DE1220540B - Process for the production of carbon black - Google Patents

Process for the production of carbon black

Info

Publication number
DE1220540B
DE1220540B DEC27666A DEC0027666A DE1220540B DE 1220540 B DE1220540 B DE 1220540B DE C27666 A DEC27666 A DE C27666A DE C0027666 A DEC0027666 A DE C0027666A DE 1220540 B DE1220540 B DE 1220540B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tin
carbon black
soot
parts
properties
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEC27666A
Other languages
German (de)
Inventor
Merrill E Jordan
Harvey M Cole
William G Burbine
David L Petterson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cabot Corp
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of DE1220540B publication Critical patent/DE1220540B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/50Furnace black ; Preparation thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von Ruß Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Ruß nach dem Furnace-Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Zinn enthaltende Substanz in einer genau dosierten Menge zwischen 250 und 250 000, vorzugsweise zwischen 800 und 150 000 Gewichtsteilen Zinn pro 1 Million Gewichtsteile der verwendeten Kohlenwasserstoffe in die Reaktionszone einführt.Process for the production of carbon black The invention is a Process for the production of carbon black according to the furnace process, which is characterized is that you have a tin-containing substance in a precisely dosed amount between 250 and 250,000, preferably between 800 and 150,000 parts by weight of tin per liter Introduces million parts by weight of the hydrocarbons used into the reaction zone.

Dieses Verfahren ermöglicht in einfacher Weise die Herstellung von Rußen von gleichmäßiger, vorbestimmter Qualität in erhöhten Ausbeuten sowie einen Ausgleich der Schwankungen in den als Ausgangsmaterial dienenden Kohlenwasserstoffen, so daß starke Qualitätsabweichungen des erzeugten Rußes vermieden werden. Das Verfahren ermöglicht ferner die Herstellung eines Rußes, der gleichbleibend und innerhalb sehr enger Grenzen die gewünschten und vorbestimmten Eigenschaften hat.This method enables the production of Carbon blacks of uniform, predetermined quality in increased yields as well as one Compensation of the fluctuations in the hydrocarbons used as starting material, so that great deviations in quality of the soot produced are avoided. The procedure also enables the production of a carbon black that is consistent and within very narrow limits has the desired and predetermined properties.

Durch Zusatz von weniger als 250 Gewichtsteilen des Zusatzstoffes (gerechnet als Zinn) pro Million Teile Ausgangsbrennstoff werden unter Umständen geringe Veränderungen des gebildeten Rußes bewirkt, die für die Qualitätskontrolle wichtig sind, jedoch wurde festgestellt, daß diese Mengen offensichtlich keine größeren Veränderungen der Rußeigenschaften hervorrufen. Oberhalb von Konzentrationen von 500 Teilen Zinn pro Million Ausgangsbrennstoff ist jedoch der verstärkte Einfuß auf die Eigenschaften des gebildeten Rußes eine Funktion der verwendeten Menge des Zusatzstoffs. Ferner wurde festgestellt, daß die Menge des Zusatzelements (Zinn), die mit dem fertigen Ruß in Bindung bleibt, bei einem gegebenen Verfahren und bei einer gegebenen Zusatzmethode weitgehend von der angewendeten Konzentration des Zusatzstoffs abhängt, jedoch gewöhnlich nur einen kleinen Bruchteil der insgesamt zugesetzten Menge ausmacht. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann also in wirksamer Weise angewendet werden, um Ruße zu erzeugen, die unterschiedliche Zinnmengen enthalten. Die obere Grenze der Menge des gemäß der Erfindung verwendeten jeweiligen Zusatzstoffs hängt von den gewünschten Eigenschaften, z. B. den Struktureigenschaften und/oder dem Zinngehalt, des Endproduktes ab. Vom praktischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkt, d. h. zur Vermeidung kostspieliger Spezialeinrichtungen oder einer Veränderung der normalen Flammenform oder einer Veränderung der Ausbildung der Verbrennungszonen usw., wäre es unzweckmäßig, mehr als etwa 300 000 Gewichtsteile Zinn pro Million Gewichtsteile Ausgangsbrennstoff zuzuführen. Zwar kann die gemäß der Erfindung verwendete Menge des Zusatzstoffs in Sonderfällen bis zu 250 000 Teile Zinn oder noch mehr betragen, jedoch werden nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung etwa 800 bis etwa 150 000 Teile Zinn pro Million Teile Ausgangsbrennstoff verwendet.By adding less than 250 parts by weight of the additive (calculated as tin) per million parts of starting fuel may be causes slight changes in the soot that is formed, which is important for quality control are important, however, it has been found that these amounts are obviously not larger Cause changes in the carbon black properties. Above concentrations of However, 500 parts tin per million starting fuel is the increased influence on the properties of the carbon black formed a function of the amount of used Additive. It was also found that the amount of the additional element (tin), that remains in bond with the finished carbon black, for a given process and at a given additional method largely depends on the concentration of the Additive, but usually only a small fraction of the total added amount. The method according to the invention can thus be more effective Wise used to produce carbon blacks that contain varying amounts of tin. The upper limit of the amount of the particular additive used according to the invention depends on the properties desired, e.g. B. the structural properties and / or the tin content of the end product. From the practical and economic point of view, d. H. to avoid expensive special facilities or a change in the normal flame shape or a change in the formation of the combustion zones etc., it would be impractical to use more than about 300,000 parts by weight of tin per million To feed parts by weight of starting fuel. Although used according to the invention Quantity of the additive in special cases up to 250,000 parts of tin or even more be, however, according to the preferred embodiment of the invention, about 800 to about 150,000 parts of tin per million parts of starting fuel are used.

