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DE1646658A1 - Process for the production of objects of distinct shape from coal - Google Patents

Process for the production of objects of distinct shape from coal

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DE1646658A1
DE1646658A1 DE19681646658 DE1646658A DE1646658A1 DE 1646658 A1 DE1646658 A1 DE 1646658A1 DE 19681646658 DE19681646658 DE 19681646658 DE 1646658 A DE1646658 A DE 1646658A DE 1646658 A1 DE1646658 A1 DE 1646658A1
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Sugio Otani
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Description

g. Wilhelm BeicheiG. Wilhelm Beichei

Frankfurt/Mcdn-lFrankfurt / Mcdn-l

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Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo-Ιο, JapanKureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo-Ιο, Japan

Verfahren zur Herstellung von Gegenständen ausgeprägter Gestalt aus KohleProcess for the production of objects of pronounced shape from charcoal

SS SS SS SS SS SS S3 SS SS SS SS SS SS S3

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Gegenständen ausgeprägter Gestalt aus Kohle, wobei die Graphitierungseigensehaften der Gegenstände in einem Bereich von einer leichten.Graphitisierbarkeit bis zu einer schwierigen Graphitisierbarkeit wählbar sind und die Gefügezustände vom glasartigen bis zum porösen Zustand reichen.The invention relates to a method for producing objects of pronounced shape from carbon, wherein the Graphitization properties of the objects in an area from easy to graphize to difficult Graphitizability can be selected and the structural conditions range from vitreous to porous.

Es handelt sich dabei insbesondere um aus Kohle gebildete oder geformte Gegenstände, deren Graphitierungseigenschaften und Gefügestrukturen sich über weite Bereiche erstrecken, wobei modifizierte Pecharten als Ausgangsmaterialien zum λ Herstellen der Gegenstände dienen.This is in particular formed from coal or shaped articles whose Graphitierungseigenschaften and microstructures extend over wide areas, said modified pitch types serving as raw materials for producing the λ items.

Es ist bereits bekannt, Gegenstände oder Gefüge von ausgeprägter Gestalt aus verschiedenen Kohlearten herzustellen. So sind beispielsweise glasartige Kohlearten bekannt, wie die sogenannte Cellulosekohle, hergestellt von der G.E.C., Ltd., England, die sogenannte Glaskohle, hergestellt von *?er Tokai Denkyoku Company, Ltd., Japan, und Kohleprodukte, hergestellt von Shigen Gijutsu Shiken-Jo, Japan, zu deren Herstellung Aceton-Purfurol-Harze als Ausgangsmaterial verwendet werden. Perner sind weitere verschiedenartige Kohle-It is already known to produce objects or structures of pronounced shape from different types of coal. For example, vitreous types of coal are known, such as the so-called cellulosic carbon, manufactured by G.E.C., Ltd., England, the so-called glass coal, manufactured by Tokai Denkyoku Company, Ltd., Japan, and coal products, manufactured by Shigen Gijutsu Shiken-Jo, Japan, to theirs Manufacture Acetone Purfurol Resins Used as Starting Material will. Perner are other different types of coal

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oder Kohlenstoffprodukte bekannt, einschließlich poröser Gegenstände und Fäden. Während diese Kohleprodukte ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen, werden sie jedoch nach schwierigen und zeitraubenden Verfahren hergestellt oder benötigen sehr teure Ausgangsmaterialien.or carbon products known, including porous Objects and threads. While these charcoal products have excellent properties, they are after difficult and time-consuming processes or require very expensive starting materials.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfacheres und weniger aufwendiges Herstellungsverfahren für diese aus Kohle oder Kohlenstoff gebildeten Gegenstände zu schaffen. Die Graphitierungseigenschaften sollen dabei in einem Bereich von einer leichten bis zu einer schwierigen Graphit!— sierbarkeit wählbar sein und die Gefügestruktur soll vom glasartigen bis zum porösen Zustand reichen. Ferner sollen die Produkte gleichförmig und homogen sein, wozu als Ausgangsmaterialien Pecharten dienen, die durch geringen Aufwand modifiziert wurden.The object of the invention is to provide a simpler and less complex manufacturing process for these To create charcoal or carbon formed objects. The graphitization properties should be in one area from a light to a difficult graphite! - can be selected and the structure should be from vitreous to porous state. Furthermore should the products be uniform and homogeneous, including as raw materials Types of pitch that have been modified with little effort.

Diese Aufgabe wird von dem Verfahren nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein modifiziertes Pech mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,2 bis 0,6 und mit einem Erweichungspunkt von mindestens 170 0C hergestellt wird, daß aus diesem als Hauptausgangsmaterial benutzten modifizierten Pech ein Gegenstand ausgeprägter Gestalt hergestellt wird, und daß dieser Gegenstand in einer inerten Gasatmosphärejeiner Verkohlungs- und bzw. oder Graphitierungsbehandlung ausgesetzt wird oder stattdessen zuerst einer Oxidationsbehandlung und anschließend in einer inerten Gas— atmosphäre einer Verkohlungs- und bzw« oder Graphitierungs— behandlung ausgesetzt wird.This object is achieved by the method according to the invention in that a modified pitch with a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.2 to 0.6 and with a softening point of at least 170 ° C. is produced, and that modified pitch is used from this as the main starting material Pitch an object of pronounced shape is produced and that this object is subjected to a charring and / or graphitization treatment in an inert gas atmosphere or instead is firstly subjected to an oxidation treatment and then in an inert gas atmosphere to a charring and / or graphitization treatment .

An Hand von Ausführungsbeispielen sollen im folgenden die Einzelheiten der Erfindung näher ausgeführt und der Anwendungsbereich des Erfindungsgegenstandes angegel-sn werden«The details of the invention and the scope of application are to be elaborated in the following on the basis of exemplary embodiments of the subject matter of the invention to be caught "

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Unter "modifiziertem Pech" oder "modifiziertenPecharten" seilen sämtliche Pecharten verstanden werden, die durch Wärmebehandlung, durch Behandlung mit einem Dehydriermittel, beispielsweise Ozon, Sauerstoff, Luft, Halogene und Schwefel, oder durch eine mit einem Lösungsmittel durchgeführte Extraktionsbehandlung aus Steinkohlenteerpech, Petroleumasphalt und anderen Teer- und Pecharten, die als industrielle Nebenprodukte entstehen, gewonnen werden. Diese modifizierten Pecharten sind ferner dadurch gekennzeichnet, daß bei ihnen das Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis zwischen 0,2 und 0,6 liegt und die Erweichungstemperatur 170 0C oder höher ist.By "modified pitch" or "modified pitch" is meant all types of pitch obtained by heat treatment, by treatment with a dehydrating agent, for example ozone, oxygen, air, halogens and sulfur, or by a solvent extraction treatment of coal tar pitch, petroleum asphalt and others Tar and pitch types, which arise as industrial by-products, are extracted. These modified types of pitch are also characterized in that the hydrogen / carbon atomic ratio in them is between 0.2 and 0.6 and the softening temperature is 170 ° C. or higher.

