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Verfahren zur Gewinnung von Lackharzen, Teerölen und Benzolunlöslichem
aus Steinkohlenteer Zur Gewinnung von Lackharzen aus Steinkohlenteer «-urale dieser
seither einem Destillationsverfahren unterworfen und die hierbei anfallenden Peche
verwandt. Diese Steinkohlenteerpeche haben sich wegen ihrer Ungleichmäßigkeit und
besonders wegen ihrer Neigung zu vorzeitiger Rißbildüng als Anstriche nicht allgemein
durchsetzen können. Ferner verhindert der schwarze Farbton ihre An-,tvendung für
viele Anstrichzwecke, wo es auf farbige Tönung ankommt. Infolge der Notwendigkeit,
die Teere zwecks höherer Teerölausbeute auf verhältnismäßig hohe Temperaturen zu
erhitzen, und durch die lange- Dauer der Destillutllon werden die Peche meistens
stark verkrackt; dieses wird durch die Erhöhung von: Benzolunlöslichem bestätigt,
das durch Neubildung während der Destillation entsteht und auf eine Depolymerisation
oder Verkrackung oder einer inneren Oxydation zurückzuführen ist. Durch das Benzolunlösliche
wird die Elastizität, die Ausgiebigkeit und der Farbton drr Peche ungünstig beeinflußt.
Die bisherigem, in ihrer Zusammensetzung stark schwankenden Teerpeche bieten deswegen
für die Lackfabrikation keine gleichbleibende Rohstoffgrundlage, um so weniger,
als sie neben dem hohen und wechselnden Köhlen§foffgehalt durchweg auch- einen-
beträchtlichen
Gehalt an schweren Teerölen besitzen, der wohl durch
den hohen, adsorptionskräftigen, Rußgehalt im Pech gebunden wird und in ebenfalls
wechselnden Mengen im Teerpech verbleibt. Dieser Teerölgehalt im Pech ist lacktechnisch
ebenfalls unerwünscht, weil er besonders in kalter Jahreszeit infolge einer langsamen
Verdunstung der schweren Teeröle im Anstrich festgehalten wird und weil die verdunstenden
Anteile währende der Jahreszelten mit starken Temperaturschwankungen durch den oberflächlich
schon fest gewordenen Film entweichen und hierbei starke Riß- und Runzelbildung
verursachen.
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Wie nun gefunden wurde, läßfi sich die ungünstige Beschaffenheit der
Teerpeche vermeiden, wenn man bei ihrer Gewinnung von der Anwendung eines Destillationsverfahrens
absieht und die im Steinkohlenteer schon von der Verkokung her enthaltenen harzbildenden
Anteile mit geeigneten Lösungsmitteln auswäscht, was bei gewöhnlicher Temperatur
öder nur geringer Erwärmung auf 30 bis 50° möglich ist.
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Zur Ausführung der Erfindung wird der Steinkohlen-teer zunächst durch
eine schonende Destillation von Wasser und den leichten Benzolkohlenwasserstoffen
mindestens bis einschließlich zur Solventnaphtha 2 befreit, wobei die Teere nur
kurze Zeit möglichst niedrigen Destillationstemperaturen bis etwa 1451 ausgesetzt
werden.. Gute Ergebnisse erreicht man z. B. in Hochvakuumdünnschichtverdampferrr
oder bei einer Vakuumwasserdampfdestillation auf Kolonnenapparaten. Diese Behandlung
bei niedriger Temperatur beeinträchtigt den Rückstand für die weitere Durchführung
des Verfahrens in keiner Weise. Der verbleibende Steinkohlenteer wird dann in eine
geeignete Schütteltrommel, ein Rührgefäß oder eine Extraktionsvorrichtung eingeführt
und mit Benzin oder ahnliehen Kohlenwasserstoffen, vorteilhaft im Gegenstrom, selektiv
behandelt, bis der Teerölgehalt des Teeres erschöpft ist. Hierdurch werden die in
Benzin löslichen Teeröle von den benzinunlöslichen Harzkörpern getrennt. Der benzinunlösliche
Harzkörper schließt gleichzeitig alle im Teer enthaltenen Ruß- und Ascheanteile
ein. Aus der erhaltenen blanken Lösung bleiben nach dem Abtreiben des Lösungsmittels
die Teeröle zurück, aus welchen beim Erkalten der eventuelle Gehalt an kristallinen
Körpern ausfällt. Die Teeröle können zweckmäßig noch weiter raffiniert und fraktioniert
werden.
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Die auf diese Weise schonend ausgewaschenen Lackharze finit dem hierin
enthaltenen Benzinunlöslichen werden so weitgehend mit Benzol oder Benzolhomologen,
Chlorbenzol od. dgl. gelöst, bis eine Filtration -oder Zentrifugierung zwecks AbscheidÜng
des beträchtlichen Genaltes an, Kohlenstoff und sonstigen unlöslichen Anteilen -erfolgen
kann.