Die gemäß der Erfindung erhaltenen Ruße haben viele ungewöhnliche und erwünschte Eigenschaften. Beispielsweise können bedeutende Veränderungen der Teilchengröße und -anordnung, z. B. der sogenannten Struktureigenschaften des erzeugten Rußes, bewirkt werden. Bei jeder Verfahrensart hängt das Ausmaß dieser Veränderungen der Eigenschaften eines erzeugten Rußes, erkennbar an den Messungen der Ölabsorption und des Nigrometerindexes, von der jeweils verwendeten Zinnverbindung und ihrer Konzentration ab. Der Index eines Rußes, bestimmt durch Nigrometermessung, ist ein Anhaltspunkt für die Farbtiefe, wobei die Farbintensität eine umgekehrte Funktion der Nigrometeranzeige ist. Die Messung des Nigrometerindexes eines Rußes ist außerdem eine schnelle Methode zur Bestimmung der relativen Teilchengröße eines Rußes, die im allgemeinen unmittelbar mit dem Index variiert. Die Ölabsorption eines Rußes ist ein Maß für seinen Ölbedarf und damit ein relatives Maß seiner »Struktur«. Sie ist ein guter allgemeiner Anhaltspunkt für die relative Viskosität vieler Druckereifarben und Anstrichsysteme, in denen Ruß verwendet wird und bei denen eine niedrigere Ölabsorption im allgemeinen eine niedrigere relative Viskosität bedeutet. Bei einigen rußgefüllten Kautschuken ist außerdem die Ölabsorption des Rußes ein allgemeiner Anhaltspunkt für die Höhe des Moduls, den der Ruß einem gegebenen Kautschuk bei einem gegebenen Füllungsgrad verleiht. Durch die Erfindung ist es somit möglich, entweder aus einer größeren Anzahl verschiedener Brennstoffe einen Ruß von bestimmter gleichbleibender und gleichmäßiger Qualität oder aus einem bestimmten Brennstoff brauchbare Ruße mit erwünschten, .vorbestimmten Eigenschaften für die Verwendung auf dem Druckereifarben-, Anstrichfarben-, Kunststoff= und Kautschukgebiet usw. in größerer Mannigfaltigkeit, als dies normalerweise möglich ist, ohne größere Änderungen der Merkmale des Produktionsprozesses herzustellen.The carbon blacks obtained according to the invention have many unusual ones and desired properties. For example, significant changes in the Particle size and arrangement, e.g. B. the so-called structural properties of the generated Soot. The extent of these changes depends on each type of procedure the properties of a produced soot, recognizable from the measurements of the oil absorption and the nigrometer index, the tin compound used in each case and its Concentration. The index of a soot, determined by nigrometer measurement, is a Guide to the color depth, the color intensity having an inverse function the nigrometer display is. The measurement of the nigrometer index of a soot is also a rapid method of determining the relative particle size of a carbon black that generally varies immediately with the index. The oil absorption of a soot is a measure of its oil requirement and thus a relative measure of its "structure". she is a good general guide to the relative viscosity of many printing inks and paint systems that use carbon black and that have lower oil absorption generally means a lower relative viscosity. at In addition, for some carbon black-filled rubbers, the oil absorption of the carbon black is common Reference point for the level of modulus that the carbon black has in a given rubber gives a given degree of filling. The invention thus makes it possible either from a large number of different fuels a soot of a certain type of constant and uniform quality or from a specific fuel useful carbon blacks with desired, predetermined properties for use in printing inks, paints, plastics and rubber, etc. in greater variety than is normally possible without major changes of the characteristics of the production process.