Unter der "Erweichungstemperatur" oder dem "Erweichungspunkt" soll d ejenige Temperatur verstanden werden, bei der eine Probe in Form eines feinen Pulvers in der Größenordnung von etwa 0,1 mm in einer abgeschlossenen Röhre eine vollkommen kugelige Form annimmt, wozu ein Mikroschmelzpunktmeßgerät verwendet wird. Zahlreiche modifizierte Pecharten mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis in der Größenordnung von 0,60 bis 0,4b zeigen Erweichungspunkte in der Größenordnung von 170 bis 300 0C.The "softening temperature" or the "softening point" is to be understood as the temperature at which a sample in the form of a fine powder of the order of magnitude of about 0.1 mm in a closed tube assumes a perfectly spherical shape, for which purpose a micro-melting point meter is used . Numerous types of modified pitch with a hydrogen / carbon atomic ratio of the order of 0.60 to 0,4b show softening points in the range 170-300 0C

Pecharten mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,46 bis 0,40 nehmen, wenn sie in Pulverform erhitzt werden, keinen ausgesprochenen geschmolzenen Zustand an, quellen jedoch in vielen Fällen beim Erhitzen auf, wenn sie in einer inerten Gasatmosphäre unter Druck geformt oder gegossen wurden, wobei das Aufquellen durch die Ausbildung eines halbgesehmozenen Zustandes und durch die Erzeugung von Gasen hervorgerufen wird. Auch wenn die Pecharten mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,4 bis 0,2 keinen ausgesprochenen geschmolzenen Zustand haben, wenn sie inTake pitch types with a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.46 to 0.40 when heated in powder form do not have a distinctly molten state, but in many cases swell when heated when they were molded or cast in an inert gas atmosphere under pressure, the swelling being caused by the formation of a semi-seismic state and through the creation of Gases is caused. Even if the pitch types with a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.4 to 0.2 do not have any pronounced molten state when in

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Form von Pulver erhitzt werden, oder keinen halbgeschmolzenen Zustand haben, wenn sie in Form eines gepreßten Gefüges erhitzt werden, so weisen diese Pecharten dennoch hinreichend gute Sinterungseigenschaften auf.Form of powder to be heated, or no semi-molten Condition when they are heated in the form of a pressed structure, these types of pitch are still sufficient good sintering properties.

Die beschriebene Beziehung zwischen dem Wasserstoff/Kohlenstoff— Atomverhältnis und dem Erweichungspunkt ändert sich in einem gewissen'Maß, und zwar in Abhängigkeit davon, ob funktionelie Gruppen mit hoher thermischer Reaktionsfähigkeit im modifizierten Pech vorhanden sind.The described relationship between the hydrogen / carbon Atomic ratio and the softening point changes to a certain extent, depending on whether functional groups with high thermal reactivity are present in the modified pitch.

Modifizierte Peche können nach zahlreichen Verfahrensarten hergestellt werden. Im folgenden sollen einige dieser Verfahren beschrieben werden.Modified pitches can be made by a number of types of processes. The following are some of these procedures to be discribed.

A. Wenn in einer inerten Gasatmosphäre eine Trockendestillation ausgeführt wird, dann kann der Destillationsrückstand be;. einer Temperatur von 3·-0 bis 500 0C als modifiziertes Pech mit den ober, beschriebenen Eigenschaften benutzt werden.A. When dry distillation is carried out in an inert gas atmosphere, the distillation residue can be ; . a temperature of 3 · -0 to 500 0 C can be used as modified pitch with the properties described above.

B. Wenn bei der Trockendestillation das Pech mit Luft angeblasen wird, dann kann man den Destillationsrückstand in einem Temperaturbere eh von 3^30 bis 430 0C verwenden.B. If the pitch is blown with air during dry distillation, then you can use the distillation residue in a Temperaturbere eh from 3 ^ 30 to 430 0 C.

In dem nach diesem Verfahren hergestellten modifizierten Pech konnte keine Anreicherung des Sauerstoffgehalts festgestellt werden.In the modified one made by this process Unfortunately, no enrichment of the oxygen content could be determined.

C. Bei einem anderen als dem unter A und B beschriebenen Verfahren zur Herstellung von modifiziertem Pech mit den genannten Eigenir haften wird eine Behandlung mit Chlorgas vorgenommen. Wenn beispielsweise Steinkohlenteerpech in einer Cül-Tgasatinosphäre beginnend mit Raumtemperatur allmählich erhitzt wird, dann erhält man ein modifiziertesC. In a process other than that described under A and B for the production of modified pitch with the treatment with chlorine gas is carried out. For example, if coal tar pitch in a Cül-Tgasatinosphere beginning with room temperature gradually is heated, then a modified one is obtained

2098 18/0803 bad original=2098 18/0803 bad original =

Pech rait e nein Erweichungspunkt in der Größenordnung von 170 bis 300 0C, und zwar bei einer Behandlung bis zu einer Temperatur von 150 bis 270 0G. Dieses modifizierte Pech enthält 5 bis 15 $ Chlor.Pech Rait e no softening point in the range 170-300 0 C, namely at a treatment up to a temperature of 150-270 0 G. This modified pitch contains 5 to 15 $ chlorine.

Es ist auch möglich, eine Kombination aus den unter A und C oder B und C beschriebenen Verfahren oder irgendein anderes der beschriebenen Verfahren entweder allein oder zusammen mit anderen Verfahren zu benutzen.It is also possible to use a combination of the items A and C or B and C, or any other of the methods described, either alone or together to use with other procedures.

D. Ein Verfahren mit einer Ozonbehandlung bei Raumtemperatur und einer unmittelbar darauffolgenden Luftoxidationsbehandlung bis zu einer Temperatur von etwa 250 C ist insbesondere zur Erhöhung des Erweichungspunktes und Erniedrigung des' Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnisses der als Ausgangsmaterialien benutzten Pecharten geeignet. Ferner wird eine funktionelle Gruppe, die Sauerstoff mit einer hohen thermischen Reaktionsfähigkeit aufweist, in ein modifiziertes Pech eingebracht, das bereits die vorgenannten Eigenschaften aufweist. Auf diese Wei'se kann man sehr leicht Sauerstoff bis su einer Menge von etwa 30 σβ> in das Pech einbringen.D. A process with an ozone treatment at room temperature and an immediately subsequent air oxidation treatment up to a temperature of about 250 ° C. is particularly suitable for increasing the softening point and lowering the hydrogen / carbon atomic ratio of the types of pitch used as starting materials. Furthermore, a functional group which has oxygen with a high thermal reactivity is introduced into a modified pitch which already has the aforementioned properties. In this way one can very easily introduce oxygen up to an amount of about 30 σ β> into the pitch.

Zur Formgebung des Materials wird ein einziges modifiziertes Pech oder eine Mischung aus verschiedenen Pecharten zu einer gewünschten Teilchengröße oder Kombination aus verschiedenen Teilchengrößen zermahlen. Durch Formpressen Lei einem Druck von 100 bis 3 000 kg/cm werden die gemahlenen Teilchen zu einer Form gepreßt. Ein Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, daß die Beimengung eines Aggregats, wie Koksteilchen, oder eines Bindemittels, wie Pech, nicht notwendig ist. Zusatzmittel wie Koks und Graphit können zugegeben, werden, insbesondere wenn der Erweichungspunkt des Peches gering ist.A single modified pitch or a mixture of different types of pitch is used to shape the material grind to a desired particle size or combination of different particle sizes. By compression molding lei the ground particles are pressed into a shape under a pressure of 100 to 3,000 kg / cm. A feature of this procedure is that the incorporation of an aggregate such as coke particles or a binder such as pitch does not necessary is. Additives such as coke and graphite can be used be added, especially when the softening point of bad luck is small.

