Verfahren zur Herstellung wässriger, hochviskoser kolloidaler Lösungen von wasserunlöslichen Alkalimetaphosphaten. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wässrigen, hochviskosen kol loidalen Lösungen aus an sich in Wasser un löslichen Alkalimetaphosphaten, insbesondere aus den sogenannten Kurrolschen Salzen, nämlich dem Natriummetaphosphat (NaPO3)x und dem Kaliummetaphosphat (KP03)x.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeich net, dass die unlöslichen Alkalimetaphosphate in Wasser durch Salze monomerer, höchstens zweibasischer anorganischer Säuren peptisiert und so viskos und kolloidal aufgelöst werden, wobei der Ionengehalt der Endlösung niedrig gehalten wird.
Die erfindungsgemäss hergestellten vis kosen Kolloidlösungen sind der mannigfaltig sten technischen Anwendung fähig, insbeson dere können sie je nach Wahl des Lösungs vermittlers die Eigenschaften der in der Tech nik bekannten wasserlöslichen Metaphosphate in jeder gewünschten Weise variieren und vervollständigen. Als Elektrolyte können bei dem Verfahren Alkalisalze, Ammonsalze oder Salze der genannten Säuren mit organischen Stickstoffbasen als Lösungsvermittler ver wendet werden, wobei dieser in fester oder gelöster Form angewendet werden kann und der Ionengehalt der Endlösung niedrig ge halten wird.
In der Literatur wird eine bestimmte Modifikation der Alkalimetaphosphate, die bereits erwähnten Kurrolschen Salze, als wasserunlöslich beschrieben. Das Kaliumsalz (vergl. Gmelins Handbuch, B. Auflage, Band "Kalium", Seite 1007) ist durch Erhitzen von Monokaliumphosphat KH:POh oder von dessen Bildungsgemisch, z. B. aus Chlor kalium und Phosphorsäure, leicht herzustel len, wobei das Ausgangsmaterial entweder gesintert oder geschmolzen wird. Das Na triumsalz (vergl. Gmelins Handbuch, B.
Auf lage, Band "Natrium", Seite 924) lässt sich nach Literaturangaben nur im Laborato riumsmassstab herstellen, wobei als Aus gangsmaterial beispielsweise das Natrium- äthylphosphat NaCssH5H2PO4 dient, das bis zur beginnenden Rotglut erhitzt wird. Die Wasserlöslichkeit des Kurrolschen Kaliummetaphosphats wird in der Zeit schrift "Ind. and Eng. Chem." 32, 140, Seite 247, mit 0,041 g/Liter angegeben. Über die Wasserlöslichkeit des entsprechenden Kurrolschen Natriummetaphosphats ist nichts bekannt. Nach Untersuchung der Anmelderin bewegt sie sich in derselben Grössenordnung wie beim Kaliummetaphosphat.
Eine gewisse kolloide Löslichkeit der an sich wasserunlöslichen Alkalimetaphosphate wurde bisher dadurch erzielt, dass diese Al kalimetaphosphate in Lösungen von Natrium- hegametaphosphat oder Natriumpyrophosplhat peptisiert werden, wobei viskose Pseudolösun gen entstehen. So hat zum Beispiel eine 0,1 normale Lösung von Natriumhexametaphos- phat, die mit so viel Kaliummetaphosphat versetzt wird, dass eine 0,02 normale Pseudo lösung entsteht, je nach den Herstellungs bedingungen des Kaliummetaphosphats eine verschiedene, gegenüber dem Wasser wesent lich erhöhte Viskosität.
Worauf die löslich machende Wirkung der Natriumhexameta- oder Natriumpyrophosphatlösung beruht, iszt. in der Literatur nicht untersucht. Da es einer seits aber bekannt ist, dass Natriumhexameta- phosphat- und Pyrophosphatlösungen disper- gierend, peptisierend und emulgierend wv ir- ken, konnte die Peptisierung und kolloide. Auflösung der Kurrolschen wasserunlöslichen Alkalimetaphosphate auf diese bekannte Ei genschaft von Natriumhexametaphosphat und Natriumpyrophosphat zurückgeführt werden.
Überraschenderweise wurde nun gefun den, dass die unlöslichen Alka limetaphos- phate, und zwar nicht nur die Kurrolschen Salze, auch durch Elektrolyte, die sich nielit von einer Phosphorsäure ableiten, nämlich auch durch Salze von monomeren, höclist(@ns zweiwertigen anorganischen Säuren, z. B.
durch Alkalisilikate, -karbonate oder -sulfal:c, Ammonsalze und Salze organischer Basen der
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(renannten <SEP> anorganiselien <SEP> Säuren <SEP> viskos <SEP> und
<tb> kolloid <SEP> aufgelöst <SEP> werden, <SEP> -wobei <SEP> der <SEP> Gehalt
<tb> der <SEP> entstehenden <SEP> Lösun-,en <SEP> an <SEP> Elektrolyt, <SEP> das
<tb> heisst <SEP> an <SEP> elektrolytisch <SEP> dissoziierten <SEP> Salzen,
<tb> auf <SEP> einen <SEP> -Mindestbetrag <SEP> gesenkt <SEP> werden
<tb> muss, <SEP> der <SEP> sowohl <SEP> vom <SEP> Kation <SEP> als <SEP> auch <SEP> vom
<tb> Anion <SEP> abhängig <SEP> ist.