Neben der kontrollierten Herstellung von Rußen mit den obengenannten, vorher festgelegten Eigenschaften eignet sich das Verfahren gemäß der Erfindung auch zur Herstellung von Rußen, die unterschiedliche Zinnmengen in inniger Bindung enthalten. Durch Einführung des Zusatzstoffs in die Reaktions- oder Umwandlungszone, in der der Ruß bei seiner Entstehung als aktives Radikal vorliegt, d. h. durch die Anwesnheit des Zusatzstoffs, während der Ruß sich im »status nascendi« befindet, hat der Zusatz die Möglichkeit, sich mit dem fertigen Ruß innig zu vermischen bzw. zu verbinden. Diese Ruße können mit den verschiedensten Verbindungen, wie Hydroxyden, Ammoniak, Aminen, Cyaniden, verschiedenen organischen Verbindungen usw., umgesetzt werden, wobei durch Umlagerung Rußderivate entstehen. Die erhaltenen Rußderivate finden zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten auf dem Kautschuk-, Kunststoff-, Lack-, Druckereifarben-, Anstrichfarben-, Pigmentgebiet usw. Durch Anwendung der Erfindung ist es somit möglich, Ruße herzustellen, die nicht inert sind, sondern mit anderen Verbindungen Reaktionen einzugehen vermögen, wobei die verschiedensten Rußderivate mit erwünschten Eigenschaften entstehen.In addition to the controlled production of carbon blacks with the above, The method according to the invention is suitable for predetermined properties also for the production of carbon blacks, which contain different amounts of tin in an intimate bond contain. By introducing the additive into the reaction or conversion zone, in which the soot is present as an active radical when it is formed, d. H. through the Presence of the additive while the soot is in the "status nascendi", the additive has the option of intimately mixing with the finished soot or connect to. These carbon blacks can be mixed with a wide variety of compounds, such as hydroxides, Ammonia, amines, cyanides, various organic compounds, etc., implemented are, whereby soot derivatives are formed by rearrangement. The carbon black derivatives obtained find numerous application possibilities on the rubber, plastic, lacquer, Printing inks, paints, pigments, etc. Using the invention it is thus possible to produce carbon blacks that are not inert, but with others Compounds are able to enter into reactions, with the most varied of carbon black derivatives with desired properties.