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Die Fo rna ge "bung nach der Erfindung kann man durch Spritzen oder Pressen in einer Sprit zforia, Preßform oder Hohl form ausführen. In "beiden Fällen werden gute Ergebnisse dadurch erzielt, daß man dem modifizierten Peeh etwa 10 -p oder weniger Alkohol oder irgendeine andere geeignete flüssigkeit zusetzt.The form according to the invention can be carried out by injection or pressing in a syringe, compression mold or hollow form. In both cases, good results are obtained by adding about 10 -p or less alcohol or any alcohol to the modified Peeh another suitable liquid is added.

Bei einem modifizierten Pech mit einer Erweichungstemperatur von 300 0C oder weniger wird zunächst die Formgebung des Peches durchgeführtr dann das Pech getrocknet und anschließend in Luft allmählich auf eine Temperatur von 200 bis 300 C gebracht, wobei die Temperaturzunähme zwischen 0,1 und 3 0C pro Minute liegt. Die. Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur kann erhöht und die maximale Behandlungstemperatur in Luft erniedrigt werden, wenn das modifizierte Pech eine höhere Erweichungstemperatur aufweist und insbesondere wenn das modifizierte Pech eine thermisch reaktionsfähige Punktionsgruppe hat. Bei größeren Gegenständen sind niedrigere Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten vorzuziehen.In a modified pitch having a softening temperature of 300 0 C or less, the molding of the pitch is first performed r, the pitch dried and then placed in air gradually to a temperature of 200 to 300 C, wherein the Temperaturzunähme between 0.1 and 3 0 C per minute. The. The rate of rise of the temperature can be increased and the maximum treatment temperature in air can be decreased when the modified pitch has a higher softening temperature and particularly when the modified pitch has a thermally reactive puncture group. For larger objects, lower temperature rise rates are preferable.

Auch bei modifizierten Peeharten mit einer Erweichungstemperatur von 300 C oder mehr oder bei einem Kodifizierten Pech, das keine bestimmte Erweichungstemperatur aufweist, dessen Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis jedoch 0,4 oder größer ist, wird die Wärmebehandlung vorzugsweise in Luft ausgeführt, wenn die hergestellten Gegenstände eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit aufweisen sollen. Bei einem modifizierten Pech mit einer mengenmäßig großen thermisch reaktionsfähigen Funktionsgruppe ist eine Hitzehärtung lediglich durch"Erhitzen in einer inerten Gasatmosphäre bei einer hinreichend niedrigen Temperaturanstiegsgesehwindigkeit möglich, wobei die Erhitzung in Luft fortfallen kann. Bei einem modifizierten Pech mit einem Erweichungspunkt, denEven with modified Peeharten with a softening temperature of 300 C or more or a codified pitch that does not have a specific softening temperature, but its hydrogen / carbon atomic ratio is 0.4 or greater, the heat treatment is preferably carried out in Air carried out if the manufactured objects are to have high strength and durability. At a Modified pitch with a quantitatively large thermally reactive functional group is heat hardening only by "heating in an inert gas atmosphere a sufficiently low rate of temperature rise possible, whereby the heating in air can be omitted. at a modified pitch with a softening point, the

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man nicht genau "bestimmen kann, und einem Wasserstoff/Kohlenstoff-iLtomverhältnls von 0,2 bis 0,4 ist eine Erhitzung in nicht netwendig«can not be determined exactly, and a hydrogen / carbon atom ratio from 0.2 to 0.4 is a heating in not necessary «

Die Verkohlung und Graphitierung von denjenigen geformten Gegenständen, die eine derartige Behandlung benötigen, wird bei einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von etwa 5 G pro Minute in einer inerten Gasatmosphäre im Anschluß an die •Wärmebehandlung in luft ausgeführt.The charring and graphitization of those molded Items that need such treatment will at a rate of temperature rise of about 5 G per minute in an inert gas atmosphere following the • Heat treatment carried out in air.

Im folgenden werden einige allgemeine Eigenschaften der ™The following are some general properties of the ™

Kohleprodukte angegeben, die nach dem erfandungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können.-Coal products specified, according to the invention Process can be produced.

1. In Abhängigkeit von dem Erweichungspunkt des modifizierten Pechs und dea Formgebungsdruck können Gegenstände mit einer Porosität im Bereich von δ bis 60. % hergestellt werden*1. Depending on the softening point of the modified pitch and the molding pressure, objects with a porosity in the range from δ to 60 % can be produced *

2. Diese Produkte öder Gegenstände haben im allgemeinen einen hohen Härtegrad. Die Shore-Härte eines Gegenstandes aus Carbid mit einer Porosität von etwa 30 $> oder weniger beträgt ÖO bis 130. Würde der Gegenstand einer Graphitierungsbehandlung (bei 2 600 °G) ausgesetzt, dann beträgt die λ öhore-Härte 50 bis 90 bei einer Porosität von etwa 30 CA* 2. These products or objects generally have a high degree of hardness. The Shore hardness of an object made of carbide with a porosity of about 30 $> or less is ÖO to 130. If the object were subjected to a graphitization treatment (at 2,600 ° G), then the λ öhore hardness is 50 to 90 with a porosity from about 30 C A *

3. Das spezifische Schüttgewicht dieser Gegenständeist 0,7 bis 1 ,fv* ■■.-..■" "'■..."■-. 3. The specific bulk density of these articles is 0.7 to 1, fv * ■■ .- .. ■ ""'■ ... "■ -.

4,. Die mechai-~sche Festigkeit dieser Gegenstände hängt von der Porosität unä dem spezifischen Schüttgewicht ab. Im alj^emeinor ist die Festigkeit bei carbonisierten Gegenständen lioch ui.ei bei graphitisierten Gegenständen niedriger« -jf rlt einer Porosität von 8 bis 15 0A haben eine4 ,. The mechanical strength of these objects depends on the porosity and the specific bulk density. In alj ^ emeinor the strength at carbonized articles is LiOCH ui.ei lower at graphitized articles "rlt -JF a porosity 8-15 0 A have a

209818/0803 BADORIg1NAL209818/0803 BADORIg 1 NAL

Biegefestigkeit von 800 bis 1. 100 kg/cm , Gegenstände mit einer Porosität von 15 bis 30 eine Biegefestigkeit von 400 bis 800 kg/cm und Gegenstände mit einer Porosität vo über 30 $ eine Biegefestigkeit von 100 bis 400 kg/cm .Flexural strength of 800 to 1 100 kg / cm, articles having a porosity of 15 to 30 i »a flexural strength of 400 to 800 kg / cm and objects having a porosity vo over 30 $ a flexural strength of 100 to 400 kg / cm.