<SEP> Die <SEP> Salze <SEP> starker <SEP> organi scher <SEP> Ammoniumbasen <SEP> haben <SEP> die <SEP> Eigen schaft, <SEP> die <SEP> unlöslichen <SEP> Alkalimetalibospha?-@schon <SEP> in <SEP> der <SEP> Kälte <SEP> viskos <SEP> und <SEP> kolloid <SEP> aufzu lösen. <SEP> Dies <SEP> gilt <SEP> beispielsweise <SEP> für <SEP> Tel-ra methylanimoiiiumelilorid. <SEP> An <SEP> Stelle <SEP> der <SEP> Salz- organischer <SEP> Aninioniumbasen <SEP> können <SEP> auch
<tb> Salze <SEP> von <SEP> Aminbasen, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> TriäthanolamiTi Chlorid, <SEP> -Sulfat <SEP> usw., <SEP> verwendet <SEP> werden.
<tb> Ebenso <SEP> lösen <SEP> die <SEP> Salze <SEP> anderer <SEP> organischer
<tb> Basen, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> von <SEP> 1Torpholin, <SEP> Alkalimetaphos phat <SEP> in <SEP> der <SEP> Kälte <SEP> viskos <SEP> auf.
<SEP> Die <SEP> Salze
<tb> schwacher <SEP> Basen, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> von <SEP> Harnstoff, <SEP> Ani lin, <SEP> Hexamethvlentetramin <SEP> und <SEP> anderer, <SEP> sind
<tb> zum <SEP> Auflösen <SEP> von <SEP> Allza,limetaphospliat <SEP> in <SEP> der
<tb> Kälte <SEP> nicht <SEP> geeignet. <SEP> Erhitzt <SEP> man <SEP> aber <SEP> die
<tb> Suspensionen <SEP> der <SEP> unlöslichen <SEP> @111@a@irnet:
i phosphate <SEP> in <SEP> den <SEP> Salzlösungen <SEP> dieser <SEP> sch -a chen <SEP> organischen <SEP> Basen, <SEP> so <SEP> tritt <SEP> auch <SEP> hier
<tb> eine <SEP> vollständige <SEP> Auflösung <SEP> zu <SEP> viskosen, <SEP> in
<tb> der <SEP> Kälte <SEP> beständigen <SEP> Flüssigkeiten <SEP> ein. <SEP> Di Höchstlöslichkeit <SEP> kann <SEP> durch <SEP> elektrolvtiseh
<tb> schwach <SEP> dissozierte, <SEP> insbesondere <SEP> durch <SEP> kol loid <SEP> lösliche <SEP> Salze, <SEP> und <SEP> selbstverständlich
<tb> auch <SEP> durch <SEP> Gemische <SEP> dieser <SEP> genannten <SEP> Ver bindungen, <SEP> mit <SEP> obengenannten <SEP> Kationen <SEP> und
<tb> auch <SEP> durch <SEP> sogenannte <SEP> Schutzkolloide <SEP> erzielt
<tb> werden.
<SEP> Die <SEP> viskosen <SEP> und <SEP> kolloiden <SEP> Pseudo lösungen <SEP> können <SEP> sowohl <SEP> bei <SEP> normaler <SEP> Tem peratur <SEP> als <SEP> nucli <SEP> bei <SEP> erhöhter <SEP> Temperatur <SEP> er halten <SEP> werden.
<tb> Wird <SEP> die <SEP> Auflösung, <SEP> beispielsweise <SEP> fle-r
<tb> Kurrolschen <SEP> .@llzalimetaphosphate, <SEP> in <SEP> der
<tb> Kälte <SEP> bewirkt, <SEP> so <SEP> ist <SEP> eine <SEP> grössere <SEP> -Menge <SEP> der
<tb> obengeaannten <SEP> Lösungsmittel <SEP> erforderlich <SEP> als
<tb> in <SEP> der <SEP> Wärine.
<tb> Um <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> wasserunlösliches <SEP> Ka liumphosphat <SEP> hei <SEP> normaler <SEP> Raumtemperatur
<tb> viskos <SEP> und <SEP> kolloid <SEP> aufzulösen, <SEP> muss <SEP> auf <SEP> 1.
<tb> wichtsteil <SEP> Kaliummetaphosphat <SEP> ein <SEP> Über schuss, <SEP> z. <SEP> B.