Ganz allgemein eignen sich Zinn und sämtliche Zinnverbindungen als Zusatzstoffe für die Zwecke der Erfindung. Bevorzugt werden jedoch solche Zinnverbindungen, die in einem Träger, wie Wasser, wäßrigen Medien oder organischen Medien einschließlich der Kohlenwasserstoffe, aus denen der Ruß hergestellt wird, oder in den Dämpfen oder Gasen, die gewöhnlich der Kohlenstoffumwandlungszone zugeführt werden, löslich sind oder dispergiert oder suspendiert werden können. Ganz besonders bevorzugt werden wasserlösliche Zinnverbindungen. Hierzu gehören beispielsweise die verschiedenen anorganischen Zinnsalze, z. B. die Chloride, Sulfate, Carbonate usw. Weitere Zinnverbindungen, die für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet sind, sind die verschiedenen Komplexe und metallorganischen Verbindungen oder die Salze von organischen Säuren. Die Menge der Zusatzverbindung, die allein oder in Mischung mit dem Ausgangsbrennstoff oder mit den Oxydationsmitteln eingeführt wird, läßt sich leicht durch beliebige bekannte Meß- und Regeleinrichtungen regeln.In general, tin and all tin compounds are suitable as Additives for the purposes of the invention. However, such tin compounds are preferred those in a carrier such as water, aqueous media, or organic media including the hydrocarbons from which the soot is made or in the vapors or gases usually supplied to the carbon conversion zone, soluble are or can be dispersed or suspended. Very particularly preferred water-soluble tin compounds. These include, for example, the various inorganic tin salts, e.g. B. the chlorides, sulfates, carbonates, etc. Other tin compounds, which are particularly suitable for the purposes of the invention are the various Complex and organometallic compounds or the salts of organic acids. The amount of additive compound used alone or in admixture with the starting fuel or is introduced with the oxidizing agents, can easily be carried out by any known measuring and control devices regulate.

Die in den folgenden Beispielen genannten Eigenschaften der Ruße wurden wie folgt bestimmt, wenn nicht anders angegeben: Nigrometerindex: Der Nigrometerindex eines Rußes wird mit dem in der USA: Patentschrift 1780 231 beschriebenen Instrument bestimmt. Das Instrument dient zur Messung der Intensität der Schwärze bzw. der Farbtiefe einer Paste, die durch Mischen von 0,25 g des zu prüfenden Rußes in 3 cm3 Leinölfirnis der Qualität Morrill Nr. 5201 hergestellt wird.The properties of the carbon blacks given in the following examples were Determined as follows, unless otherwise stated: Nigrometer index: The nigrometer index a soot is made with the instrument described in U.S. Patent 1780,231 certainly. The instrument is used to measure the intensity of blackness or the Color depth of a paste obtained by mixing 0.25 g of the carbon black to be tested in 3 cm3 of linseed oil varnish of the quality Morrill No. 5201 is produced.

Ölabsorption: Die Ölabsorptionsmethode ist praktisch die gleiche, wie sie zu diesem Zweck überall in der Ruß- und Kautschukindustrie angewendet wird. Sie besteht darin, daß 1 g Ruß mit alkaliraffiniertem Leinöl gemischt wird, bis ein Punkt erreicht ist, bei dem das Gemisch als abgerundete Masse zusammenhaftet. Dieses Verfahren ist allgemein als Gardner-Methode bekannt. Die Ergebnisse werden in Kilogramm Öl, die zur Benetzung von 100 kg Ruß erforderlich sind, angegeben.Oil absorption: the oil absorption method is practically the same, as it is used for this purpose everywhere in the carbon black and rubber industry. It consists in mixing 1 g of carbon black with alkali-refined linseed oil until a point is reached at which the mixture sticks together as a rounded mass. This method is commonly known as the Gardner Method. The results will be given in kilograms of oil required to wet 100 kg of soot.

Diphenylguanidin-Absorptionstest (DPG-Test): Beim DPG-Test wird 1 g des zu untersuchenden Rußes 30 Minuten mit 100 cm3 0,001 n-Diphenylguanidin in Benzol geschüttelt. Man läßt dann den Ruß absitzen und titriert einen aliquoten Teil der obenstehenden Lösung mit 0,002normaler alkoholischer Salzsäure unter Verwendung von Bromphenolblau als Indikator. Gleichzeitig wird ein Nullversuch durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Prozent Diphenylguanidin angegeben, das aus der Lösung entfernt wird.Diphenylguanidine absorption test (DPG test): In the DPG test, 1 g of the soot to be examined for 30 minutes with 100 cm3 of 0.001 n-diphenylguanidine in Benzene shaken. The soot is then allowed to settle and an aliquot is titrated Using part of the above solution with 0.002N alcoholic hydrochloric acid of bromophenol blue as an indicator. At the same time, a zero test is carried out. The results are given as the percentage of diphenylguanidine that was released from the solution Will get removed.

