DE2525582C3

DE2525582C3 - Verfahren zur Verbesserung der Lagerungsstabilität und zur Erleichterung der Formgebung von wasserfreiem Natriummetasilicat

Info

Publication number: DE2525582C3
Application number: DE2525582A
Authority: DE
Inventors: Georges Collonges-Au-Mont- D'or Vrisakis (Frankreich)
Original assignee: FRANCAISE DES SILICATES SPECIAUX-SIFRANCE- COURBEVOIE (FRANKREICH) Ste
Current assignee: FRANCAISE DES SILICATES SPECIAUX-SIFRANCE- COURBEVOIE (FRANKREICH) Ste
Priority date: 1974-06-10
Filing date: 1975-06-09
Publication date: 1980-04-10
Also published as: IT1035988B; US3996399A; DE2525582B2; CH605410A5; LU72676A1; SE7506642L; ES438343A1; SE407792B; CA1051636A; AU8193975A; FR2273762B1; FR2273762A1; GB1498835A; BE830024A; NL7506822A; DE2525582A1; JPS518197A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Stabilität und zur Erleichterung der Formgebung von wasserfreiem Natriummetasilicat das weniger als 10 Gew.-% Wasser enthält, gegebenenfalls im Gemisch mil üblichen grenzflächenaktiven Mitteln.

Natriummetasilicat ist ein sehr gebräuchliches Produkt, das vor allem in Reinigungsmitteln Anwendung findet. Es sorgt dort für den erforderlichen Alkaligchalt und erweist sich gleichzeitig als weniger aggressiv als andere Alkalisalze; trotz seiner Alkalinität greift es Glas und Leichtmetalle wie Aluminium nur wenig an. Weitere Vorteile sind die ihm innewohnenden Dcicrgcnscigcns>:haften. beispielsweise das Emulgicrvcrmögcn und das Dispergiervermögen.

Natriummetasilicat ist sehr häufig Bestandteil von Gcschirrspiilmitlcln. Derartige Spülmittel enthalten allgemein nichtionischc grenzflächenaktive Mittel, die die Oberflächenspannung des Abwaschwasscrs, welches das Dctergcns enthält, herabsetzen, so daß die Fettstoffe leichter emulgiert werden.

Zu den gebräuchlichen grenzflächenaktiven Stoffen gehören die Umsclzungsproduktc aus Älhylcnoxid und einem Polypropylcviglykol oder mit Alkylphcnolcn.

Leider erweisen sich Gemische dieser Stoffe mit wasserfreiem Natriummetasilical aK instabil. Nach einer gewissen Lagerungszeil tritt Verfärbung auf sowie eine Veränderung der Gcruchsstoffc, vor allem von Parfüms auf Aldehydbasis.

Man beobachtet so. daß die Trübung.slcmpcrattir von der Zeit abhängt. Als Trübungslcmpcralur wird in diesem Zusammenhang diejenige Temperatur bezeichnet, oberhalb derer die wäßrige Lösung des Reinigungsmittels durch Ausbildung von zwei flüssigen Phasen heterogen wird; diese Veränderung ruft Veränderungen im Verhältnis der hydrophilcn-lipophilen Eigenschaften des grenzflächenaktiven Mittels hervor.

V.s hat sich nun gc/cigi. dull dieser bekannte Nachteil von Reinigungsmitteln dadurch behoben werden kann. (I,ill man ein NalriumiiK-tiisilicat. das weniger als 10 Gew. % Wasser enthält, mit Mononniriuniphosphal behandelt, (!rfindungsgcmiili werden auf KN) g MiMnsilical 2 bis IOcm¹ einer gesättigten Losung von Mononatriumphosphat eingesetzt. ficmiiU einer Ausbildungsform wird die wäßrige Lösung auf dem Metnsilical versprüht.

Im Sinne der Beschreibung wird Nairiummetasilicat, das weniger als 10 Gcw.-% Wasser enthält, als wasserfreies Natriummetasilical oder einfach als Metasilicat bezeichnet.

Ein solches Metasilicat wird auf einfache Weise durch Zusammenschmelzen von Sand und Natriumcarbonat in einem Ofen bei einer Temperatur von 1100 bis 1200°C und anschließendes Zerkleinern, Abkühlen und Sieben der Masse hergestellt.

