurch erreichte Zeitersparnis aufmerksam gemacht werden. Z. B. benotigt er keine Pinsel und keine vertropften Farbtopfe mehr. Bei der stets herme- tisch verschlossenen Verpackung besteht keine Gefahr von Krustenbildung.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dai3 trotz der zahlreichen Probleme, die in dieser speziellen Bran- che in den kominenden Jahren auftreten konnen, die Zukunftsaussichten sehr erfolgversprechend sind und daB z. Z. eine steigende Nachfrage nach diesen Produk- ten besteh t.

Die Vorteile bindemittelfreier Molekularsiebe in der Praxis und bei der Analyse organischer Medien

Von Di/L-Chem. K . W a c k s, Frierll.ichsdol.f/Taiciiics

Handelsiibliche Molekularsiebe sind im allgemeinen init einem Bindemittel verarbeitet. Dieses Bindemittel kann entweder durch Eigenadsorption oder spezielle katalytische Wirkung, besonders beim Regenerieren, einen ProzeB storen oder beeinflussen. In kritischen Fal- len ist es u. U. wichtig, ein Produkt einzusetzen, das nur aus Zeolith besteht.

Bekannte Molekularsiebe fallen praktisch alle in Form von Kristallpulver an, die zur technischen Verwertung nach einer der ublichen Methoden mit einem Bindemittel versetzt und anschlieflend. beispielsweise in einem Gra- nulierteller. einem Granulator oder einer Strangpresse in die gewiinschte Form gebracht werden mussen. Diese Fornikorper werden dann getrocknet und aktiviert. gegebenenfalls mit einer oder mehreren Zwischenbe- handlungen. Bekannte Bindemittel fur die Formkorper sind z. B. Tonmineralien, Attapulgit oder besonders reines gelatinoses Aluminiumhydroxyd bzw. Kieselsaure. Diese Bindemittel mussen teilweise in langwierigen Waschverfahren icmenfrei gewaschrn oder mehrere Stun- den lang in prazise arbeitenden Apparaturen, wie z. B. in einem Nauta-Mischer, verknetet werden. Die tonge- bundenen Molekularsiebe erfordern sorgfaltige und lang- wierige Nachbehandlung bis zum Brennen bei etwa 7OOOC. Zwar kanri die Bindung der Zeolithe auch durch Kieselsiure iiber tsinen Kieselsiiureester erreicht werden, doch scheitert dieses Verfahren in der Praxis an der geringen Haltbarheit der Reaktionsmischung, den hohen

72 Jdhrgang Nr 6 1970 F E T T E . S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L

Kosten der Ester, dem unangenehmen Arbeiten mit organischen Losungsmitteln und der komplizierten Ver- fahrensfuhrung.

Das billigste und einfachste Bindemittel ware Alkali- Silikat (Wasserglas), dessen Verwendung als Binde- mittel fur mineralische und erdige Produkte bekannt ist. Bei den fur diesen Verwendungszweck bekannten Verfahren handelt es sich aber stets nur um das Zu- sammenkleben chemisch inaktiver Produkte ohne aktive innere Oberflache. In manchen Fallen kann das Wasser- glas mit den zu verfestigenden Stoffen auch eine Art chemische Bindung eingehen.

In einem fruheren Vorschlag (deutsche Patentanmel- dung H 61 160 I V a / 12 i) wurde jedoch bereits ein Ver- fahren beschrieben, das die Verwendung von Wasser- glas ermoglicht. Welche Bindemittel auch immer fur die Verformung von Molekularsieben verwendet werden, das Einbringen von nicht aktivem Ballaststoff bedeutet eine Verringerung der wirksamen Kapazitat pro Ge- wichts- bzw. Volunieneinheit.

Der Idealfall ware ein brauchbarer, nur aus Mole- kularsieben bestehender Formkorper. Einige Verfahren zur Herstellung solcher Formkorper sind bekannt. So kann man beispielsweise durch teilweise Feinstvermah- lung natiirlicher Zeolithe, speziell Mordenit, in einer Kolloidmuhle und anschliefiendes Verformen, Trocknen und Aktivieren sehr harte Formlinge von guter Harte und brauchbarer Adsorption erhalten.