In der französischen Patentschrift 1255 943 wird die Verwendung von Alkalimetallzusätzen bei der Herstellung von Ruß beschrieben. Obwohl die Zusätze von zinnhaltigen Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrer Wirkung, nämlich einer Verminderung der »Struktur« des erhaltenen Rußes, den Alkaliverbindungen der französischen Patentschrift verwandt sind, so zeigt doch der Ruß, der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, andere hervorstechende Eigenschaften. @ Die vielleicht bedeutendste in diesen unterschiedlichen Eigenschaften ist die ungewöhnlich hohe DPG-Absorption, die der Ruß gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist (vgl. Tabelle 2). Ein Ruß mit hoher DPG-Absorption zeigt aber den großen Vorteil, daß, wenn er in Kautschukgemischen als Füllstoff verwendet wird, er diesen Gemischen eine verringerte Vulkanisationsgeschwindigkeit verleiht (s. nach Tabelle 2 letzter Satz im nachfolgenden Absatz). Eine verringerte Vulkanisationsgeschwindigkeit ist aber sehr wertvoll für viele kautschukhaltige Systeme, die zum frühzeitigen Anvulkanisieren, dem sogenannten Anbrennen,- während ihrer Herstellung neigen. Beispiel 1 In einem Versuchsofen wurde Ruß nach dem Furnace-Verfahren unter Verwendung von Acetylen als Ausgangsmaterial hergestellt. Der Versuchsofen war mit einem Brenner versehen, der aus drei getrennten konzentrischen Rohren bestand, deren obere Öffnungen an der Brennerspitze zusammenliefen. Acetylen wurde durch den äußeren Ringraum zur Brennerspitze und von dort zur Umwandlungszone geführt, während das Oxydationsmittel (Luft) durch den angrenzenden inneren Ringraum zugeführt wurde. Der innerste der genannten konzentrischen Ringräume im Brenner bestand aus einem Kapillarrohr, durch das Lösungen einer Zinnverbindung mit verschiedenen Konzentrationen in konstanter Menge von etwa 1 cm3/Minute der Umwandlungszone zugeführt wurden. Die ZuführungderLösungderZinnverbindungzurUmwandlungszone erfolgte mit Hilfe eines Drehmomentwandlers mit veränderlicher Drehzahl. Die Eigenschaften der erhaltenen Ruße wurden ermittelt, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden: Tabelle 1 Teile Zinn pro Ni ometerwert Ölabsorption Brenn- @' Gewichtsprozent Versuch Nr. Stoff Zusatzstoff Million Teile Sn im Produkt Brennstoff Skalenteile kg Ö1/100 kg Ruß Blindversuch C2H2 - - 84,5 170 - 4-360 C2H2 SnC12 2 H20 820 84,5 161 0,4 4-362 C2H2 SnC12 2 H20 14700 84,2 152 1,21 4-365 C2H2 SnS04 32500 84,2 158 - 4-367 C2H2 SnC4H40, 59300 84,4 157 3,78 4-369 C2H2 SnCr04 63100 84,3 155 - 4-364 CZH2 SnCl2 - 2 H20 76400 83,3 141 6,22 Aus den vorstehenden Werten ist ersichtlich, daß verhältnismäßig geringe Mengen des Zusatzstoffs, z. B. etwa 800 Teile (gerechnet als Zinn) pro Million Teile Ausgangsbrennstoff, bedeutende Veränderungen der »Struktur«-Eigenschaften des gebildeten Rußes hervorbringen. Die Werte lassen ferner erkennen, daß die Eigenschaften, die der Veränderung unterliegen, z. B. der Nigrometeiwert und die Ölabsorption, mit steigender Konzentration des Zusatzstoffs in der Umwandlungszone in zunehmendem Maße beeinflußt werden. Beispiel 2 Es wurde im wesentlichen auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 gearbeitet mit der Ausnahme, daß im Versuch 4-354 (s. unten) eine 2,5molare SnC12 - 2 H20-Lösung in gleichbleibender Menge von etwa 100 cm3/Std. der Umwandlungszone zugeführt wurde, während in Versuch 4-342 (s. unten) eine 4,4molare Lösung von SnC12 - 2 H20 in konstanter Menge von 120 cm3/Std. zugeführt wurde. Die erhaltenen Ruße hatten folgende Eigenschaften: Tabelle 2 Teile Zinn Ausbeute Ölabsorption Oberfläche Versuch Brenn- pro Million in 1/o vom DPG kg öl Nigrometer- aus der % Nr. Stoff Teile Gesamt-C Skalenwert Asche Brennstoff im C2H2 pro 100 kg Ruß Na-Adsorption 4-355 C2H2 - 24,1 21 169 84,2 96,5 0,03 4-354 C,H2 115400 43,5 68 108 83,5 122,9 22,0 4-342 C2H2 215700 67,5 - 68 82,5 - - Die vorstehenden Werte veranschaulichen den weiten Bereich von Eigenschaften der gebildeten Ruße, die aus einem bestimmten Brennstoff durch Anwendung der Lehren der Erfindung erhältlich sind. Ferner ist zu beachten, daß die DPG-Adsorption, die das Maß für die Vulkanisationsgeschwindigkeit eines bestimmten Rußes ist, mit Hilfe der Erfindung ebenfalls gelenkt bzw. selektiv vorherbestimmt werden kann. Die Ruße aus den Versuchen 4-355 (Blindversuch) und 4-354 wurden zur Entfernung etwaiger überschüssiger oder locker anhaftender löslicher Salze sechsmal mit Wasser gewaschen und getrocknet. Jeder der gewaschenen Ruße wurde in der gleichen Weise in Naturkautschuk eingearbeitet. Die Kautschukproben wurden bis zum Erreichen des gleichen Zustandes vulkanisiert. Folgende Werte wurden erhalten Ruß Nr. Zugfestigkeit 400% Dehnung Modul bei Dehnung ung Shor@ehärte Spannungsprodukt 4-355 255 168 550 65 1,73 -106 (Kontrollprobe) 4-354 237 87 690 53 2,29-106 Die vorstehenden Werte lassen erkennen, daß es mit Hilfe der Erfindung möglich ist, Vulkanisate oder andere rußhaltige