DE893241C - Process for the production of Russabkoemmlingen - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Rußabkömmlingen Durch Behandlung von Rußen mit Chlqr ist es möglich, zu halogenierten Rußen zu gelangen. Es zeigte sich, daß Produkte mit sehr unterschiedlichen Chlorgehalten je nach der verwendeten Rußsorte erhalten werden. So wird z. B. beim Chlorieren eines Gasrußes bzw. eines leichten Flammrußes ein Produkt mit 18 bis aoo/o Chlor gewonnen, während schwerer Flammruß ein Produkt mit maximal 81/o ergibt.Process for the preparation of carbon black derivatives By treating Carbon blacks with Chlqr make it possible to obtain halogenated carbon blacks. It was found, that products with very different chlorine contents depending on the type of carbon black used can be obtained. So z. B. when chlorinating a carbon black or a light one Lampblack obtained a product with 18 to aoo / o chlorine, while heavy lampblack results in a product with a maximum of 81 / o.

Es wurde gefunden, daß man diese halogenierten Ruße mit Vorteil für die Herstellung verschiedenartiger Bußabkömmlinge verwenden kann. Hierbei wird in der Regel durch doppelten Umsatz das Halogen gegen das gewünschte Derivat ausgetauscht; z. B. wird beim Erhitzen von halogeniertem Ruß mit Natriumcyanid ein C N-haltiges Bußderivat erhalten. In gleicher Weise ist es möglich, durch Behandlung mit anorganischen Basen, z. B. Natriumlauge oder Alkali- bzw. Erdalkalihydroxyd, zu Rußen mit Hydroxylgruppen zu gelangen. In ähnlicher Weise können mit Schwefelalkali bzw. Natriumselenid die entsprechenden schwefel- b.zw. selenhaltigen Rußabkömmlinge gewonnen werden.It has been found that these halogenated carbon blacks with advantage for can use the manufacture of various kinds of penitential offspring. Here, in as a rule, the halogen is exchanged for the desired derivative by double conversion; z. B. When halogenated carbon black is heated with sodium cyanide, it becomes a C N-containing one Penalty derivative received. In the same way it is possible by treatment with inorganic Bases, e.g. B. sodium hydroxide or alkali or alkaline earth metal hydroxide to carbon blacks with hydroxyl groups to get. In a similar way, with alkaline sulfur or sodium selenide, the corresponding sulfur or Soot derivatives containing selenium can be obtained.

Bei Umsetzung der halogenierten Ruße mit Ammoniak ergeben sich NH2 haltige Rußderivate. Auch Amine, wie Methylamin, und solche der Silangruppe, z. B. von der Formel R Si H2 N H2, können für die Gewinnung entsprechender Bußderivate herangezogen werden.When the halogenated carbon blacks are reacted with ammonia, NH2 results containing carbon black derivatives. Also amines, such as methylamine, and those of the silane group, e.g. B. of the formula R Si H2 N H2, can be used for the production of the corresponding penalty derivatives can be used.

Weitere Umsetzungen mit halogeniertem Ruß können auch mit den verschiedenartigsten organischen Verbindungen durchgeführt werden, z. B. mit Natriummethylat, Natriumphenolat, Natriumrhodanid, Kaliumcyanat USW. Further reactions with halogenated carbon black can also be carried out with a wide variety of organic compounds, e.g. B. with sodium methylate, sodium phenolate, sodium rhodanide, potassium cyanate, etc.

