DE1096885B

DE1096885B - Verfahren zur Herstellung von praktisch kohlenstofffreiem Bornitrid

Info

Publication number: DE1096885B
Application number: DEU5833A
Authority: DE
Inventors: Robert Angelo Mercuri; Lawrence Marvin Litz
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1958-12-15
Filing date: 1958-12-11
Publication date: 1961-01-12
Also published as: DE1112052B; FR76692E; US3120998A; GB875749A; GB874166A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von praktisch kohlenstofffreiem Bornitrid durch Umsetzen von kohlenstoffhaltigen Bornitrid liefernden Stoffen mit Ammoniakgas bei erhöhter Temperatur.

Bornitrid ist eine Verbindung, für welche die Industrie wachsendes Interesse zeigt. Es sind verschiedene Verfahren zu seiner Herstellung bekannt, und es wurden beträchtliche Anstrengungen unternommen, verbesserte Verfahren zu seiner Herstellung in großem Maßstab zu entwickeln. Einer der bedeutendsten Nachteile der gegenwärtig bekannten Verfahren zur Herstellung von Bornitrid ist wahrscheinlich die Tatsache, daß das Produkt nicht die gewünschte Reinheit besitzt und insbesondere einen unerwünscht hohen Gehalt an Kohlenstoff aufweist. Kohlenstoff wirkt sich auf die Eigenschaften von Bornitrid nachteilig aus. Die Verunreinigungen mit Kohlenstoff beruhen wahrscheinlich darauf, daß Bornitrid durch Umsetzung von Borsäure mit organischen stickstoffhaltigen Verbindungen hergestellt wird, z. B. organischen Aminen. Im allgemeinen wird die Reaktion unter Ausschluß von Sauerstoff durchgeführt.

Es ist bekannt, Bornitrid aus Borsäure, mit dem doppelten Gewicht an Calciumphosphat vermengt, bei Rotglut durch Einwirkung von trockenem Ammoniak herzustellen. Die Ausbeuten sind schlecht, und die Abtrennung des Bornitrids vom Calcium gestaltet sich schwierig. Weiterhin ist es bekannt, Bortrioxyd od. dgl., mit Kohle oder Borstickstoff vermengt, in feinvermahlenem Zustand oberhalb 1000⁰C, vorzugsweise bei etwa 1800° C mit Ammoniak zu Bornitrid mit niedrigem Kohlenstoffgehalt umzusetzen.

Es wurde festgestellt, daß man praktisch kohlenstofffreies Bornitrid durch Umsetzen von kohlenstoffhaltigen Bornitrid liefernden Stoffen mit Ammoniakgas bei erhöhter Temperatur herstellen kann. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als kohlenstoffhaltigen Bornitrid liefernden Stoff das Reaktionsgemisch von Borsäure und Hexamethylentetramin, Äthylendiamin oder Diphenylamin mit Ammoniakgas zwischen 850 und 950⁰C behandelt. Man erhält Bornitrid mit einem Gehalt von höchstens 2% Kohlenstoff.

In einer Durchführungsform der Erfindung wird das Reaktionsgemisch von Borsäure mit Hexamethylentetramin im Molverhältnis 4 Mol Borsäure (H₃BO₃) zu 1 Mol Hexamethylentetramin bed 950⁰C mit Ammoniakgas behandelt. Man erhält, bezogen auf Borsäure, Bornitrid in 86,5%iger Ausbeute. Das Produkt wies einen Kohlenstoffgehalt von 1,5 Gewichtsprozent auf. Wurde das gleiche Reaktionsgemisch unter den gleichen Bedingungen, jedoch in Stickstoffatmosphäre, behandelt, so wies das Produkt einen Kohlenstoffgehalt von 38,4 Gewichtsprozent auf, und die Ausbeute betrug nur 24%.

Ähnliche Ergebnisse wurden bei der Umsetzung von Äthylendiamin mit Borsäure erhalten. Bei der Durch-Verfahren zur Herstellung
von praktisch kohlenstofffreiem Bornitrid

Anmelder:

Union Carbide Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 11. Dezember 1957

Lawrence Marvin Litz, Lakewood, Ohio,
und Robert Angelo Mercuri, Westlake, Ohio

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

führung dieser Reaktion in Stickstoffatmosphäre enthielt das in 20°/₀iger Ausbeute anfallende Produkt 19,0 Gewichtsprozent Kohlenstoff. Wurde die gleiche Reaktion unter den gleichen Bedingungen, jedoch in Ammoniakatmosphäre vorgenommen, so betrug der Kohlenstoffgehalt des Produktes 1,13 Gewichtsprozent, und die Ausbeute belief sich auf 97 °/₀.

Bei einer anderen Durchführungsform der Erfindung wird das Zersetzungsprodukt von Äthylendiaminborat, das 2,1 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthielt, 4 Stunden lang bei 800 bis 950° C im Ammoniakstrom erhitzt. Nach dieser Behandlung betrug der Kohlenstoffgehalt des Produktes nur noch 0,1 Gewichtsprozent. Bei Behandlung des gleichen Produktes in Vakuum zwischen 1300 und 1500⁰C für 45 Minuten konnte der Kohlenstoffgehalt nicht erniedrigt werden.

Bei der Umsetzung von Diphenylamin mit Borsäure im Molverhältnis 1: 1 in Stickstoffatmosphäre bildete sich überraschenderweise kein Bornitrid. Wird das Gemisch auf die gleiche Temperatur (950⁰C) in Ammoniaksphäre erhitzt, so wurde in 27°/₀iger Ausbeute Bornitrid mit einem Gehalt von 0,62 Gewichtsprozent Kohlenstoff erhalten.

009 698/466

Claims

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Patentanspruch: ■ säure und Hexamethylentetramin, Äthylendiamin

Verfahren zur Herstellung von praktisch kohlenstoff- oder Diphenylamin zwischen 850 und 95O⁰C mit

freiem Bornitrid durch Umsetzen von kohlenstoff- Ammoniakgas behandelt.

haltigen Bornitrid liefernden Stoffen mit Ammoniak-

gas bei erhöhter Temperatur, dadurch, gekenn- 5 In Betracht gezogene Druckschriften:

zeichnet, daß man das Reaktionsgemisch von Bor- Deutsche Patentschrift Nr. 282 701.

© 009 698/466 1.61