Fertigprodukte herzustellen, die so modifiziert sind, daß sie den verschiedensten vorher festgelegten Spezifikationen entsprechen.The French patent specification 1255 943 describes the use of alkali metal additives in the production of carbon black. Although the additions of tin-containing compounds according to the present invention are related in their effect, namely a reduction in the "structure" of the carbon black obtained, to the alkali compounds of the French patent, the carbon black obtained by the process of the present invention shows different salient properties. Perhaps the most significant of these different properties is the unusually high DPG absorption exhibited by the carbon black according to the present invention (see Table 2). A carbon black with high DPG absorption, however, has the great advantage that, when it is used as a filler in rubber mixtures, it imparts a reduced vulcanization rate to these mixtures (see last sentence of Table 2 in the following paragraph). However, a reduced rate of vulcanization is very valuable for many rubber-containing systems that tend to vulcanize at an early stage, known as scorching, during their manufacture. Example 1 In a test furnace, carbon black was produced by the furnace process using acetylene as the starting material. The experimental furnace was provided with a burner which consisted of three separate concentric tubes, the upper openings of which converged at the tip of the burner. Acetylene was fed through the outer annulus to the burner tip and from there to the conversion zone, while the oxidant (air) was fed through the adjacent inner annulus. The innermost of the aforementioned concentric annular spaces in the burner consisted of a capillary tube through which solutions of a tin compound in various concentrations were fed to the conversion zone in a constant amount of about 1 cm3 / minute. The tin compound solution was supplied to the conversion zone by means of a variable speed torque converter. The properties of the carbon blacks obtained were determined, the following results being obtained: Table 1 Parts of tin per niometer value of oil absorption Burning percentage by weight Trial No. Substance Additive Million parts of Sn in the product Fuel scale divisions kg oil / 100 kg soot Blank test C2H2 - - 84.5 170 - 4-360 C2H2 SnC12 2 H20 820 84.5 161 0.4 4-362 C2H2 SnC12 2 H20 14700 84.2 152 1.21 4-365 C2H2 SnS04 32500 84.2 158 - 4-367 C2H2 SnC4H40, 59300 84.4 157 3.78 4-369 C2H2 SnCr04 63 100 84.3 155 - 4-364 CZH2 SnCl2 - 2 H20 76400 83.3 141 6.22 From the above values it can be seen that relatively small amounts of the additive, e.g. B. about 800 parts (calculated as tin) per million parts of starting fuel, produce significant changes in the "structure" properties of the soot formed. The values also indicate that the properties that are subject to change, e.g. B. the Nigrometeiwert and the oil absorption can be influenced with increasing concentration of the additive in the conversion zone to an increasing extent. Example 2 The procedure was essentially the same as in Example 1, with the exception that in experiment 4-354 (see below) a 2.5 molar SnC12-2 H20 solution in a constant amount of about 100 cm3 / hour. was fed to the conversion zone, while in experiment 4-342 (see below) a 4.4 molar solution of SnC12-2 H20 in a constant amount of 120 cm3 / hour. was fed. The carbon blacks obtained had the following properties: Table 2 Parts of tin yield oil absorption surface Trial burning per million in 1 / o from the DPG kg oil nigrometer from the% No. fabric parts total-C scale value ash Fuel in C2H2 per 100 kg of soot Na adsorption 4-355 C2H2 - 24.1 21 169 84.2 96.5 0.03 4-354 C, H2 115400 43.5 68 108 83.5 122.9 22.0 4-342 C2H2 215 700 67.5 - 68 82.5 - - The above values illustrate the wide range of properties of the formed carbon blacks obtainable from a particular fuel using the teachings of the invention. It should also be noted that the DPG adsorption, which is the measure of the rate of vulcanization of a specific carbon black, can also be controlled or selectively predetermined with the aid of the invention. The carbon blacks from experiments 4-355 (blank experiment) and 4-354 were washed six times with water and dried to remove any excess or loosely adhering soluble salts. Each of the washed carbon blacks was incorporated into natural rubber in the same manner. The rubber samples were vulcanized until they reached the same state. The following values were obtained Carbon black no. Tensile strength 400% elongation modulus with elongation and Shor @ hardness tension product 4-355 255 168 550 65 1.73 -106 (Control sample) 4-354 237 87 690 53 2.29-106 The above values indicate that with the aid of the invention it is possible to produce vulcanizates or other finished products containing carbon black which have been modified in such a way that they correspond to a wide variety of predetermined specifications.