Gegenstände mit einer Porosität von 8 bis 15 $> die bei 6OQ 0C einer Hitzebehandlung unterzogen wurden, haben eineObjects with a porosity 8-15 $> which have undergone at 6OQ 0 C heat treatment, have a

ρ Biegefestigkeit von 100 bis 200 kg/cm und eine Shore-Härte von 100 biB 130. 'ρ flexural strength of 100 to 200 kg / cm and a Shore hardness from 100 to 130. '

5. Unter den gemessenen physikalischen Eigenschaften dieser geformten Gegenstände lieferten die Graphit ierungseigenschaft en das überraschendste Ergebnis. Ein geformter Gegenstand, für den als Ausgangsmateriäl ein modifiziertes Pech benutzt wird, das nach dem beschriebenen Verfahren A bei einer Temperatur von über 450 0C hergestellt wird und danach dem Verfahren D unterzogen wird, zeigt beispielsweise in bezug auf Röntgenstrahlen Eigenschaften, die den Eigenschaften eines leicht graphitisierten Kohlematerials entsprechen, obwohl das als Ausgangsmaterial benutzte modifizierte Pech einen Sauerstoffgehalt von 15 bis 25 $ aufweist. Im Gegensatz dazu zeigt ein geformter Gegenstand, für den als Ausgangsmaterial ein modifiziertes Pech verwendet wird, das nach dem Verfahren B bei einer Temperatur von über 380 0C, hergestellt wird, in bezug auf Röntgenstrahlen die Eigenschaft von Kohlematerialien, die sehr schwierig zu graphitisieren sind, obwohl in dem Ausgangsmaterial auf analytischem Wege kein Sauerstoff nachgewiesen werden kann.5. Among the measured physical properties of these molded articles, the graphitizing properties gave the most surprising result. A shaped object for which a modified pitch is used as the starting material, which is produced according to the described process A at a temperature of over 450 ° C. and is then subjected to process D, shows, for example with respect to X-rays, properties which are the properties of a slightly graphitized carbon material, although the modified pitch used as the starting material has an oxygen content of $ 15-25. In contrast, shows a shaped article, for which a modified pitch is used as starting material by the method B at a temperature of about 380 0 C, is prepared with respect to X-rays characteristic of carbon materials, which are very difficult to graphitize although no oxygen can be detected analytically in the starting material.

Zur weiteren Erläuterung dieser Merkmale wurde die Beziehung zwischen dem Modifikationsverfahren der als Ausgangsmaterialien benutzten Pecharten und den Graphitierungseigenschaften der hergestellten Kohlematerialien untersucht. Hierbei zeigte sich folgendes: -To further explain these characteristics, the relationship between the modification process of the raw materials types of pitch used and the graphitization properties of the investigated carbon materials produced. This showed the following: -

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1. Modifizierte Pecharten, die nach dem beschriebenen Verfahren A hergestellt werden, und modifizierte Pecharten, die nach dem Verfahren A und anschließend nach einem Verfahren zum Einbringen einer thermisch reaktionsfähigen funktioneilen Gruppe oder einem anderen Verfahren, also dem Verfahren C und D, oder nach einem anderen oben genannten Verfahren hergestellt werden, ergeben leicht graphitisierte Kohlematerialien und Kohlematerialien mit mangelhaften Grraphitierungseigens chaf ten. „1. Modified types of pitch, which are produced according to the described method A, and modified types of pitch, according to method A and then according to a method for introducing a thermally reactive functional group or another method, so the Procedure C and D, or any of the other above Processes produced produce easily graphitized Carbon materials and carbon materials with poor graphical properties. "

2. ModifiziertePeche, die nach dem Verfahren B, dem Verfahren C, dem Verfahren D oder nach einem anderen Verfahren hergestellt werden, bei dem ein Dehydriermittel zugesetzt wird, und modifizierte Pecharten, die durch eine Kombination von diesen Verfahren hergestellt werden, ergeben Kohlematerialien, die von schwierig zu graphitisierenden Kohlematerialien bis zu Kohlematerialien mit mittleren Grraphitierungseigens chaf ten reichen. ~ ; 2. Modified pitches obtained by Method B, Method C, Method D or by any other method be prepared in which a dehydrating agent is added is, and modified pitch types that are created by a combination produced by these processes yield carbon materials that are difficult to graphitize carbon materials to carbon materials with medium graphic properties. ~;

Es ist daher leicht möglieh, geformte Kohlematerialien herzustellen, die einen Bereich von Kohlematerialien überdecken, die leicht zu graphitisieren und die schwierig Λ zu graphitisieren sind und die einen Porositätsbereich von 8 bis 60 ia aufweisen. Dazu werden als Ausgangsmaterial für die Gegenstände ausgeprägter.-.Gestalt modifizierte Pecharten benutzt, die nach den verschiedenen beschriebenen Verfahren zum Herstellen modifizierter Peche hergestellt wurden und ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Atömverhältnis von 0,20 bis 0,60 und einen Erweichungspunkt von 170 0C oder mehr haben.It is therefore easy möglieh to produce shaped carbon materials, which cover a range of carbon materials that are easy to graphitize, and which are difficult to graphitize and Λ ia having a porosity of 8 to 60. For this purpose, modified as a starting material for the articles pronounced .-. Pech shape types are used, the modified according to the different methods described for preparing pitches were prepared, and a hydrogen / carbon Atömverhältnis from 0.20 to 0.60 and a softening point of 170 0 C or have more.

Bei dem Carbonisierverfahrensschritt beträgt der lineare Schrumpfungskoeffizient 5 bis 20 $, wobei er in den meisten lallen zwischen 10 und 15 $ liegt.In the carbonization process step, the linear Shrinkage coefficient from $ 5 to $ 20, being in most is between $ 10 and $ 15.

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- to -- to -

Da die physikalischen Eigenschaften der nach der Erfindung hergestellten Kohle- oder Kohlenstoffgegenstände einen weiten Bereich überstreichen, finden die erfindungsgemäßen Produkte einen großen Anwendungsbereich.As the physical properties of the invention Manufactured carbon or carbon objects cover a wide area, find the invention Products have a wide range of applications.