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Während der normale Steinkohlenteer selbst in stärkerer Verdünnung
nicht filtrierbar ist, weil sich die Verunreinigungen sofort auf die Filterfläche
niederschlagen und diese vollständig verstopfen, läßt sich das zusammen mit dem
Unlöslichen des Teeres ausgewaschene und in Benzollösung gebrachte Lackharz vom
Benzolunlös!lichen leicht abtrennen.
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Das Benzolunlösliche wird in Rahmenfilterpressen oder mit Zentrifugen
abgeschieden, dann nochmals mit Benzol oder Benzolhomologen od. dgl. nachgewaschen
und unter Wiedergewinnung des Gehaltes an Verdünnungsmittel getrocknet. Die filtrierte
Lackharzlösung wird durch Destillation von: dem Lösungsmittel befreit. Es wird ein
reines, hochglänzendes Lackharz vorn wesentlich besserer Durchsichtigkeit erhalten,
als dies der dünnste Anstrich aus dem seither bekannten Steinkohlenteerpech erzielen
ließ, der praktisch undurchsichtig ist.
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Das auf diese Weise gewonnene Lackharz ermöglicht die Herstellung
von verschiedenen bunten Anstrichfarbtönen durch Abreibung mit deckfähigen Pigmentfarben
und gestattet vielseitige Kombination mit anderen Kunstharz- und Weichmacherzusätzen,
die sonst in Steinkohlenteerpech entweder überhaupt nidht löslich sind oder schnell
wieder ausgefällt werden. Das neue Lackharz aus Steinkohlenteer ist völlig frei
von allen denjenigen Krackprodukten, die bisher die Ungleichmäßigkeit der Steinkohlenteerpeche
verursacht-en und deren Bildung durch den langen Destillationsprozeß des Steinkohlenteeres
bei hoher Temperatur bedingt wurde.
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Das Auswaschen der Teeröle zur Gewinnung der hierin enthaltenen Lackharze
bietet vielseitige Vorteile im Vergleich zu den bisher bekannten Teerölprodukten
nicht nur für die Lackherstellung, sondern auch als verbreiterte Rohstoffbasis für
viele andere Einsatzzwecke, wo genau kontrollierbare Harzprodukte benötigt werden.,
z. B. für Ausguß- und Abdichtungszwecke.
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Im Gegensatz zu den meisten ungleichmäßig anfallenden normalen Steinkohlenteerpechen,
die viele lacktechnische Mängel besitzen, werden .nach dem Verfahren Lackharze von,
wesentlich edlerer Qualität aus dem Steinkohlenteerpech gewonnen. Qualität neuen
Lackharze sind völlig in Benzolkohlen4 wasserstoffen löslich ohne auszufallen und
besitzen eine um etwa 300/0 erhöhte lacktechnische Ausgiebigkeit, weil sie frei
von unlöslichen: Anteilen sind. Sie sind frei von schweren Teerölen, die in allen
bisher bekannten Teerprodukten in schwankenden Mengen enthalten waren und mit als
die Ursache der Rißbildung bei Teerpechfilmen anzusprechen sind, sowie frei von
schädlichen Anthrazernresten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise wie folgt ausgeführt
werden: Zoo kg Rohsteinkohlenteer werden bei möglichst niedriger Temperatur einer
schnellen, schonenden Destillation unterworfen. Auf diese Weise können bei Temperaturen
bis 1q:5" -3 bis zo% niedrig siedende Teeröle abdestilliert werden.
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Zoo kg eines so andestillierten Teeres werden in einem rotierenden
Extrakteur mit etwa der zweifachen Menge Benzin zuerst bei Tagestemperatur vermischt
und 15 Minuten der Ruhe überlassen. Hierauf wird die sich über dem Teer klar absetzende
Benzinlösung
abgetrennt; sie kann zwecks Wiedergewinnung des Benzins einer sofortigen Destillation
unterworfen werden. Das Auswaschen wird so lange wiederholt, bis der sich immer
mehr verdickende Teer praktisch frei von Teerölen geworden ist. Während der letztern
Extraktion wird die Temperatur wegen des dicker gewordenen Teeres zweckmäßig auf
etwa 3o bis 5o° erhöht. Die Benzinauszüge werden durch Destillation in Benzin und
Teeröl getrennt.
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Der durch diese Behandlung ziemlich fest und bröcklig gewordene Teerrest
wird unter Erwärmen mit der zwei- bis dreifachen Menge Ben.zolkohlenwasserstoffen,
Chlorbenzol od. dgl. behandelt, wobei ein schwankender Gehalt an Unlöslichem anfällt,
der durch Abfiltrieren, Zentrifugieren od. dgl. abgetrennt wird. Der Rückstand wird
mehrmals mit Benzol nachgewaschen. Durch Abdestillieren des Lösungsmittels bis 2oo°
erhält man ein Lackharz vom Erweichungspunkt nach K. S. von 45 bis 5o°. Durch Erhöhung
der Destillationstemperatur erhält man Lackharze mit höheren Erweichungspunhten.
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Beispielsweise wurden aus ioo Teilen eines Regensburger Steinkdhlengasteeres
erhalten: 2% Wasser, 3,9% Vordes.tillat, 71% Teeröl, 17,9% Lackharz, a% Rußharz.