Zur Durchführung der Reaktion im allgemeinen ist eine Temperaturerhöhung erforderlich. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Umsetzung unter Ausschluß von Lösungsmitteln, d. h. durch Trockenerhitzung, durchzuführen. Geeignet hierfür ist das Arbeiten im ;Drehrohr bzw. in Mischschnecken. Doch ist es auch in geeigneten Fällen ohne weiteres möglich, Lösungsmittel anorganischer und organischer Natur bei der Um= setzung zu verwenden. Handelt es sich um leichtflüchtige Verbindungen, mit denen der halogenierte Ruß umgesetzt werden soll, so kann man diese in Form eines Dampfstromes über den: zu behandelnden Ruß hinwegleiten. Verwendet man hierbei eine Temperatur, die unter dem Siedepunkt der betreffenden Verbindung liegt, so ist es erforderlich, für die Dämpfe ein inertes Trägergas, z. B. Stickstoff, anzuwenden oder im Vakuum zu arbeiten.To carry out the reaction in general, an increase in temperature is necessary necessary. It has proven to be particularly advantageous that the implementation with the exclusion of solvents, d. H. by dry heating. Working in a rotary tube or in mixing screws is suitable for this. It still is it is also possible in suitable cases to use inorganic solvents and of an organic nature in the implementation. Is it volatile? Compounds with which the halogenated carbon black is to be implemented, so you can pass this in the form of a stream of steam over the soot to be treated. Used this is a temperature below the boiling point of the compound in question is, it is necessary for the vapors to use an inert carrier gas, e.g. B. nitrogen, to apply or to work in a vacuum.

Zur Gewinnung der reinen Endprodukte ist es im allgemeinen erforderlich, das Reaktionsprodukt zur Entfernung der gebildeten Halogenverbindungen, z. B. Kochsalz, Chlorcalcium usw., einer Extraktion zu unterziehen.To obtain the pure end products, it is generally necessary to the reaction product to remove the halogen compounds formed, e.g. B. table salt, Calcium chloride, etc., to be subjected to an extraction.

Beispiele i. Deutscher -Gasruß wird hei einer Temperatur von 300'° ohne Zusatz irgendwelcher Katalysatoren mit Chlor erschöpfend behandelt, wobei, unter gleichzeitigem Austritt von Salzsäure, :in Ruß mit einem Chlorgehalt von 17% erhialten wird.Examples i. German gas soot is at a temperature of 300 ° treated exhaustively with chlorine without the addition of any catalysts, whereby, with simultaneous escape of hydrochloric acid,: in soot with a chlorine content of 17% is obtained.

Auf i Teil dieses halogenierten Rußes nimmt man 0,41 Teile wasserfreies Ätznatron, mischt intensiv durch und erhitzt unter Ausschluß von Luft auf 33o°' kurze Zeit. Das Reaktionsprodukt -wird mit Wasser ausgelaugt, mit Salzsäure gewaschen und getrocknet. Man erhält o,92 Teile Ruß zurück, der folgende Elementaranalyse ergibt: Kohlenstoff 89,750/0, Wasserstoff o,960/0, Stickstoff o,1 j%, Chlor o,52%, Sauerstoff 7,5% aus der Differenz, Asche i,ö8%.One part of this halogenated carbon black is 0.41 part of anhydrous Caustic soda, mixes intensively and heats to 33o ° 'in the absence of air short time. The reaction product is leached with water and washed with hydrochloric acid and dried. 92 parts of carbon black are returned, according to the following elemental analysis results in: carbon 89.750 / 0, hydrogen o.960 / 0, nitrogen o.1%, chlorine o.52%, Oxygen 7.5% from the difference, ash i, ö8%.

Im Gegensatz 'hierzu zeigte der halogenierte Ausgangsruß folgende Elementaranalyse: Kohlenstoff 80,700/0, Wasser o,350/0, Stickstoff o,29%, Chlor i7,2%" Sauerstoff- i,q.6% aus der Differenz.In contrast, the starting halogenated carbon black showed the following Elemental analysis: carbon 80.700 / 0, water 0.350 / 0, nitrogen 0.29%, chlorine i7.2% "oxygen- i, q.6% from the difference.

Aus den Analysen geht hervor, daß das im halogenierten Ruß enthaltene Halogen bis auf einen kleinen Rest durch OH-Gruppen ersetzt worden ist.The analyzes show that that contained in the halogenated carbon black Halogen has been replaced by OH groups except for a small residue.