Die nach der Erfindung hergestellten Gegenstände ausgeprägter Gestalt mit geringer Porosität können beispielsweise als Elektroden, elektrolytisehe Platten, Gefüge— materialien, feuerbeständige Materialien und Aggregate verwendet werden. Dabei werden bei ihrem Herstellungsverfahren wiederholte Hitzehärtungen, Imprägnationen und erneute Wärmebehandlungen vermieden. Die gebildeten Gegenstände mit hoher Porosität können beispielsweise als Elektroden für Brennstoffzellen, Filterelemente und als wärmeisolierende Materialien benutzt werden.The articles made according to the invention are more pronounced Low porosity shapes can be used, for example, as electrodes, electrolytic plates, structures - materials, fire-resistant materials and aggregates are used. In their manufacturing process, repeated heat curing, impregnation and renewed Heat treatments avoided. The formed articles with high porosity can, for example, as Electrodes for fuel cells, filter elements and as heat insulating materials are used.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Möglichkeit hat, in einfacher Weise Kohlemateriälien im glasartigen Zustand herzustellen, die leicht graphitisierbar sind oder schwierige Graphitierungseigenschaften aufweisen, und poröse Kohlematerialien herzustellen, die leicht graphitisierbar sind oder schwierige Graphit ierungs eigens chaf ten aufweisen, also Kohlematerialien, die entsprechend ihrem Gefüge vom glasartigen Zustand bis zu einem hohen porösen Zustand reichen und die gleichzeitig ein Grundgefüge haben, das von leicht graphitisierbaren bis zu schwierig graphitisierbaren Eigenschaften reicht» Dieses Merkmal erweitert den Anwendungsbereich s-owohl der glasartigen als auch der porösen Kohle- bzw. Kohlenstoffmaterialien.An important feature of the invention is that one after the process according to the invention the possibility has, in a simple manner, carbon materials in the vitreous To produce state that can be easily graphitized or have difficult graphitizing properties, and to produce porous carbon materials that are easily graphitizable or have difficult graphitization properties, i.e. carbon materials that, according to their structure range from a vitreous state to a highly porous state and at the same time have a basic structure, that from easily graphitizable to difficult to graphitize Properties ranges »This feature extends the scope of application, both glass-like and porous carbon materials.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zur Herstellung der Kohlematerialien Peoharten verwendet werden, die vom industriellen Standpunkt aus als äußerst wirtschaftliche Ausgangsmaterialien bezeichnet werden können.Another advantage is that for manufacturing of the coal materials Peoharten are used, which are dated can be described as extremely economical raw materials from an industrial point of view.

209818/0803209818/0803

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Um die Erfindung voll und ganz zu beschreiben, und den großen Anwendungsbereich aufzuzeigen, werden im folgenden konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung angegeben.To fully describe the invention, and the To show a wide range of applications, specific exemplary embodiments of the invention are given below.

Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf die folgenden Beispiele beschränkt.The invention, however, is by no means limited to the following examples limited.

Beispiel 1.Example 1.

Kohlenpech mit einem Erweichungspunkt von 85 0C, hergestellt ™ von Kawasaki Seitetsu (Kawasaki Iron and Steel), Japan, wurde 60 Minuten lang bei 380 0C trockendestilliert. Dann wurden 20 g der Extraktionssubstanzen, die übrig blieben, wenn die in η-Hexan lösbaren Bestandteile von dem Rückstand der Trockendestillation entfernt worden waren, in Chloroform gelöst. Zur Oxidation wurde bei Raumtemperatur luft mit Ozon durch die lösung geleitet. Nach Entfernen des Chloroforms wurde die restliche Substanz gemahlen. Das Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis dieser Substanz betrug 0,43.™ tar pitch produced by a softening point of 85 0 C, Kawasaki Seitetsu (Kawasaki Iron and Steel), Japan, 60 minutes dry distilled at 380 0 C for. Then, 20 g of the extraction substances which remained when the η-hexane-soluble components were removed from the residue of the dry distillation were dissolved in chloroform. For oxidation, air with ozone was passed through the solution at room temperature. After removing the chloroform, the remaining substance was ground. The hydrogen / carbon atomic ratio of this substance was 0.43.

Diese pechähnliche Substanz wurde bei einem Druck von g This pitch-like substance was produced at a pressure of g

400 kg/cm in eine Seheibe mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Dicke von 10 mm gepreßt. Die Scheibe wurde in luft auf eine Temperatur von 320 0C erhitzt, wobei der Temperaturanstieg 2 0C pro Minute betrug.400 kg / cm pressed into a Seheibe with a diameter of 20 mm and a thickness of 10 mm. The disk was heated in air to a temperature of 320 ° C., the temperature increase being 2 ° C. per minute.

Danach wurde der· Gegenstand in eine Stickstoff atmosphäre gebracht und auf 1 000 0G mit einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 5 °C pro Minute erhitzt.Thereafter, the · object in a nitrogen atmosphere was placed and heated to 1 000 0 G at a temperature rising rate of 5 ° C per minute.

Der auf diese Weise hitzebehandelte Gegenstand war sehr gleichförmig und hatte nach dem Polieren eine spiegelartige Oberfläche. Die übrigen Eigenschaften waren die folgenden:The item heat-treated in this way was very uniform and was mirror-like after polishing Surface. The remaining properties were as follows:

209818/080 3209818/080 3

Shore-Härte (Hs): 100 - 115Shore hardness (Hs): 100 - 115

Porosität: 17 Porosity: 17 °

Schrumpfung: 15 ^Shrinkage: 15 ^

Spezifisches Schutt gewicht: 1 ,'4 .Specific debris weight: 1, '4.

Carbonisierausbeute: 87 Carbonization yield: 87 i °

Biegefestigkeit: 600 kg/cmFlexural strength: 600 kg / cm

Dieser Gegenstand wurde durch Erhitzen auf eine Temperatur von 2 800 0C in einem "inerten Gas graphit is iert. Der sich dabei ergebende Gegenstand hat folgende Eigenschaften:This object was graphit is iert by heating to a temperature of 2,800 0 C in an "inert gas. The resulting object has the following properties:

Shore-Härte (Hs): 68 .Shore hardness (Hs): 68.

Porosität: 16 ^Porosity: 16 ^

"- 2 Biegefestigkeit: 300 kg/cm"- 2 flexural strength: 300 kg / cm

Spezifischerwiderstand: 7,0 · 10 0hm »cm.Specific resistance: 7.0 · 10 0hm »cm.

Die Teränderungen der Gitterabstände, die durch die Wärmebehandlung bei Temperaturen von 4 600 0C und mehr hervorgerufen wurden, waren die gleichen wie bei leicht graphitisierbaren Kohlematerialien und betrugen 3,365 α für einen Gegenstand, der bei einer Temperatur von 2 800 0C hitzebehandelt wurde. The Teränderungen the lattice distances that are by the heat treatment at temperatures of 4600 0 C and more produced, were the same as easily graphitizable carbon materials and amounted to 3.365 α for an object that has been heat-treated at a temperature of 2800 0 C.

Beispiel 2Example 2

Ein Polyvinylchloridpulver wurde in Sfcickstoffgas bei einer Temperatur von 400 bis 430 0G hitzebehandelt. Die dabei erzeugte pechähnliche Substanz hatte einen Erweichungspunkt von 195 bis 202 0C. Diese pulverförmig^, als Ausgangsmäterial benutzte Substanz wurde so gut wie möglich ausgebreitet und zur Oxidation in Luft bei einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 2 bis 3 0C pro Minute auf 200 0C erhitzt. Man erhielt ein Pech mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff-Ätomverhältnis von 0,48.A polyvinyl chloride powder was heat-treated in Sfcickstoffgas at a temperature from 400 to 430 0 G. The pitch-like substance produced had a softening point of 195 to 202 ° C. This powdery substance, used as the starting material, was spread out as well as possible and heated to 200 ° C. for oxidation in air at a rate of temperature increase of 2 to 3 ° C. per minute . A pitch with a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.48 was obtained.