Das Wesen der Erfindung liegt in der Einführung bestimmter und unterschiedlicher Mengen eines zinnhaltigen Zusatzstoffes in die Kohlenstoffumwandlungszonen. Ganz offensichtlich sind daher viele Abwandlungen der Arbeitsweise und der Apparaturen möglich, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die verschiedensten Änderungen der Verbrennungszone und der Art der Zuführung des Zusatzstoffs vorgenommen werden. Ferner können im Rahmen der Erfindung erheblich kleinere Mengen des Zusatzstoffs verwendet werden. Kleinere Mengen, z. B. etwa 500 Teile (gerechnet als Zinn) pro Million Teile Ausgangsbrennstoff oder weniger, können verwendet werden, wenn mit Hilfe der Erfindung geringe unkontrollierbare Schwankungen, die den vielen Rußherstellungsverfahren eigen sind, ausgeglichen werden sollen.The essence of the invention lies in the introduction of certain and different Quantities of a tin-containing additive in the carbon conversion zones. Quite Obviously, therefore, there are many variations in the method of operation and the apparatus possible without departing from the scope of the invention. For example, the most diverse Changes made to the combustion zone and the way in which the additive was fed will. Furthermore, considerably smaller amounts of the additive can be used within the scope of the invention be used. Smaller amounts, e.g. B. about 500 parts (calculated as tin) per A million parts of base fuel, or less, can be used when using With the help of the invention, there are few uncontrollable fluctuations in the many carbon black production processes are peculiar, should be balanced.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Ruß nach dem Furnace-Verfahren, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß man eine Zinn enthaltende Substanz in einer genau dosierten Menge zwischen 250 und 250 000, vorzugsweise zwischen 800 und 150 000 Gewichtsteilen Zinn pro 1 Million Gewichtsteile der verwendeten Kohlenwasserstoffe in die Reaktionszone einführt. Claims: 1. Process for the production of carbon black by the furnace process, by using a tin-containing substance in an exactly dosed amount between 250 and 250,000, preferably between 800 and 150,000 parts by weight of tin per million parts by weight of hydrocarbons used introduces into the reaction zone. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zinnhaltige Substanz ein wasserlösliches Zinnsalz ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 549 348, 744 569; USA: Patentschrift Nr. 2 794 709.2. The method according to claim 1, characterized in that that the tin-containing substance is a water-soluble tin salt. Considered Publications: German Patent Nos. 549 348, 744 569; USA: patent specification No. 2,794,709.
DEC27666A 1961-08-09 1962-08-09 Process for the production of carbon black Pending DE1220540B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1220540XA 1961-08-09 1961-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1220540B true DE1220540B (en) 1966-07-07