<SEP> von <SEP> Natriumsalz <SEP> oder <SEP> von <SEP> andern
<tb> obengenannten <SEP> Salzen, <SEP> angewandt <SEP> werden Zweckmässig wird zum Beispiel bei Verwen dung von Natriumsalz auf 1 Mol Kurrolsches Salz der Bruttoformel KPO3 1,25 bis 1,75 Mol Na20 angewandt. Selbstverständlich kann aber auch ein Überschuss dieser Lö sungsmittel angewandt werden. Es ist dabei nur zu beachten, dass bei einer bestimmten Höchstkonzentration dieses Elektrolyten das kolloid gelöste Kurrolsche Salz der Brutto formel KPO3 koaguliert, das heisst in Form eines kautschukartigen Stoffes ausgefällt wird. Oberhalb dieser bestimmten Elektroly tenkonzentration bleibt das unlösliche Alkali metaphosphat ungelöst.
Allerdings verwan delt sich das Kurrolsche Salz der Bruttofor mel KP03 auch in diesem Falle als unge löster Bodenkörper unter Austausch des Ka liumions in das entsprechende andere Meta phosphat.
In den folgenden Beispielen bedeutet die Formel KP03 stets die vorerwähnte Brutto formel des Kurrolschen Kaliummetaphos phates.
Beispiel 1: 1 Teil KPO3 wird in 100 Teile einer Was serglaslösung eingerührt, die 1 % Na20 ent hält. Es entsteht eine 1%ige viskose Kolloid lösung von KPO3 mit einer relativen Viskosi tät gegenüber Wasser = 6,0. Beispiel 2: 2 Teile KPO3 werden in 100 Teile einer 3,7 % igen Sodalösung eingerührt. Es bildet sich eine 2%ige viskose Kolloidlösung.
Beispiel 3: 1 Teil KP03 wird in 100 Teile einer Lö sung eingerührt, die 1 Teil Soda und 1 Teil Natriumsulfat enthält. Es entsteht eine vis kose Kolloidlösung mit einer relativen Vis kosität von 2,3.
<I>Beispiel</I> 2,3 Teile KP03 werden in 100 Teile einer 5,72%igen Natriumsulfatlösung eingerührt. Es entsteht eine 2,3%ige Kolloidlösung von KPO3 mit einer relativen Viskosität von 10,7.
Als in der Kälte überschüssig anzuwen- rlende Lösungsmittel für KP03 können vor allem noch die Salze starker organischer Ba sen dienen, während Ammonsalze in der Kälte nicht auflösend wirken. Hier ist beson ders bemerkenswert der geringe Einfluss der elektrolytischen Dissoziation des Lösungsmit tels, z. B. von Morpholin oder Triäthanol- aminchlorid.
Beispiel 5: In 100 Teile einer Lösung, die 5 Teil Morpholinehlorid enthält, wird 1 Teil KPO3 eingetragen. Es entsteht eine zähflüssige Lö sung, die auch durch einen Überschuss von Morpholin nicht koaguliert wird, so dass auch höher konzentrierte KP03-Lösungen herge stellt werden können.
Wird die Auflösung der unlöslichen Al kalimetaphosphate in der Wärme vorgenom men, so ist kein Überschuss der obengenann ten Lösungsmittel für KPO3 notwendig, son dern es genügt, auf 1 Gewichtsteil KPO3 weniger als 1 Teil des Natriumammonsalzes oder des Salzes einer organischen Base zu nehmen; bei Siedetemperatur kann das Lö sungsmittel sogar nur 1/10 des Alkalimeta phosphats betragen. Der geringe Gehalt an ionisiertem Elektrolyt verhindert jede Fäl lung und bewirkt eine hohe Viskosität der Kolloidlösung.
1 % ige Lösungen von Kurrolschem Salz, die auf diese Weise hergestellt werden, haben in einer 1 %igen Sodalösung die relative Vis kosität 11, in einer 0,5%igen Sodalösung die relative Viskosität 16, in einer 0,2%igen Sodalösung die relative Viskosität 26, in einer 0,1 %igen Sodalösung die relative Viskosität 35. Demgegenüber hat die 1 % ige Lösung von Kurrolschem Salz in einer 2%igen Soda lösung nur die relative Viskosität 2,3.
An Stelle von Soda können selbstver ständlich auch andere Natriumsalze der ge nannten Säuren angewandt werden. Am besten eignen sich hier wieder diejenigen Natriumsalze hö,chstenis@ zweiwertiger anorga nischer monomerer Säuren, deren Lösungen elektrolytiach wenig oder gar nichtdissoziiert sind. Aber auch die starken Elektrolyten, wie Natriumsulfat, sind imstande, bei erhöh ter Temperatur hochviskose wässrige Lösun- gen von Kurrolschem Salz zu erzeugen, wenn etwa 1 Teil auf 10 Teile Metaphosphat an gewandt wird.
Wie schon erwähnt, ist das erfindungs gemässe Verfahren auch auf die Erzeugung von viskosen Kolloidlösungen unter Anwen dung wasserunlöslicher Alkalimetaphosphate, die nicht Kurrolsche Salze sind, anwendbar. Die unlöslichen Alkalimetaphosphate wer den zwar durch Erhitzen ihrer wässrigen Sus pension zum Sieden bis zu einem gewissen Grad peptisiert; der Grad der Auflösung wird hierbei aber beim Kurrolschen Salz durch eine hydrolytische Zersetzung des Metaphosphates zu Pyro- oder Orthophosphat bewirkt, die ihrerseits dann peptisierend auf das übrige Alkalimetaphosphat wirken.
