DE1293451B - Verfahren zur Herstellung von Alkali-Staerkephosphaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Alkali-Stärkephosphate, d. h. von Alkalisalzen der Phosphorsäure, die an das Stärkemolekül, wahrscheinlich über eine Esterbindung, gebunden sind. Dabei kann es sich um primäre (Monoalkali-) oder sekundäre (Dialkali-)Phosphate oder ihre Mischungen handeln.

Nach bekannten Verfahren können Alkali-Stärkephosphate erhalten werden, deren Phosphorsäuregehalt, als Phosphor berechnet, 1 bis 5 Gewichtsprozent nicht übersteigt. Ihre wäßrigen Lösungen sind hochviskos: Die Viskosität einer 5°/oigen wäßrigen Lösung kann bis zu I¹OO 000 cP betragen. Sie sind daher in solchen Fällen brauchbar, in welchen eine hohe Viskosität erforderlich oder nützlich ist. Dagegen können sie für viele andere Zwecke, in denen ihre Anwendung an sich wünschenswert wäre, z. B. zur Verhinderung des Wiederabsetzens von Schmutz bei Waschvorgängen, nicht verwendet werden. In den bekannten Verfahren zur Herstellung derartiger Alkali-Stärkephosphate wird als erster Verfahrensschritt die Stärke mit einer wäßrigen Alkaliphosphatlösung imprägniert, die etwa 1 bis 3 Mol Phosphat enthält und die in einer Menge verwendet werden soll, die mindestens etwa 1 Gewichtsprozent Phosphor, vorzugsweise zwischen etwa 3 und 5%, bezogen auf die Menge der zu behandelnden Stärke, beträgt. Die durchfeuchteten Stärkekörner werden dann von der Lösung durch Filtrieren, Zentrifugieren od. dgl. abgetrennt, dann bei erhöhter Temperatur getrocknet. Bei diesem Verfahren ist die Menge des Phosphats, das von den Stärkekörnern zurückgehalten und nicht durch den anschließenden Trennvorgang entfernt wird, nur so gering, daß die vorstehend erwähnten Gesamtgehalte des Endprodukts an Phosphor (in der Form von gebundener Phosphorsäure) mit Mühe erreicht und jedenfalls nicht überschritten werden können.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden neue Alkali-Stärkephosphate mit einem Gehalt an molekular gebundenem Phosphor in einem bisher unerreichbaren hohen Anteil von 6 bis 12%>, berechnet als elementarer Phosphor und bezogen auf das Gewicht des Alkali-Stärkephosphats, durch Behandeln von Stärke mit wäßriger Alkaliphosphatlösung, Trennen der Stärke von der Lösung, Trocknen und Erwärmen auf höhere Temperatur, dadurch hergestellt, daß man bei 40 bis 70° C eine wäßrige Alkaliphosphatlösung mit einem pH-Wert von 4 bis 6,5, die in dem genannten Temperaturbereich hochkonzentriert ist, mit Stärke mischt, wobei die Menge der Stärke die Hälfte des Gewichts der Phosphatlösung nicht übersteigt, die mit Phosphat getränkte Stärke in an sich bekannter Weise von der Lösung abtrennt und trocknet und dann mindestens 2 Stunden lang auf 120 bis 170° C erhitzt.

Im Fall der Natriumphosphate liegen geeignete Konzentrationen der Phosphatlösung z. B. im Bereich von etwa 55 bis etwa 65 Gewichtsprozent (als wasserfreies Salz berechnet) bei etwa 5O⁰C, entsprechend einem pH-Wert im Bereich von 4 bis 6,5 Qe niedriger der pH-Wert, desto größer ist die Löslichkeit des Phosphats und um so höher der Sättigungspunkt).

Das Mengenverhältnis von Stärke zu Phosphatlösung und die Dauer der Zeit, während der die Stärke mit der Lösung in Berührung bleiben muß, um den gewünschten, molekular an die Stärke gebundenen Phosphatanteil einzuführen, muß für die einzelnen Stärkearten experimentell bestimmt werden, sie wird aber in der Regel etwa 20 bis 60 Minuten betragen. Je höher der Anteil der Stärke ist, desto größer sind die Schwierigkeiten, eine homogene Paste zu erhalten und den erforderlichen innigen Kontakt zwischen der Stärke und der Phosphatlösung zu erreichen.