43 1

Die Aufnahmefahigkeit dieser Produkte fur Wasser, Gase und Dampfe ist jedoch geringer als bei synthe- tischem Material, beispielsweise der Typen A und X. Lediglich in bezug auf die Saurefestigkeit sind diese Produkte unubertroffen.

Um synthetische Produkte ohne Bindemittel zu er- halten. wurde nach einem bekannten Verfahren eine geeignete Reaktionsmischung in eine wasserunlosliche Fliissigkeit gegeben und darin zur Kristallisation ge- bracht. Dieses analog dem Socony-Prozei3 fur perlfor- miges Kieselgel arbeitende Verfahren ergab ein relativ dichtes Agglomerat von Einzelkristallchen. Das Mate- rial ist jedoch wegen seiner geringen Bruchfestigkeit von weniger als 500 g, seines hohen Abriebes bei dyna- mischer Beladung und seines Verfalls mit flussigem Wasser technisch nicht einsatzfahig.

Ferner kann aus Molekularsiebpulver des Typs A durch Anteigen niit hochprozentigem Kieselsol, anschlie- flendes Verformen nach bekannten Verfahren, gege- benenfalls iiber Zwischenbehandlungen durch Einbrin- gen in Natriumaluminat-Losungen unter zur Bildung eines Zeolithen erforderlichen Bedingungen, ein binde- mittelfreies Produkt hergestellt werden. Dieses Material hat sehr gute Adsorptionsleistungen und eine durch- schnittliche Bruchfestigkeit von mehr als 10 kg. Der grofie Nachteil dieses Materials aber besteht darin, dal3 es sich bei direktem Kontakt mit Wasser etwa wie eng- poriges Kieselgel verhalt. Der gro8te Teil dieses Mate- rials fallt nach einer Kontaktzeit von 10 Min. als scha- lenforniiger Bruch oder in Form von Kugelsegment an. So zerfielen z. B. bei Testversuchen 69Oi0 dieses Mate- rials sofort, 27 Oio behielten zwar Kugelform, die Bruch- festigkeit lag aber unter 100 g. Lediglich 4 O i o behielten eine Druckfestigkeit von mehr als 5 kg. Dieselbe Er- scheinung tritt auch auf, sofern das Produkt zum Trock- nen einer Flussigkeit, die in die Poren eindringen kann, benutzt werden soll. Dies ist im technischen Betrieb sehr storend. da bei der Regeneration eines Adsorbers meist eine Kondenswasserzone auftritt, in der dieser gleiche Vorgang stattfindet. Dies fiihrt zur Erhohung des Luft- widerstandes und zu erhohter Abrieb- und Staubbil- dung. Der Staub gerat anschlieflend in Ventile und Leitungen und ergibt Storungen des Prozesses.

Andere, praktisch mit Kieselsaure gebundene Mole- kularsiebe, beispielsweise das Produkt nach der deut- schen Patentschrift 1 161 869 bzw. das Produkt nach dem oben genannten alteren Vorschlag, verhalten sich analog.

Entsprechende Arbeiten wurden in den USA von der Union Carbide, W . R. Grace, Esso Research durchge- fiihrt, in Deutschland von der Farbenfabriken Bayer AG, Leverkusen. Einzelheiten uber diese Arbeit sind u. a. den deutschen Patenten 1 196 626, 1 195 730, 1 218 415. 1 227 878 und dem osterreichischen Patent 255 383 zu entnehmen.

Auf Grund vielfaltiger Beobachtungen wurde zuletzt in Deutschland bei der Firma Gebr. Hcrrmann (FP. 1 586 249) ein Verfahren gefunden, um Nachteile weit- gehend auszuschalten. Das Kennzeichen dieses Verfah- rens ist, dai3 man ein mit Kieselsaure oder einem vor- wiegend Kieselsaure enthaltenden Bindemittel, vorzugs- weise mit einem Magnesium-Silikat rnit einem SiO, : MgO-Molverhaltnis von mehr als 3.0, vorzugsweise von inehr als 3.5, verformtes Molekularsieb in eine Losung