Family

ID=22400329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC27666A Pending DE1220540B (en) 1961-08-09 1962-08-09 Process for the production of carbon black

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1220540B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2004253C (en) 1969-01-31 1973-09-06 Philips Petroleum Co., Bartlesville, Okla./US Process for the production of carbon black in the presence of additives which influence the carbon black properties

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE549348C (en) * 1930-07-15 1932-04-26 I G Farbenindustrie Akt Ges Process for the production of carbon black
DE744569C (en) * 1939-08-20 1944-01-20 Georg Gros Dr Ing Process and device for the production of high quality gas black by catalytic decomposition of carbon oxide
US2794709A (en) * 1952-12-20 1957-06-04 Houdry Process Corp Preparation of carbon black and hydrogen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE549348C (en) * 1930-07-15 1932-04-26 I G Farbenindustrie Akt Ges Process for the production of carbon black
DE744569C (en) * 1939-08-20 1944-01-20 Georg Gros Dr Ing Process and device for the production of high quality gas black by catalytic decomposition of carbon oxide
US2794709A (en) * 1952-12-20 1957-06-04 Houdry Process Corp Preparation of carbon black and hydrogen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2004253C (en) 1969-01-31 1973-09-06 Philips Petroleum Co., Bartlesville, Okla./US Process for the production of carbon black in the presence of additives which influence the carbon black properties

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2604053A1 (en) VULCANIZABLE MASS
DE2540715B2 (en) Process for the production of furnace soot with increased structural characteristics
DE2849228C2 (en) X-ray shielding flame retardant of polysiloxane compositions
DE1925868B2 (en) Process for the production of finely divided sodium aluminum suicate and its use as a filler
DE1592972A1 (en) Uniform compound of crystalline vaterite-type calcium carbonate and amorphous silica
DE1216466B (en) Pigmentation of chalky, oil-based paints or enamel layers
DE2014029A1 (en) Modified carbon black and process for its manufacture
DE2703181A1 (en) FILLER
DE1220540B (en) Process for the production of carbon black
DE1939110A1 (en) Process for removing residues of free acid from soot treated with oxidizing mineral acids
EP0037996B1 (en) Process for the manufacture of amine oxides, and their use as surface active agents
DE1211736B (en) Manufacture of soot
DE943256C (en) Process for the degradation of natural or / and synthetic rubber for the purpose of producing rubber mixtures or rubber solutions
DE800501C (en) Rubber dye preparations
DE1420178B2 (en) VULCANIZATION ACCELERATOR FOR POLYCHLOROPRENE COMPOUNDS
DE546690C (en) Manufacture of vulcanizable rubber compounds
DE2226672B2 (en) Particulate solid antimony oxide / silica containing inorganic material, process for its preparation and its use
DE1236108B (en) Process for the production of carbon black
DE380120C (en) Process for the production of ignition compounds
DE976591C (en) Process for the production of hexadecachloro copper phthalocyanine pigments with increased covering power and improved color tone
DE533937C (en) Process for accelerating the rate of disintegration of calcium cyanide into hydrocyanic acid and calcium hydroxide or carbonate
DE570892C (en) Process for the production of adhesive reaction products of rubber
DE1292374B (en) Powdered rubber filler
DE853653C (en) Filler
DE1150815B (en) Process for the production of modified copolymers from an isoolefin and one or more polyolefins