Beispiel 6: Eine Mischung von 2 Teilen KP03 und 1 Teil NaS04 sice. wird unter Rühren in 100 Teile Wasser von 80 bis 95 C eingetra gen. In kürzester Zeit entsteht eine klare Kolloidlösung mit einer relativen Viskosität von 50 bis 100, je nach der Herstellungsweise des KP03. Zur Vermeidung einer Zersetzung der gebildeten KP03-Lösung wird sofort mit kaltem Wasser verdünnt.
<I>Beispiel</I> 5 Teile wasserunlösliches KP03 werden in 100 Teile einer siedendheissen, 1 %igen Kochsalzlösung unter gutem Umrühren ein getragen. Nach einigen Sekunden ist eine vollständig klare Lösung mit einer weit mehr als 100fachen relativen Viskosität gegenüber Wasser gewonnen. Um eine Zersetzung des gelösten Metaphosphates zu vermeiden, wird wieder mit kaltem Wasser unmittelbar an schliessend verdünnt.
<I>Beispiel 8:</I> In 100 Teile einer Lösung, die 3 Teile Ammonchlorid enthält, werden bei 90 C 10 Teile unlösliches KP03 unter Umrühren ein getragen.
Es entsteht eine etwa 3%ige, vis kose Kolloidlösung.
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Selbstverständlich <SEP> können <SEP> in <SEP> allen <SEP> Fällen
<tb> der <SEP> oben <SEP> angeführten <SEP> Beispiele <SEP> auch <SEP> Ge mische <SEP> von <SEP> unlöslichen <SEP> Metaphosphaten <SEP> und
<tb> Lösungsvermittlern <SEP> in <SEP> Wasser <SEP> zur <SEP> Auflösung
<tb> eingetragen <SEP> werden.
<tb> Worauf <SEP> der <SEP> Effekt. <SEP> der <SEP> Auflösung <SEP> der <SEP> un löslichen <SEP> Alkalimetaphosphate <SEP> beruht, <SEP> lässt
<tb> sich <SEP> ohne <SEP> weiteres <SEP> nicht <SEP> angeben.
<SEP> Es <SEP> ist <SEP> je doch <SEP> bemerkenswert, <SEP> dass <SEP> gerade <SEP> in <SEP> der
<tb> Wärme <SEP> eine <SEP> Auflösung <SEP> der <SEP> Alkalimetaphos phate <SEP> auch <SEP> dann <SEP> eintritt, <SEP> wenn <SEP> eine <SEP> zu <SEP> irgend einer <SEP> chemischen <SEP> Umsetzung <SEP> ungenügende
<tb> Menge <SEP> Lösungsmittel <SEP> (z. <SEP> B. <SEP> Na- <SEP> oder <SEP> NH, Salz <SEP> usw.) <SEP> angewandt <SEP> wird.
<tb> Es <SEP> würde <SEP> zu <SEP> weit <SEP> führen, <SEP> sämtliche <SEP> Al kali- <SEP> und <SEP> Ammonsalze <SEP> aufzuzählen, <SEP> die <SEP> ge eignet <SEP> sind, <SEP> die <SEP> an <SEP> sich <SEP> wasserunlöslichen
<tb> Alkalimetaphosphate <SEP> in <SEP> wässrige <SEP> Pseudo lösungen <SEP> von <SEP> viskoser <SEP> Beschaffenheit <SEP> überzu führen.
<SEP> Es <SEP> genügt, <SEP> zu <SEP> sagen, <SEP> dass <SEP> mit <SEP> zuneh mender <SEP> elektrolytischer <SEP> Dissoziation <SEP> der <SEP> Lö sungsmittel <SEP> bezw. <SEP> mit <SEP> zunehmendem <SEP> Gehalt
<tb> dieser <SEP> Lösungen <SEP> an <SEP> Elektrolyt <SEP> trotz <SEP> erheb licher <SEP> Auflösung <SEP> von <SEP> Alkalimetaphosphat <SEP> die
<tb> Viskosität <SEP> herabgemindert <SEP> wird, <SEP> wobei <SEP> als
<tb> Lösungsmittel <SEP> angewandte <SEP> Natriumsalze
<tb> einen <SEP> wesentlich <SEP> grösseren <SEP> Einfluss <SEP> ausüben,
<tb> als <SEP> Ammonsalze <SEP> oder <SEP> Salze <SEP> organischer
<tb> Basen.
<tb> Die <SEP> erfindungsgemässe <SEP> Herstellung <SEP> hoch viskoser <SEP> Kolloidlösungen <SEP> durch <SEP> Anwendung
<tb> der <SEP> beschriebenen <SEP> Elektrolyte <SEP> ist <SEP> noch <SEP> nicht
<tb> bekannt.