von Natriurnaluminat, in der das Na,O : A1203-Molver- haltnis vorzugsweise 1.3 bis 1.5 und das H,O : Na,O- Verhaltnis in der Losung 40 bis 190, vorzugsweise 83 bis 86 betragt, eintragt, wobei das Na,O : SO2-Verhalt- nis im Bindemittel 0.2 bis 4.5, vorzugsweise 0.6 bis 2, insbesondere 1.2 bis 1.6 ist und das Natriumoxyd des Molekularsiebes zu mehr als 40 " i u , vorzugsweise zu mehr als 85 "/a. durch Magnesiumoxyd ersetzt ist, und dai3 man das Molekularsieb anschliefiend in der Losung mindestens 15 Min. lang bei Temperaturen im Bereich zwischen 60" und l6O0C, vorzugsweise 95O und lOOOC, hilt.

Nach kurzem Auswaschen kann das Natriumoxyd des bindemittelfreien Siebes durch andere zum Austausch befahigte Ionen ersetzt werden. Obgleich nach diesem Verfahren gebundene Molekularsiebe mit einem Binde- mittel-Gehalt von bis zu 40 O/o in bindemittelfreie Pro- dukte umgewandelt werden konnen. erweist sich ein Bindemittel-Gehalt zwischen 15 und 22 Gew.-O/u als be- sonders giinstig.

An Stelle von Magnesium-Ionen im Ursprungspro- dukt konnen auch Erdalkali-Ionen oder Zink-Ionen tre- ten. wobei letztere mehr theoretisches als praktisches Interesse besitzen.

Eine Verfahrensvorschrift zur Herstellung eines sol- chen bindemittelfreien Molekularsiebes sei im folgen- den angegeben; weitere konnen der deutschen Schrift P 1667 547.1 entnommen werden.

200 g eines zu 75 " i o hydratisierten Zeoliths A mit einem Bindemittel-Anteil von 35 Gew.-O/a, hergestellt nach dem in der deutschen Patentanmeldung H 61 160 I V a / 12 i beschriebenen Vetfahren, wurden zu einer 60° c warmen Losung von 200 g 1.4 N a 2 0 : A120, ge- geben und unter Kreislauffiihrung der Lauge 12 Std. bei looo C gehalten. Das Produkt wurde anschlie8end bis zum pH-Wert 8.5 gewaschen und aktiviert.

Die Wasserdampf-Isotherme war identisch mit der eines reinen Molekularsiebpulvers. Ein Teil der Form- korper wurde 10 Min. lang mit fliissigem Wasser in Beriihrung gebracht und anschliefiend auf Bruchfestig- keit gepriift. Diese schwankte zwischen 1.75 und 5.0 kg. Ein Abplatzen von Schalen oder eine Zerstorung der Formkorper erfolgte nicht.

Die beschriebene Methode wird vorzugsweise zur Her- stellung eines bindemittelfreien Molekularsiebes vom Typ A eingesetzt; man kann aber auch Molekularsiebe anderer Typen damit ohne fremdes Bindemittel her- stellen, z. B. Faujasite oder Gmelinit. Die Herstellung bindemittelfreier Molekularsiebe beispielsweise des Fau- jasit-Typs ist z. Z. nicht einwandfrei moglich. Es ist vorteilhaft, in diesem Fall das Bindemittel in ein Mole- kularsieb des Typs A zu iiberfiihren, da dies ohne Schadigung der Faujasit-Struktur erfolgen kann. In diesem Fall sind keine schadlichen Nebenwirkungen durch ein andersartiges Bindemittel zu befiirchten. Bei Molekulen mit einem effektiven Porendurchmesser ohne Gegenwart von Wasser von mehr als 4 bis 5 A wiirde sich der Zeolith Typ A indifferent verhalten, wahrend er bei Cegenwart von Feuchtigkeit diese bevorzugt auf- nehmen wiirde, wobei dann die Poren des Faujasits bevorzugt zur Aufnahme von Molekiilen rnit entspre- chendem gro8eren Porendurchmesser zur Verfugung stehen.

F E T T E . S E I F E N * A N S T R I C H M I T T E L 72. Jahrgang Nr. 6 1970 482