2. Auf i Teil Chlorruß, der in der gleichen Weise hergestellt wurde, wie in Beispiel i beschrieben, werden 0,3 Teile Natri.umcyanid mit 971/o Na C N-Gehalt genommen. Nach guter Durchmischung wird i Stunde auf 575°' erhitzt. Das Reaktionsprodukt wird mit Wässer und verdünnter Salzsäure ausgelaugt und ergibt nach dem Trocknen folgende Elementaranalyse: Kohlenstoff 86,50;o, Wasserstoff o,42 0/0, Stickstoff 6,70'/o, Chlor i,03 0/0, Sauerstoff 2,o5 % aus der Differenz, Asche 3,30'/0. 2. 0.3 part of sodium cyanide with 971 / o Na C N content is added to i part of chlorine black, which was prepared in the same way as described in Example i. After thorough mixing, the mixture is heated to 575 ° 'for 1 hour. The reaction product is leached with water and dilute hydrochloric acid and, after drying, gives the following elemental analysis: carbon 86.50; o, hydrogen 0.22%, nitrogen 6.70%, chlorine 1.03%, oxygen 2 , o5% from the difference, ash 3.30 '/ 0.

Aus. der Analyse geht hervor, daß das Chlor weitgehend durch die Gruppe C N ersetzt wurde. Das Verfahren gemäß der iErfindung war nach dem bisherigen Stand oder Technik keineswegs vorauszusehen, da der Ruß als ein verhältnismäßig chemisch inaktiver Stoff von fast reinem Kohlenstoff angesehen wurde. Auf Grund der gemachten Beobachtungen ist es nunmehr möglich, die verschiedenartigsten Rußderivate herzustellen und damit dem Ruß neuartige Eigenschaften zu verleihen und entsprechende Verwendungsmöglichkeiten, z. B. auf dem Gebiet der Kunststoffe, Lacke, Kautschuk, Silikone, Druckfarben usw., zu erschließen.The end. The analysis shows that the chlorine is largely due to the group C N was replaced. The method according to the invention was the prior art or technology by no means to be foreseen, since the soot as a relatively chemical was considered an inactive substance of almost pure carbon. Because of the made Observations, it is now possible to produce a wide variety of carbon black derivatives and thus to give the soot novel properties and corresponding uses, z. B. in the field of plastics, paints, rubber, silicones, printing inks, etc., to tap into.

Claims (3)

PATENTANSPR ÜCHr: i. Verfahren zur Herstellung von Rußab'kömmlingen, dadurch gekennzeichnet, daß halogenierte Ruße als Ausgangsstoff für Reaktionen verwendet -werden, bei denen durch doppelten Umsatz das Halogen gegen gewünschte Atome oder Atomgruppen, z. B. S, C N, OH, O C6 H5 usw., ausgetauscht wird. PATENT CLAIM: i. Process for the production of carbon blacks, characterized in that halogenated carbon blacks are used as starting material for reactions in which the halogen against desired atoms or groups of atoms, e.g. B. S, CN, OH, O C6 H5, etc., is exchanged. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die chlorierten Ruße mit .Alkali- bzw. Erdalkaliverbindungen der gewünschten Derivate umsetzt. 2. Procedure according to claim i, characterized in that the chlorinated carbon blacks with .Alkali- or alkaline earth compounds of the desired derivatives. 3. Verfahren nach Anspruch @i, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit Ammoniak bzw. Aminen durchgeführt wird. q.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, idaß die chlorierten Ruße mit substituierten Silanen, z. B. Aminen von der Bruttoformel R Si H2 N H2, umgesetzt werden. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung unter Ausschluß von Lösungsmitteln bei erhöhter Temperatur, vorteilhaft in kontinuierlicher Weise in Dreihrohren hzw. Rührwerksschneoken, erfolgt. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsprodukte zur Entfernung der anfallenden Halogenverbindungen mit geeigneten Lösungmitteln, bevorzugt mit Wasser, extrahiert werden.3. The method according to claim @i, characterized in that the reaction is carried out with ammonia or amines will. q .. The method according to claim i, characterized in that the chlorinated Carbon blacks with substituted silanes, e.g. B. Amines of the gross formula R Si H2 N H2, implemented. 5. The method according to claim i to 3, characterized in that the reaction with the exclusion of solvents at elevated temperature, advantageous hzw in a continuous manner in three tubes. Agitator auger, takes place. 6. Procedure according to claim i to 5, characterized in that the reaction products for removal of the halogen compounds produced with suitable solvents, preferably with Water, to be extracted.