<SEP> Man <SEP> hat <SEP> zwar <SEP> schon <SEP> unlösliches
<tb> KP03 <SEP> mit <SEP> einer <SEP> äquivalenten <SEP> Menge <SEP> Koch salz <SEP> bei <SEP> Gegenwart <SEP> von <SEP> Wasser <SEP> umgesetzt,
<tb> um <SEP> nach <SEP> der <SEP> ungefähren <SEP> Gleichung
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(KP03), <SEP> -j- <SEP> 4 <SEP> NaCI <SEP> = <SEP> K.=Na4P,;
0,A <SEP> -I- <SEP> 4 <SEP> KCl
<tb> aus <SEP> dem <SEP> unlöslichen <SEP> KPO,, <SEP> ein <SEP> lösliches <SEP> Na triumkaliumdoppelsalz <SEP> herzustellen, <SEP> das <SEP> eben falls <SEP> viskos <SEP> löslich <SEP> ist. <SEP> Bei <SEP> diesem <SEP> Verfahren
<tb> wird <SEP> jedoch <SEP> durch <SEP> Anwendung <SEP> von <SEP> Kochsalz
<tb> unmittelbar <SEP> keine <SEP> Lösung <SEP> gewonnen. <SEP> Das
<tb> Kochsalz <SEP> wirkt <SEP> nicht <SEP> wie <SEP> bei <SEP> dem <SEP> vorliegen den <SEP> Verfahren <SEP> direkt <SEP> als <SEP> Lösungsmittel. <SEP> Das
<tb> Kaliummetaphosphat <SEP> bleibt <SEP> vielmehr <SEP> bei <SEP> der
<tb> bekanntenUm@setzung <SEP> mit <SEP> NaCl <SEP> ein <SEP> völlig <SEP> un gelöster <SEP> Bodenkörper.
<SEP> Eine <SEP> Auflösung <SEP> des <SEP> in der Literatur beschriebenen Natriumkalium metaphosphat-Doppelsalzes in Wasser tritt erst dann ein, wenn das Kochsalz weitest gehend aus dem Produkt der Umsetzung mit NaCl entfernt ist.
Der technische Effekt des vorliegenden Verfahrens besteht demgegenüber darin, durch Verwendung der beschriebenen Elek trolyte unlösliches Alkalimetaphosphat direkt viskos und kolloid aufzulösen, ohne das als Lösungsmittel dienende Salz erst wieder dar aus entfernen zu müssen. Das in der Litera tur beschriebene Verfahren mit Kochsalz ist dazu gänzlich unbrauchbar.
Die nach dem erfindungsgemässen Ver fahren hergestellten Lösungen bilden Wasch- und Reinigungsmittel, die zur Verwendung in der Spinnerei, Färberei, Druckerei, Blei cherei und Wäscherei geeignet sind.
Process for the production of aqueous, highly viscous colloidal solutions of water-insoluble alkali metaphosphates. The invention relates to a process for the production of aqueous, highly viscous colloidal solutions from alkali metaphosphates which are insoluble in water, in particular from the so-called Kurrol salts, namely sodium metaphosphate (NaPO3) x and potassium metaphosphate (KP03) x.
The process is characterized in that the insoluble alkali metaphosphates are peptized in water by salts of monomeric, at most dibasic inorganic acids, and are thus dissolved in a viscous and colloidal manner, the ion content of the final solution being kept low.
The viscous colloid solutions prepared according to the invention are capable of the most diverse technical applications, in particular they can vary and complete the properties of the water-soluble metaphosphates known in technology in any desired manner, depending on the choice of solubilizer. As electrolytes, alkali salts, ammonium salts or salts of the acids mentioned with organic nitrogen bases can be used as solubilizers in the process, which can be used in solid or dissolved form and the ion content of the final solution is kept low.
In the literature, a certain modification of the alkali metaphosphates, the already mentioned Kurrol salts, is described as insoluble in water. The potassium salt (see. Gmelins Handbuch, B. Edition, Volume "Kalium", page 1007) is obtained by heating monopotassium phosphate KH: POh or its educational mixture, e.g. B. from chlorine potassium and phosphoric acid, easy to manufacture len, the starting material either sintered or melted. The sodium salt (see Gmelins Handbuch, B.
Edition, volume "Sodium", page 924) can, according to the literature, only be produced on a laboratory scale, with sodium ethyl phosphate NaCssH5H2PO4, for example, being used as the starting material, which is heated until it begins to burn red. The water solubility of Kurrol's potassium metaphosphate is in the journal "Ind. And Eng. Chem." 32, 140, page 247, given as 0.041 g / liter. Nothing is known about the water solubility of the corresponding Kurrol sodium metaphosphate. According to the applicant's investigation, it is in the same order of magnitude as that of potassium metaphosphate.
A certain colloidal solubility of the water-insoluble alkali metaphosphates was previously achieved by peptizing these alkali metaphosphates in solutions of sodium hegametaphosphate or sodium pyrophosphate, with viscous pseudo-solutions being formed. For example, a 0.1 normal solution of sodium hexametaphosphate to which so much potassium metaphosphate is added that a 0.02 normal pseudo-solution results, depending on the manufacturing conditions of the potassium metaphosphate, has a different viscosity than that of water .
