CH638463A5

CH638463A5 - Verfahren zum stabilisieren von natriumpercarbonat.

Info

Publication number: CH638463A5
Application number: CH1118378A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr Klebe; Gerd Dr Knippschild
Original assignee: Degussa
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-10-30
Publication date: 1983-09-30
Also published as: JPS5732001B2; PL210519A1; ATA774578A; JPS5484898A; PL111289B1; IT1111417B; IL54466A0; CA1118295A; DE2748783C3; ES471589A1; DD138967A5; DE2748783A1; SU772479A3; FR2407172A1; AT375057B; SE435611B; GB2006738B; DE2748783B2; BE871633A; FR2407172B1

Description

638463

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Stabilisieren von Natriumpercarbonat mit kieselsäurehaltigen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass man Natriumpercarbonat mit einem Gehalt von 1 bis 10 Gew.% Wasser, bezogen auf das Percarbonat, mit hochdisperser Kieselsäure mischt und anschliessend trocknet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als hochdisperse Kieselsäure eine solche mit einer mittleren Primärteilchengrösse von 2-100 ma verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kieselsäuren mit einer mittleren Primärteilchengrösse von 7-20 mu eingesetzt werden.

4. Natriumpercarbonat-Partikel, umgeben von einer Natriumsilikathülle, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1.

Natriumpercarbonat ist bekanntlich durch seine hohe Hygroskopazität gegenüber Feuchtigkeit sehr instabil, im Gegensatz zu Natriumperborat-Tetrahydrat.

Selbst sehr geringe Mengen Feuchtigkeit, wie sie z.B. in Wasch- oder Reinigungsmittelmischungen vorkommen, führen zu einem rapiden Absinken des Aktivsauerstoffge-haltes, wie auch zu einem Verklumpen der Wasch- oder Reinigungsmittel selbst.

Schon früh versuchte man daher, diesem Nachteil bei der Verwendung von Natriumpercarbonat entgegenzuwirken, und zwar durch Zufügen bekannter Stabilisatoren für Wasserstoffperoxid, z.B. von Erdalkalisilikaten (DE-PS 870 092).

Wenn auch kieselsäurehaltige Verbindungen, und zwar Kieselsäuren selbst, in der Folgezeit bevorzugt gegenüber anderen Stoffen zur Stabilisierung [wie Überzügen aus Paraffin oder Polyäthylenglykol oder Verwendung mehrerer Stabilisatoren gleichzeitig (DE-OS 2 511 143)] eingesetzt wurden, so war die damit erreichte Stabilität des Percarbo-nates in feuchter Atmosphäre doch sehr unzureichend.

Die Gründe lagen einmal in einer technisch unvollkommenen Durchführung des Inkontaktbringens von Percarbonat und stabilisierender kieselsäurehaltiger Verbindung.

So wurden z.B. Kieselsäureaerosole, die an sich schon schwer zu dispergieren waren, während der Herstellung des Percarbonates dem Reaktionsgemisch oder dem trockenen Percarbonatpulver, evtl. auch den schon fertigen Percarbo-natlösungen, zugefügt (DE-OS 870 092 und 2 448 453). Die beiden Stoffe lagen anschliessend getrennt nebeneinander vor, eine stabilisierende Wirkung trat kaum ein.

Oder aber die Umhüllung des Percarbonatpartikels fand an sich statt; die dazu erforderliche technische Durchführung war aber ausserordentlich umständlich und führte überdies nicht immer zu einer ausreichenden Umhüllung.

So wurde nach dem Verfahren der DE-OS 2 448 453 Natriumpercarbonat mit einem wässrigen Sol, das 3-8 Gew.% Kieselsäure enthielt und einen pH-Wert von 3 bis etwa 10 besass, besprüht.

Diese Hüllsubstanz wurde aber durch Entionisieren wasserlöslicher Silikate, wie Alkalisilikate, mit Hilfe von Kationenaustauschern hergestellt. Die so gewonnenen, wässrigen Solen sind aber nicht über längere Zeit haltbar, sondern müssen in angemessener Zeit weiter verwendet werden. Mit anderen Worten, die Stabilisierung der Percarbonate erfordert ständig eine betriebsbereite Anlage von Kationenaustauschern, da die so hergestellten Solen nicht haltbar sind.

Trotz dieses Aufwandes waren nach nur 6 Tagen beim

Waschmittel-Lagertest in feuchter Atmosphäre im günstigsten Fall schon 10% Aktivsauerstoff zersetzt.

Da Überzüge aus Alkalisilikat aufgrund ihrer Umsetzung mit dem Kohlendioxydgehalt der Luft hygroskopisch sind, s wurden in der DE-OS 2 511 143 wässrige Mischungen von Alkali- oder Erdalkalisilikaten und ebensolchen Silikofluor-iden zum Überziehen der Percarbonatpartikel verwandt. Diese Partikel lagen trocken vor und wurden mit der oben genannten Mischung besprüht.

io Ein Versprühen von kieselsäurehaltigen Solen ist aber aufgrund der Viskosität der Sole und der Gefahr der Kristallisation nicht immer einfach durchzuführen und erfordert einen bestimmten regeltechnischen Aufwand. Daher waren die beiden letztgenannten Verfahren der DE-OS 2 448 453 und i5 2 511 143 technisch recht aufwendig.

Ziel der Erfindung ist es, auf einfachem Wege Natriumpercarbonat mit einem kieselsäurehaltigen Überzug zu versehen und ein gegenüber Feuchtigkeit stabiles Produkt zu erhalten. Es wurde nun gefunden, dass sich Natriumpercarbonat zur 20 Lagerung in feuchter Atmosphäre stabilisieren lässt, wenn Natriumpercarbonat mit einem Gehalt von 1-10 Gew.% Wasser, bezogen auf das Percarbonat, mit hochdisperser Kieselsäure gemischt und anschliessend getrocknet wird.