209818/0803209818/0803

-' 13 -- '13 -

Dieses Pech wurde gemahlen und dann bei einem Druck von 450 kg/cm zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von 20 mm und einer -Stärke von 4 mm gepreßt. Diese Seheibe wurde denselben Verfahrensschritten ausgesetzt, die bereits im Beispiel 1 vor dem Graphitierungssehritt beschrieben sind. Der auf diese Weise gebildete Gegenstand war gleichförmig und konnte auf eine spiegelähnliche Oberfläche poliert werden. Folgende Eigenschaften wurden gemessen:This pitch was ground and then at a pressure of 450 kg / cm to a disc with a diameter of 20 mm and pressed to a thickness of 4 mm. This window became the same Subject to process steps that are already described in Example 1 before the graphitization step. Of the article formed in this way was uniform and could be polished to a mirror-like surface. The following properties were measured:

Shore-Härte (Hs):Shore hardness (Hs): 108 τ. 120108 τ. 120 Porosität:Porosity: 16 Io 16 Io Schrumpfung:Shrinkage: 20 20 i » Spezifisches Schüttgewicht:Specific bulk weight: 1,421.42 Biegefestigkeit:Flexural strength: 800 kg/cm800 kg / cm Beispiel 3Example 3

Ein Kohlenpech mit einem Erweichungspunkt von 85 0G, hergestellt von Kawasaki Seitetsu (Kawasaki Iron and Steel), Japan, wurde bei 380 0C trockendestilliert. Der sich ergebende pulverförmige Rückstand wurde bei Raumtemperatur Ozon ausgesetzt und anschließend durch Erhitzen bis auf . eine Temperatur von 200 0G in Luft oxidiert. Dabei entstand ein erstes Pechmaterial.A coal pitch with a softening point of 85 0 G, manufactured by Kawasaki Seitetsu (Kawasaki Iron and Steel), Japan was dry-distilled at 380 0 C. The resulting powdery residue was exposed to ozone at room temperature and then heated up to. oxidized a temperature of 200 0 G in air. A first pitch material was created in the process.

Die in Chloroform unlöslichen Bestandteile des Kohlenpechs von Kawasaki Seitetsu wurden in Pulverform zur Oxidation in einer LuftatmoSphäre auf 200 0C erhitzt. Dabei entstand ein zweites Material.The chloroform-insoluble constituents of the coal pitch of Kawasaki Seitetsu were heated in powder form for oxidation in an atmosphere of air at 200 0 C. A second material was created in the process.

Das erste und zweite Material wurde in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3 gemischt und die Mischung gemahlen, wobei man eine Pechmischung mit einem durchschnittlichen Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,50 erhielt. DieseThe first and second materials were mixed in a weight ratio of 1: 3 and the mixture was ground, whereby a pitch mixture with an average hydrogen / carbon atomic ratio of 0.50 received. These

20 98 18/080320 98 18/0803

164S658164S658

Mischung wurde bei einem Druck von 400 kg/cm in einen Gegenstand ausgeprägter Form gebracht und danach den gleichen Terfahrensschritten unterworfen, die bereits im Beispiel 1 vor dem Graphitierungsschritt beschrieben sind. Die Eigenschaften dieses Gegenstandes waren die folgenden!Mixture was at a pressure of 400 kg / cm into one Brought an object of distinct form and then the same Subject to procedural steps that were already described in Example 1 are described prior to the graphitization step. The properties of this subject were the following!

Shore-Härte (Hs):Shore hardness (Hs): 115 - 125115-125 Porosität:Porosity: 15 1o 15 1o Schrumpfung:Shrinkage: 10 ££ 10 Spezifisches Schuttgewicht:Specific debris weight: 1,501.50 Carbonisationsausbeute:Carbonization yield: 89 $> $ 89> Bi e ge fest igke it sB e ge strength s 950 kg/cm950 kg / cm Beispiel 4Example 4

Kohlenpech derselben Art wie in den Beispielen 1 und 3 mit einem Erweichungspunkt von 85 0C wurde 60 Minuten lang bei 380 0G trockendestilliert. Der Rückstand wurde nach Zusetzen von 5 cß> Tetramethylthiuramdisulfid eine Stunde lang bei 300 0C hitzebehandelt und dann gemahlen. Man erhielt ein Pech mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,45.Coal pitch of the same kind as in Examples 1 and 3 having a softening point of 85 0 C was dry-distilled at 380 0 G for 60 minutes. After adding 5 c ß> tetramethylthiuram disulfide, the residue was heat-treated for one hour at 300 ° C. and then ground. A pitch with a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.45 was obtained.

Dieses Pech wurde bei einem Druck von 150 kg/cm in eine Scheibe mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Stärke von 10 mm gepreßt. Diese Scheibe wurde anschließend den gleichen Verfahrensschritten ausgesetzt, die bereits im Beispiel t. vor dem Graphitierungsschritt beschrieben sind. Die dabei, gebildete Scheibe war gleichförmig und konnte zu einer spiegelnden Oberfläche poliert werden. Die Scheibe hatte , die folgenden Eigenschaften:This pitch was at a pressure of 150 kg / cm in a Disc with a diameter of 20 mm and a thickness of Pressed 10 mm. This disc subsequently became the same Process steps are exposed that have already been carried out in example t. are described prior to the graphitization step. Who are formed disc was uniform and could be polished to a specular surface. The disc had the following properties:

209818/0803209818/0803

Shore-Härte (Hs):Shore hardness (Hs): 110 - 125110-125 Porosität:Porosity: 16 #16 # Schrumpfung:Shrinkage: 20 ££ 20 Spezifisches Schuttgewicht:Specific debris weight: 1,451.45 Biegefestigkeit: ηFlexural Strength: η 600 kg/cm600 kg / cm Beispiel 5Example 5

Kohlenpech mit einem Erweichungspunkt von 85 °C, hergestellt von Kawasaki Se.itetsu, Japan, wurde 30 Minuten lang bei 380 0C trockendestilliert«, Der Rückstand wurde gemahlen und bei Raumtemperatur 30 Minuten lang Chlorgas ausgesetzt. Das sich ergebende Pech hatte ein Wasserstöff/Kohlenstoff-Atoinverhältnis von 0,41.Coal pitch having a softening point of 85 ° C, manufactured by Kawasaki Se.itetsu, Japan, was dry distilled for 30 minutes at 380 0 C, "The residue was ground and exposed to chlorine gas for 30 minutes at room temperature. The resulting pitch had a hydrogen / carbon atom ratio of 0.41.

" P"P

Dieses Pech wurde bei einem Druck von 300 kg/cm in der gleichen Weise gepreßt und geformtywie es bereits im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschrieben wurde. Anschließend wurde es den gleichen Verfahrensschritten ausgesetzt, die im Beispiel 1 vor dem Graphitierungsschritt beschrieben sind.This pitch was pressed at a pressure of 300 kg / cm in the same manner and formed y as it was already described in connection with Example. 1 It was then subjected to the same process steps that are described in Example 1 before the graphitization step.