What the solubilizing effect of the sodium hexameta or sodium pyrophosphate solution is based on. not investigated in the literature. Since it is known on the one hand that sodium hexametaphosphate and pyrophosphate solutions have a dispersing, peptizing and emulsifying effect, peptization and colloid could be used. Dissolution of Kurrol's water-insoluble alkali metaphosphates can be attributed to this known property of sodium hexametaphosphate and sodium pyrophosphate.
Surprisingly, it has now been found that the insoluble alkali metaphosphates, and not only the Kurrol salts, also through electrolytes, which are not derived from a phosphoric acid, namely also through salts of monomeric, curly (@ns divalent inorganic acids, e.g. B.
by alkali silicates, carbonates or sulfal: c, ammonium salts and salts of organic bases of
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(named <SEP> inorganic <SEP> acids <SEP> viscous <SEP> and
<tb> colloid <SEP> are dissolved <SEP>, <SEP> -where <SEP> is the <SEP> content
<tb> the <SEP> resulting <SEP> solutions, <SEP> to <SEP> electrolyte, <SEP> the
<tb> means <SEP> on <SEP> electrolytically <SEP> dissociated <SEP> salts,
<tb> on <SEP> a <SEP> minimum amount <SEP> can be reduced <SEP>
<tb> must, <SEP> the <SEP> both <SEP> from <SEP> cation <SEP> and <SEP> as well as <SEP> from
<tb> Anion <SEP> is dependent on <SEP>.
<SEP> The <SEP> salts <SEP> strong <SEP> organic <SEP> ammonium bases <SEP> have <SEP> the <SEP> property, <SEP> the <SEP> insoluble <SEP> alkali metal phospha? - @ already dissolve <SEP> in <SEP> the <SEP> cold <SEP> viscous <SEP> and <SEP> colloid <SEP>. <SEP> This <SEP> applies to <SEP> e.g. <SEP> for <SEP> Tel-ra methylanimoiiiumelilorid. <SEP> Instead of <SEP> the <SEP> organic salt <SEP> anionic bases <SEP> can also use <SEP>
<tb> Salts <SEP> of <SEP> amine bases, <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> TriäthanolamiTi Chloride, <SEP> -sulphate <SEP> etc., <SEP> can be used <SEP>.
<tb> Likewise <SEP> <SEP> dissolve the <SEP> salts <SEP> of other <SEP> organic ones
<tb> bases, <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> from <SEP> 1torpholine, <SEP> alkali metaphosphate <SEP> in <SEP> the <SEP> cold <SEP> viscous <SEP> on.
<SEP> The <SEP> salts
<tb> weak <SEP> bases, <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> from <SEP> urea, <SEP> aniline, <SEP> hexamethylenetetramine <SEP> and <SEP> others, <SEP> are
<tb> to <SEP> dissolve <SEP> from <SEP> Allza, limetaphospliat <SEP> in <SEP> der
<tb> Cold <SEP> not <SEP> suitable. <SEP> <SEP> you heat <SEP> but <SEP> the
<tb> suspensions <SEP> of the <SEP> insoluble <SEP> @ 111 @ a @ irnet:
i phosphate <SEP> in <SEP> the <SEP> salt solutions <SEP> of these <SEP> create <SEP> organic <SEP> bases, <SEP> so <SEP> occurs <SEP> also <SEP> here
<tb> a <SEP> complete <SEP> resolution <SEP> to <SEP> viscous, <SEP> in
<tb> of <SEP> cold <SEP> resistant <SEP> liquids <SEP>. <SEP> The maximum solubility <SEP> can be <SEP> electrolvtiseh by <SEP>
<tb> weakly <SEP> dissociated, <SEP> in particular <SEP> by <SEP> colloid <SEP> soluble <SEP> salts, <SEP> and <SEP> of course
<tb> also <SEP> through <SEP> mixtures <SEP> of these <SEP> named <SEP> compounds, <SEP> with <SEP> above <SEP> cations <SEP> and
<tb> also <SEP> achieved by <SEP> so-called <SEP> protective colloids <SEP>
<tb> be.
<SEP> The <SEP> viscous <SEP> and <SEP> colloidal <SEP> pseudo-solutions <SEP> can <SEP> both <SEP> at <SEP> normal <SEP> temperature <SEP> and <SEP> nucli <SEP> at <SEP> increased <SEP> temperature <SEP> are maintained <SEP>.
<tb> If <SEP> is the <SEP> resolution, <SEP> for example <SEP> fle-r
<tb> Kurrolschen <SEP>. @ llzalimetaphosphate, <SEP> in <SEP> der
<tb> Cold <SEP> causes, <SEP> so <SEP> is <SEP> a <SEP> larger <SEP> amount <SEP> the
<tb> above mentioned <SEP> solvent <SEP> required <SEP> as
<tb> in <SEP> the <SEP> heat.