Hierdurch kommt es auf der Oberfläche zu einer Natrium-25 silikatbildung. Dies ist beim Vermischen mit trockenem Natriumpercarbonat nicht der Fall; denn während der anschliessenden Trocknung wird das von Natriumpercarbonat mitgeführte Wasser verdampft und auf der Oberfläche bildet sich eine Natriumsilikathülle, die das Natriumpercar-30 bonat, vor allem in feuchter Atmosphäre, schützt.

Als Natriumpercarbonat mit 1-10 Gew.% Wasser wird bevorzugt das nach dem Kristallisator anfallende Produkt eingesetzt.

Natürlich ist es aber auch möglich, die entsprechende 35 Menge Wasser in das übliche trockene Percarbonat einzumischen.

Unter hochdisperser Kieselsäure wird eine Kieselsäure verstanden, die eine mittlere Primärteilchengrösse von 2-100 m.u besitzt.

40 Bevorzugt werden Kieselsäuren mit einer Primärteilchengörsse von 7-20 mu verwendet.

Man kann auch Teilchen mit grösserem Durchmesser verwenden, die Umhüllung der Natriumpercarbonat-Partikel wird damit aber inhomogener.

45 Diese Kieselsäure wird trocken dem Percarbonat zugegeben.

Die Herstellung derartiger Kieselsäuren ist bekannt, z.B. nach dem Verfahren der DE-PS 974 793.

Die Mischtemperatur ist nicht kritisch, normalerweise wird so die Temperatur die des feuchten, den Kristallisator verlassenden Percarbonats sein. Auf jeden Fall werden Temperaturen, die zur Zersetzung von Aktivsauerstoff führen können, vermieden werden müssen.

Das Vermischen kann in einfachen Mischgeräten, wie Grass nuliertrommeln, Schnecken, Mischern sowohl diskontinuierlich wie kontinuierlich erfolgen.

Das Mischen der beiden Komponenten wird zweckmässig so lange fortgesetzt, bis die Kieselsäureteilchen von der Oberfläche der feuchten Natriumpercarbonat-Partikel aufge-60 nommen worden sind. Dies ist durch einen Vorversuch feststellbar.

Im Anschluss an das Mischen wird das erhaltene Produkt in üblicher Weise getrocknet, und es entsteht die Natriumsilikathülle.

65 Die Menge an hochdisperser Kieselsäure wird zweckmässig so bemessen, dass das erhaltene Produkt 0,05-5 Gew.% SÌO2 enthält.

Das Verfahren wird an folgendem Beispiel näher erläutert;

3

638463

NaPc-Ausgangsw. Si02-stab. unstab. NaPc

Hierbei bedeuten:

NaPc = Natriumpercarbonat

Oa = Aktivsauerstoff rei. L.F. = relative Luftfeuchtigkeit

Beispiel

In einer Drehtrommel (0 = 250 mm, Höhe = 250 mm), die in gleichen Abständen 4 Mitnahmerippen von 15 mm Breite enthält, werden bei einer Neigung von 15° und einer Drehgeschwindigkeit von 30 Upm 1000 g Natriumpercarbonat vorgelegt. In einem Verfahrensschritt werden 40 g Wasser (entspr. 4 Gew.%) aufgesprüht. Unmittelbar darauf werden 24,5 g hochdisperse Kieselsäure (mittl. Primärteilchengrösse = 12 mil) eingemischt.

Anschliessend wird das SiCh-umhüllte NaPc bei 55-60°C ca. 30 min lang im Trockenschrank getrocknet.

Erhalten wurde ein Produkt mit folgenden gewichtsmäs-sigen Analysenergebnissen:

Aktivsauerstoff:

13,26%

SiO::

0,99%

CO::

26,53%

Fe:Os:

0,003%

Schüttgewicht:

1,030 kg/1

Siebanalyse auf 0,8 mm:

4%

auf 0,5 mm:

37%

auf 0,4 mm:

13%

auf 0,2 mm:

35%

auf 0,1 mm:

10%

Rest:

1%

Oa-Zersetzung bei +30°C 5 und 92,9% rei. L.F.

nach 4 Tagen, Gew.% 21,2 1,6

nach 7 Tagen, Gew.% 45,0 6,8

nach 10 Tagen, Gew.% 59,0 8,4

Zur Durchführung des Klimatests bei +30°C und 92,9% 15 relativer Luftfeuchtigkeit werden 3 Exsiccatoren (Durchmesser 150 mm, Höhe 150 mm) vorbereitet, in denen die zu untersuchenden Substanzen 4,7 und 10 Tage lang gelagert werden.

In den Exsiccatoren werden 760 ml gesättigte NH4H2PO4-20 Lösung mit Bodenkörper eingefüllt.

Jeder Exsiccator wird mit je 10 offenen Wägegläschen (Durchmesser 35 mm, Höhe 30 mm), in denen sich 2 g (+0,01 g) Substanz p. Wägegläschen befindet, beschickt.

5 Wägegläschen enthalten die unstabilisierte Ausgangs-25 wäre und die restlichen 5 das SiCh-stabilisierte Natriumpercarbonat.

Nach Ablauf der Untersuchungsdauer wird jeweils einer der Exsiccatoren aus dem Trockenschrank entnommen, die Wägegläschen werden zurückgewogen, und die gesamte 30 Probe wird als Einwaage für die Bestimmung des restlichen Aktivsauerstoffs benutzt.

B