Der auf diese Weise gebildete Gegenstand war gleichförmig und wies nach dem Polieren eine spiegelnde Oberfläche auf Die Eigenschaften des Gegenstandes waren die folgenden:The article thus formed was uniform and had a reflective surface after polishing.The properties of the item were as follows:

Shore-Härte (Hs):Shore hardness (Hs): 105-120105-120 Porosität:Porosity: 20 i> 20 i> Schrumpfung:Shrinkage: Spezifisches Schuttgewicht:Specific debris weight: 1,401.40 Biegefestigkeit:Flexural strength: 350kg/cm4 350kg / cm 4

209818/080 3209818/080 3

-Beispiel 6-Example 6

Als Ausgangsmaterial wurde ein Pech benutzt, das als Nebenprodukt beim Petroleumnaphtha-Crackverfahren auftritt und einen Erweichungspunkt von 195 bis 205 0C hat und ein Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,54 aufweist. Dieses Pech wurde gemahlen und dann bei einem Druck von 300 kg/cm in eine Scheibe mit einem Durchmesser von 20 mm und eine Stärke von 5 mm gepreßt.The starting material used was a pitch which occurs as a by-product in the petroleum naphtha cracking process and has a softening point of 195 to 205 ° C. and a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.54. This pitch was ground and then pressed at a pressure of 300 kg / cm into a disc having a diameter of 20 mm and a thickness of 5 mm.

Diese Scheibe wurde in luft bei einem Temperaturanstieg von 1 bis 2 0C pro Minute auf 330 0C erhitzt und dann in einer inerten Gasatmosphäre durch Erhitzen auf 1 000 0C bei einem Temperaturanstieg von 5 0C pro Minute hitzebehandelt.This disk was heated in air with a temperature increase of 1 to 2 ° C. per minute to 330 ° C. and then heat-treated in an inert gas atmosphere by heating to 1,000 ° C. with a temperature increase of 5 ° C. per minute.

Der gebildete Gegenstand zeigte eine gute Gleichförmigkeit und hatte nach dem Polieren spiegelnde Oberflächen. Seine Eigenschaften waren die folgenden:The formed article showed good uniformity and had specular surfaces after polishing. His Features were the following:

Shore-Härte (Hs):Shore hardness (Hs): 98 - 11298-112 Porosität:Porosity: 15 15 1 ° Schrumpfung:Shrinkage: Ib <$>Ib <$> Spezifisches Schüttgewicht:Specific bulk weight: 1,461.46 Biegefestigkeit:Flexural strength: 600 kg/cm600 kg / cm

Zu diesem Pechmaterial wurden 35 # Graphitpulver hinzugesetzt Diese Mischung wurde bei einem Druck von 500 kg/cm zu einem Gegenstand gepreßt, der anschließend in Luft bei einem Temperaturanstieg von 0,5 0C pro Minute auf 300 0C erhitzt wurde und danach durch Erhitzen bis auf eine Temperatur von 2 800 0C in Stickstoffgas graphitisiert wurde. Dieser Gegenstand hatte leicht graphitisierbare Eigenschaften, wie man durch Röntgenstrahlen feststellen konnte, und wies die folgenden Eigenschaften auf:35 # graphite powder was added to this pitch material. This mixture was pressed at a pressure of 500 kg / cm into an object which was then heated to 300 ° C. in air at a temperature increase of 0.5 ° C. per minute and then by heating up to was graphitized at a temperature of 2800 0 C in nitrogen gas. This article had easily graphitizable properties as determined by X-rays and had the following properties:

209818/0803209818/0803

Shore-Härte (Hs): Porosität: Biegefestigkeit: Spezifischer Widerstand:Shore hardness (Hs): Porosity: Flexural strength: Specific resistance:

Beispiel 7Example 7

50
.16 <?o
50
.16 <? O

290 kg/cm 6 · 10~4 Ohm · cm290 kg / cm 6 x 10 -4 ohm.cm.

Kohlenpech mit einem Erweichungspunkt von 65 C, hergestellt von Kawasaki Seitetsu, Japan, wurde zu feinem Pulver gemahlen und in dieser Form in einer Chlorgasatmosphäre auf 250° erhitzt. Coal pitch with a softening point of 65 ° C from Kawasaki Seitetsu, Japan, was ground to a fine powder and heated in this form to 250 ° in a chlorine gas atmosphere.

Das sich dabei ergebende Material hatte ein Wasserstoff/ Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,38 und bis zu einer Temperatur von 360 0C war kein Erweichungspunkt festzustellen.The resulting material had a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.38 and up to a temperature of 360 ° C. no softening point could be found.

Dieses Material wurde anschließend in ein feines Pulver gemahlen, das dann bei einem Druck von 400 kg/cm zu dem gleichen Gegenstand gepreßt wurde wie im Beispiel 4.This material was then ground into a fine powder, which was then subjected to a pressure of 400 kg / cm the same object was pressed as in Example 4.

Dieser Gegenstand wurde bei einem Temperaturanstieg von 2 bis 3 0C pro Minute in Stickstoffgas auf 500 0C erhitzt und anschließend hitzebehandelt, indem er mit einem TemperaWith a temperature increase of 2 to 3 ° C. per minute, this object was heated to 500 ° C. in nitrogen gas and then heat-treated by being treated with a tempera

turanstieg von 5 gebracht wurde.increase of 5 was brought.

0 pro Minute auf eine höhere Temperatur0 per minute to a higher temperature

Der sich ergebende Gegenstand hatte die gleiche äußere Erscheinung wie die entsprechenden Gegenstände in den vorangegangenen Beispielen und wies die folgenden Eigenschaften auf:The resulting item had the same external appearance like the corresponding items in the previous examples and had the following properties:

Shore-Härte (Hs): 75-85Shore hardness (Hs): 75-85

Porosität: 20 $> Porosity: $ 20>

Schrumpfung: 18 #Shrinkage: 18 #

Spezifisches Schuttgewicht: 1f35Specific debris weight: 1 f 35

Carbonisationsausbeute: 70 $Carbonization yield: $ 70

Biegefestigkeit:Flexural strength:

400 kg/cm'400 kg / cm '

209818/0803209818/0803

Beispiel 8Example 8

Der in Chloroform unlösliche Bestandteil des Kohlenpechs von Kawasaki Seitetsu, Japan, wurde als Ausgangsmaterial benutzt.The chloroform-insoluble component of the coal pitch of Kawasaki Seitetsu, Japan, was used as the starting material.

Dieses Material wurde in Pulverform gut ausgebreitet, so daß es mit Luft in Berührung kam und durch Erhitzen auf 220 0C oxidiert. Hierbei erhielt man ein Pech mit einem Wasserstoff/ Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,50.This material was well spread in powder form, so that it came into contact with air and oxidized by heating to 220 0 C. A pitch with a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.50 was obtained.