<tb> To <SEP> for <SEP> example <SEP> water-insoluble <SEP> potassium phosphate <SEP> at <SEP> normal <SEP> room temperature
<tb> viscous <SEP> and <SEP> colloid <SEP> to dissolve, <SEP> must <SEP> on <SEP> 1.
<tb> important part <SEP> potassium metaphosphate <SEP> a <SEP> excess, <SEP> e.g. <SEP> B.
Change <SEP> from <SEP> sodium salt <SEP> or <SEP> from <SEP>
<tb> Above <SEP> salts, <SEP> used <SEP> are expediently used, for example, when using sodium salt, 1.25 to 1.75 mol Na20 is applied to 1 mol of Kurrol's salt with the gross formula KPO3. Of course, an excess of these solvents can also be used. It should only be noted that at a certain maximum concentration of this electrolyte, the colloidly dissolved Kurrol's salt with the gross formula KPO3 coagulates, i.e. it is precipitated in the form of a rubber-like substance. Above this certain electrolyte concentration, the insoluble alkali metaphosphate remains undissolved.
However, in this case, too, the Kurrol's salt of the gross formula KP03 changes as an undissolved sediment with exchange of the potassium ion into the corresponding other metaphosphate.
In the following examples, the formula KP03 always means the aforementioned gross formula of Kurrol's potassium metaphosphate.
Example 1: 1 part of KPO3 is stirred into 100 parts of a water glass solution containing 1% Na20. A 1% viscous colloid solution of KPO3 is formed with a relative viscosity compared to water = 6.0. Example 2: 2 parts of KPO3 are stirred into 100 parts of a 3.7% strength soda solution. A 2% viscous colloid solution forms.
Example 3: 1 part of KP03 is stirred into 100 parts of a solution containing 1 part of soda and 1 part of sodium sulfate. A viscous colloid solution with a relative viscosity of 2.3 is formed.
<I> Example </I> 2.3 parts of KP03 are stirred into 100 parts of a 5.72% strength sodium sulfate solution. A 2.3% colloid solution of KPO3 with a relative viscosity of 10.7 is formed.
Salts of strong organic bases can be used as excess solvents for KP03 in the cold, while ammonium salts do not have a dissolving effect in the cold. Here is FITS notable the small influence of the electrolytic dissociation of the solvent, z. B. of morpholine or triethanol amine chloride.
Example 5: 1 part of KPO3 is added to 100 parts of a solution which contains 5 parts of morpholine chloride. The result is a viscous solution that is not coagulated even by an excess of morpholine, so that more highly concentrated KP03 solutions can also be produced.
If the dissolving of the insoluble alkali metaphosphates is carried out in the heat, no excess of the abovementioned solvents is necessary for KPO3, but it is sufficient to use less than 1 part of the sodium ammonium salt or the salt of an organic base for 1 part by weight of KPO3; at the boiling point, the solvent can even be only 1/10 of the alkali metal phosphate. The low content of ionized electrolyte prevents any precipitation and gives the colloid solution a high viscosity.
1% solutions of Kurrol's salt, which are prepared in this way, have the relative viscosity 11 in a 1% soda solution, the relative viscosity 16 in a 0.5% soda solution and the relative viscosity 16 in a 0.2% soda solution relative viscosity 26, in a 0.1% soda solution the relative viscosity 35. In contrast, the 1% solution of Kurrol's salt in a 2% soda solution only has the relative viscosity 2.3.
Instead of soda, other sodium salts of the acids mentioned can of course also be used. The sodium salts of highly divalent inorganic monomeric acids whose solutions are electrolytically dissociated little or not at all are again best suited here. But even the strong electrolytes, such as sodium sulphate, are capable of producing highly viscous aqueous solutions of Kurrol's salt at elevated temperatures if about 1 part to 10 parts of metaphosphate is used.
As already mentioned, the process according to the invention can also be used for the production of viscous colloid solutions using water-insoluble alkali metal metaphosphates that are not Kurrol's salts. The insoluble alkali metaphosphates who peptized to a certain extent by heating their aqueous sus pension to boiling; In the case of Kurrol's salt, however, the degree of dissolution is brought about by hydrolytic decomposition of the metaphosphate to pyro- or orthophosphate, which in turn have a peptizing effect on the remaining alkali metaphosphate.
Example 6: A mixture of 2 parts KP03 and 1 part NaS04 sice. is introduced into 100 parts of water at 80 to 95 C with stirring. A clear colloid solution with a relative viscosity of 50 to 100 is formed in a very short time, depending on how the KP03 is made. To avoid decomposition of the KP03 solution formed, it is immediately diluted with cold water.
<I> Example </I> 5 parts of water-insoluble KP03 are introduced into 100 parts of a boiling, 1% sodium chloride solution with thorough stirring. After a few seconds, a completely clear solution with a viscosity that is more than 100 times the relative viscosity of water is obtained. In order to avoid decomposition of the dissolved metaphosphate, it is immediately diluted again with cold water.
<I> Example 8 </I> 10 parts of insoluble KP03 are introduced into 100 parts of a solution containing 3 parts of ammonium chloride at 90 ° C. with stirring.