Die erfindungsgemäß herstellbaren Alkali-Stärkephosphate sind im kaltem Wasser löslich und ergeben

ίο Lösungen von niedriger Viskosität. Die Produkte sind für verschiedene Zwecke brauchbar, für die die bisher bekannten Alkali-Stärkephosphate nicht verwendet werden konnten, z. B. als Inhibitoren für das Wiederabsetzen von Schmutz bei Waschvorgängen, wobei die Stärkephosphate den Waschmitteln zugesetzt werden können, sowie als Komplexbildner für mehrwertige Metallionen, Bestandteile von Detergentien und als Schutzkolloide. Diese Alkali-Stärkephosphate sind in der Regel weiße Pulver.

ao Messungen, die an den erfindungsgemäß hergestellten Alkali-Stärkephosphaten mit Hilfe eines Prüfgerätes des Typs »Launderometer« (geschützte Handelsmarke) ausgeführt wurden, zeigten, daß ein solches Alkali-Stärkephosphat als Inhibitor für das Wiederabsetzen von Schmutz einer handelsüblichen Carboxymethyl-Cellulose gleichwertig ist. Andererseits ist es der Carboxymethyl-Cellulose hinsichtlich der Löslichkeit in Wasser in Gegenwart von Salzen überlegen. Diese Eigenschaft erlaubt selbst die Zumischung des Stärkephosphats zu konzentrierten flüssigen Reinigungsmitteln, selbst in solchen Fällen, in denen das Zusetzen von Carboxymethyl-Cellulose schwierig ist.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

31,2g NaH₂PO₄-2H₂O wurden in 20ml Wasser von 80 bis 10O⁰C aufgelöst. Man ließ die Lösung auf 55° C abkühlen. Infolge der Verdampfung von Wasser während des Auflösungsvorgangs war die Lösung bei dieser Temperatur beinahe gesättigt. Dann wurden 18 g Maisstärke zu der Lösung zugegeben, und die so gebildete Aufschlämmung wurde 30 Minuten bei 40 bis 50⁰C gerührt. Die eingeweichte Stärke wurde abfiltriert, der Filterkuchen getrocknet und danach, vorzugsweise in Vakuum, 6 Stunden auf 150 bis 155° C erhitzt. Das so hergestellte Natriumstärkephosphat enthielt (nach Waschen mit Alkohol) 7,9% molekular gebundene Phosphorsäure (als elementarer Phosphor berechnet), bezogen auf das Gewicht des Stärkephosphats.

Beispiel 2

23,4 gNaH₂PO₄ · 2 H₂O und 13,4 gNa₂HPO₄ · 7 H₂O wurden in 18 ml Wasser von 80 bis 100° C aufgelöst. Man ließ die Lösung auf etwa 55° C abkühlen und gab 18 g Maisstärke zu. Das Reaktionsgemisch wurde nach Beispiel 1 aufgearbeitet, mit der Abweichung, daß der Filterkuchen 10 Stunden lang erwärmt wurde. Das so hergestellte Natriumstärkephosphat enthielt 9,6% an molekular .gebundenem Phosphor.

Beispiel 3

90 g NaH₂PO₄ · 2 H₂O wurden in 36 ml 0,1 n-NaOH bei 60° C aufgelöst. Dann wurden 36 g Maisstärke in der Lösung gegeben und das Gemisch 30 Minuten

bei 50 bis 60° C gehalten. Die eingeweichte Stärke wurde abfiltriert, getrocknet und in einem Vakuumofen 2 Stunden erwärmt. Das so hergestellte Stärkephosphat enthielt 9,0% molekular gebundenen Phosphor.

Beispiel 4

36 g NaH₂PO₄ (wasserfrei) wurden in 24 ml Wasser von 80 bis 100° C aufgelöst, wobei etwa 6 ml verdampften. Man ließ die Lösung auf etwa 55° C abkühlen; sie hatte dann eine Konzentration von etwa 67%. Dann wurden 18 g Maisstärke zugegeben. Das Gemisch wurde 30 Minuten bei 55° C gerührt, dann wurde die eingeweichte Stärke abfiltriert, bei einer Temperatur von etwa 70° C so weit getrocknet, daß die Feuchtigkeit von der Oberfläche verschwand, und schließlich 5 Stunden im Vakuumofen auf 170° C gehalten. Das Produkt enthielt 11,8% molekular gebundenen Phosphor.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Alkali-Stärkephosphaten mit einem Gehalt an molekular gebundenem Phosphat von 6 bis 12%, berechnet als elementarer Phosphor und bezogen auf das Gewicht des Alkali-Stärkephosphats, durch Behandeln von Stärke mit wäßriger Alkaliphosphatlösung, Trennen der Stärke von der Lösung, Trocknen und Erwärmen auf höhere Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man bei 40 bis 70° C eine wäßrige Alkaliphosphatlösung mit einem pH-Wert von 4 bis 6,5, die in dem genannten Temperaturbereich hochkonzentriert ist, mit Stärke mischt, wobei die Menge der Stärke die Hälfte des Gewichts der Phosphatlösung nicht übersteigt, die mit Phosphat getränkte Stärke in an sich bekannter Weise von der Lösung abtrennt und trocknet und dann mindestens 2 Stunden lang auf 120 bis 170° C erhitzt.