Dieses Pech wurde zu feinem Pulver zermahlen, das bei einem Druck von 450 kg/cm zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Stärke von 7 mm gepreßt wurde. Die Scheibe wurde unter den gleichen Bedingungen wärmebehandelt, wie es im Beispiel 5 angegeben ist. Der sich ergebende Gegenstand hatte eine äußere Erscheinung, die derjenigen der entsprechenden Gegenstände der vorangegangenen Beispiele ähnlich war und wies folgende Eigenschaften auf:This pitch was ground into a fine powder which, at a pressure of 450 kg / cm, formed a disk with a diameter of 20 mm and a thickness of 7 mm was pressed. The disc was heat treated under the same conditions as it is given in Example 5. The resulting article had an external appearance similar to that of the corresponding articles of the previous examples and had the following properties:

Shore-Härte (Hs):Shore hardness (Hs): 115 - 128115-128 Porosität:Porosity: 13 #13 # Schrumpfung:Shrinkage: 9 *9 * Spezifisches Schüttgewicht:Specific bulk weight: 1,501.50 Carbonisationsausbeute:Carbonization yield: 88 88 i » Biegefestigkeit:Flexural strength: 850 kg/cm2 850 kg / cm 2 Beispiel 9Example 9

500 g Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungspunkt von 85 0C wurden 90 Minuten lang bei 400 0C trockendestilliert, .wobei das Pech mit Luft angeblasen wurde. Man erhielt ein modifiziertes Pech mit einem Erweichungspunkt von 238 bis 245 0C und mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,46. Dieses Pech wurde gemahlen und bei einem Druck von500 g of coal tar pitch having a softening point of 85 0 C, 90 minutes Dry distilled at 400 0 C, was blown .wobei the pitch with air. A modified pitch with a softening point of 238 to 245 ° C. and a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.46 was obtained. This pitch was ground and at a pressure of

209818/0803209818/0803

400 kg/cm zu einem Gegenstand geformt. Der Gegenstand wurde in Luft bei einem Temperaturanstieg von 0,3 °C pro Minute auf 300 0C erhitzt. Darauf folgte eine weitere Erhitzung auf 2 800 0C mit einem Temperaturanstieg von 5 °C pro Minute. Ein scheibenförmiger Gegenstand mit einem Durehmesser von 40 mm und einer Stärke von 10 mm hatte eine Shore-Härte von 95, eine Porosität von 12 °/o und eine Biegefestigkeit von 600 kg/cm2.400 kg / cm molded into an object. The article was heated in air at a temperature increase of 0.3 ° C per minute to 300 0 C. This was followed by further heating to 2 800 0 C with a temperature rise of 5 ° C per minute. A disc-shaped object with a Durehmesser of 40 mm and a thickness of 10 mm had a Shore hardness of 95, a porosity of 12 ° / o and a flexural strength of 600 kg / cm 2.

Die Gitterabstände betrugen 3,39 ft, zu deren Bestimmung die Röntgenstrahl-002-Beugungslinie benutzt wurde. Der spezifische Widerstand betrug 3 · 10 0hm · cm. Das Endprodukt war ein Kohlematerial mit schwieriger Graphitisierbarkeit.The grid spacing was 3.39 ft, to determine which the X-ray 002 diffraction line was used. The specific one Resistance was 3 x 10 ohm cm. The end product was a carbon material that was difficult to graphize.

Beispiel 10Example 10

Petroleumasphalt wurde bei 390 0C unter Anblasung von Luft trockendestilliert. Das sich ergebende Material wurde gemahlen und in einer Chlorgasatmosphäre bei einer Temperatur bis zu 250 0C hitzebehandelt. Das auf diese Weise gewonnene modifizierte Pech hatte ein v/asserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,42 und einen Erweichungspunkt, der nicht genau bestimmt werden konnte.Petroleum asphalt was dry-distilled at 390 0 C with quenching air. The resulting material was ground and heat treated in a chlorine gas atmosphere at a temperature up to 250 ° C. The modified pitch thus obtained had an hydrogen / carbon atomic ratio of 0.42 and a softening point which could not be accurately determined.

Dieses Pech wurde bei einem Druck von 300 kg/cm in einen Gegenstand ausgeprägter Gestalt gepreßt, der in Luft bei einem Temperaturanstieg von 1 0C pro Minute auf 300 0O und anschließend in Stickstoff auf 2 800 0C erhitzt wurde. Das auf diese Weise gewonnene Kohle- oder Kohlenstoffmaterial hatte eine Shore-Härte von 68, eine Porosität von 48 c/ot eine Biegefestigkeit von 78 kg/cm und einen spezifischen Widerstand von 13 · 10 0hm · cm. Ferner wurde mit Röntgenstrahlen festgestellt, daß das Material schwierig zu graphitiaierende Eigenschaften aufweist.This pitch was pressed at a pressure of 300 kg / cm pronounced in an object form, which was then heated in air at a temperature increase of 1 0 C per minute to 300 0 O and in nitrogen to 2 800 0 C. The carbon or carbon material obtained in this way had a Shore hardness of 68, a porosity of 48 c / o t, a flexural strength of 78 kg / cm and a specific resistance of 13 · 10 ohm · cm. Furthermore, it was found with X-rays that the material had difficult to graphitize properties.

209818/0803209818/0803

Claims (3)

PatentansprüeheClaims 1. Verfahren zum Herstellen von Gegenständen ausgeprägter Gestalt aus Kohle, bei dem die Graphitierungseigenschaften der Gegenstände in einem Bereich von einer leichten Graphitisierbarkeit bis zu einer schwierigen Graphitisierbarkeit wählbar sind und die Gefügezustände vom glasartigen bis zum porösen Zustand reichen, dadurch gekennzeichnet , daß ein modifiziertes Pech mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff-Atomverhältnis von 0,2 bis 0,6 und mit einem Erweichungspunkt von mindestens 170 0C hergestellt wird, daß aus diesem als Hauptausgangsmaterial benutzten modifizierten Pech ein Gegenstand ausgeprägter Gestalt geformt wird, und daß dieser Gegenstand in einer inerten Gasatmosphäre einer Carbonisations- und bzw. oder Graphitierungsbehandlung ausgesetzt wird oder stattdessen zuerst einer Oxidationsbehandlung und anschließend in einer inerten Gasatmosphäre einer Carbonisations- und bzw. oder Graphitierungsbehandlung ausgesetzt wird.1. A method for producing objects of pronounced shape from carbon, in which the graphitization properties of the objects can be selected in a range from easy graphitizability to difficult graphitizability and the structural states range from vitreous to porous, characterized in that a modified pitch with a hydrogen / carbon atomic ratio of 0.2 to 0.6 and with a softening point of at least 170 ° C., that an object of pronounced shape is formed from this modified pitch, which is used as the main starting material, and that this object is in an inert gas atmosphere is exposed to a carbonization and / or graphitization treatment or instead is first exposed to an oxidation treatment and then in an inert gas atmosphere to a carbonization and / or graphitization treatment. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das modifizierte Pech im pulverförmigen Zustand zu dem Gegenstand ausgeprägter Gestalt geformt oder gepreßt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the modified pitch in the powdery state is molded or pressed into the article of pronounced shape. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das modifizierte Pech durch mindestens eine Behandlung, wie eine Wärmebehandlung, eine Lösungsmittelextraktion oder eine Behandlung mit Sauerstoff, Ozon, einem Halogen oder Schwefel aus Kohlenteerpech, Petroleumanphalt oder irgendeiner anderen als industrielles Nebenprodukt auftretenden Pech oder Teer hergestellt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the modified pitch by at least one treatment, such as heat treatment, solvent extraction or treatment with oxygen, Ozone, a halogen or sulfur from coal tar pitch, petroleum anphalt, or any other than industrial By-product occurring pitch or tar is produced. 209818/0803209818/0803
DE1646658A 1967-02-03 1968-02-03 Process for the production of carbon molded bodies with different microstructure ranging from porous to dense state from modified pitch Expired DE1646658C3 (en)

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