An approximately 3%, viscous colloid solution is formed.
EMI0004.0010
Of course, <SEP> can <SEP> in <SEP> all <SEP> cases
<tb> of the <SEP> above <SEP> <SEP> examples <SEP> also <SEP> mixtures <SEP> of <SEP> insoluble <SEP> metaphosphates <SEP> and
<tb> Solubilizers <SEP> in <SEP> water <SEP> for <SEP> dissolution
<tb> must be entered <SEP>.
<tb> Whereupon <SEP> the <SEP> effect. <SEP> the <SEP> dissolution <SEP> of the <SEP> insoluble <SEP> alkali metaphosphates <SEP> is based, <SEP> leaves
<tb> specify <SEP> without <SEP> another <SEP> not <SEP>.
<SEP> It <SEP> is <SEP> but <SEP> is remarkable, <SEP> that <SEP> just <SEP> in <SEP> the
<tb> heat <SEP> a <SEP> resolution <SEP> of the <SEP> alkali metaphosphate <SEP> also <SEP> then <SEP> occurs, <SEP> if <SEP> a <SEP> to <SEP> any <SEP> chemical <SEP> conversion <SEP> is insufficient
<tb> Amount of <SEP> solvent <SEP> (e.g. <SEP> e.g. <SEP> Na- <SEP> or <SEP> NH, salt <SEP> etc.) <SEP> is used <SEP> is used.
<tb> It <SEP> would lead <SEP> to <SEP> far <SEP>, <SEP> to list all <SEP> alkali <SEP> and <SEP> ammonium salts <SEP>, <SEP> the <SEP > suitable <SEP> are, <SEP> the <SEP> to <SEP> are <SEP> water-insoluble
<tb> alkali metaphosphates <SEP> in <SEP> aqueous <SEP> pseudo-solutions <SEP> of <SEP> viscous <SEP> consistency <SEP>.
<SEP> <SEP> is sufficient to say <SEP> to <SEP>, <SEP> that <SEP> with <SEP> increasing <SEP> electrolytic <SEP> dissociation <SEP> of the <SEP> solvents <SEP > resp. <SEP> with <SEP> increasing <SEP> content
<tb> of these <SEP> solutions <SEP> to <SEP> electrolyte <SEP> despite <SEP> considerable <SEP> dissolution <SEP> of <SEP> alkali metaphosphate <SEP> the
<tb> Viscosity <SEP> is reduced <SEP>, <SEP> where <SEP> as
<tb> Solvent <SEP> applied <SEP> sodium salts
<tb> exercise <SEP> significantly <SEP> greater <SEP> influence <SEP>,
<tb> as <SEP> ammonium salts <SEP> or <SEP> salts <SEP> organic
<tb> bases.
<tb> The <SEP> according to the invention <SEP> production <SEP> of highly viscous <SEP> colloid solutions <SEP> by <SEP> application
<tb> of the <SEP> described <SEP> electrolytes <SEP> is <SEP> nor <SEP>
<tb> known.
<SEP> One <SEP> has <SEP> <SEP> already <SEP> insoluble
<tb> KP03 <SEP> with <SEP> an <SEP> equivalent <SEP> amount of <SEP> cooking salt <SEP> with <SEP> presence <SEP> of <SEP> water <SEP>,
<tb> by <SEP> after <SEP> the <SEP> approximate <SEP> equation
EMI0004.0011
(KP03), <SEP> -j- <SEP> 4 <SEP> NaCI <SEP> = <SEP> K. = Na4P ,;
0, A <SEP> -I- <SEP> 4 <SEP> KCl
<tb> to produce a <SEP> soluble <SEP> sodium potassium double salt <SEP> from <SEP> the <SEP> insoluble <SEP> KPO ,, <SEP>, <SEP> the <SEP> also if <SEP> viscous < SEP> is soluble <SEP>. <SEP> With <SEP> this <SEP> procedure
<tb> becomes <SEP> however <SEP> by <SEP> application <SEP> of <SEP> table salt
<tb> immediately <SEP> no <SEP> solution <SEP> obtained. <SEP> That
<tb> Table salt <SEP> does <SEP> not <SEP> like <SEP> if <SEP> the <SEP> is present the <SEP> method <SEP> directly <SEP> as <SEP> solvent. <SEP> That
<tb> Potassium metaphosphate <SEP> remains <SEP> rather <SEP> with <SEP> the
<tb> known implementation <SEP> with <SEP> NaCl <SEP> a <SEP> completely <SEP> undissolved <SEP> sediment.
<SEP> <SEP> dissolution <SEP> of the sodium potassium metaphosphate double salt described in the literature in water only occurs when the common salt has largely been removed from the product of the reaction with NaCl.
The technical effect of the present process, on the other hand, is to dissolve insoluble alkali metal metaphosphate directly in a viscous and colloid manner by using the electrolytes described, without having to remove the salt serving as the solvent again. The procedure described in the literature with table salt is completely useless.
The solutions prepared by the inventive method form detergents and cleaning agents which are suitable for use in spinning, dyeing, printing, lead and laundry.