Wie bereits oben angedeutet, wird ein besonders guter und unerwarteter Effekt erreicht, wenn man das erfindungsgemäß behandelte Metasilicat einem Reinigungs- oder Spülmittel zusetzt, das ein nichtionisches grenzflächenaktives Mittel enthält; in diesem Falle beobachtet man eine Stabilisierung der Trübungstemperatur; außerdem werden die Verfärbung und die

ίο Veränderung der Geruchsstoffe verhindert.

Als grenzflächenaktives Mittel kommen vor allem Fettaminoxide, Alkylolamide, Umseizungsprodukte aus Äthylenoxid und einem langkettigen Alkohol oder langkcttigen Phenol, Fettsäuren, Amine und/oder

i_S Amide in Frage. In sehr einfacher und praktischer Weise werden älhoxylierte Verbindungen eingesetzt, vor allem die Umsetzungsprodukte aus Äthylenoxid und einem Polypropylenglykol oder einem Alkylpheno.. Vorzugsweise ist eine derartige Verbindung ein äthoxyliertcs Nonylphenol, das 9 Mol Äthylenoxid auf 1 Mol Nonylpheno! enthält und in einer Menge von I bis IO Gcw.-% im Reinigungsmittel eingesetzt wird.

Die durch die erfindungsgemäße Behandlung erhaltenen neuen Produkte werden vor allem für Delergens-

<s Mittel eingesetzt, die zusätzlich zu Metasilicat ein nichtionisches grenzflächenaktives Mittel enthalten. Vortcilhafterweisc enthält ein solches Rcinigiings- oder Spülmittel 20 bis bO% Natriummetasilicat. 0.2 bis 2% Mononatriumphosphai und I bis 5% nicht ionisches

,„ grenzflächenaktives Mittel.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

B L- 1 s ρ i c I 1

Dieses Beispiel erläutert die Verbesserung, die mit der crfindungsgcmäßen Behandlung eines wasserfreien Natriummctasilicais mit einer Phosphorverbindung erreicht wird.

•1" Das Natriummetasilicat wurde wie oben beschrieben hergestellt durch Zusammenschmelzen von Sand und Natriumcarbonat in einem Ofen bei einer Temperatur von 1100 bis l200"C: das erhaltene Produkt wurde zerkleinert, abkühlen gelassen und schließlich gesiebt.

■*-^s Darauf wurden I kg granuliertes wasserfreies Mctasilicai mit 30 g einer wäßrigen Lösung enthaltend 40% Mononairiumphosphal. trocken gerechnet, behandelt.

Mit diesem Produkt wurden 2 Versuche durchgeführt, um die Beständigkeit gegenüber dem Zusammcnkliim-

■^v> pen und die Staub- oder Pulvcrbildung gegenüber einem nicht behandelten Metasilicat zu bestimmen.

In dem Vcrst'ch über Klumpcnbildung bzw. Beständigkeit gegenüber Klumpcnbildung wurde das Produkt alternierend Feuchtigkeit und höherer Temperatur

^ss ausgesetzt und dann der gebildete Klumpen einer mäßigen mechanischen Einwirkung unterworfen, durch die er mehr oder weniger stark zerstört wurde, je nach der Neigung zur Klumpcnbildung des Produktes. Im einzelnen wurde wie folgt vorgegangen:

'"' 20 g Produkt wurden abgewogen und in einer Kapsel zunächst 24 h bei 40°C und bei relativer Feuchte 75% und darauf 46 h bei 40°C und relativer Feuchte 20% gehalten. Anschließend wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und das Produkt I min auf einem 2-mm-Sicb

'"· gesiebt. Es wurden die durch das Sieb gegangene Menge Pt und die auf dem Sieb verbliebene Menge P₂ gewogen. Die Beständigkeil gegenüber der Klumpenbildung wird durch folgende Beziehung wiedergegeben:

K)O.

Der Staubtest besteht darin, daß man die Staubmenge mißt, d. h. die μΐη-großen Teilchen, die beim freien Fall des Produktes in einem PVC-Rohr an dessen Innenwandung zurückgehalten werden.

Verwendet wurde hierzu ein Rohr aus Polyvinylchlorid mit Länge I m und Innendurchmesser 25 mm, auf dessen oberes Ende ein Schütteltrichter aufgesetzt war.

100 g des zu untersuchenden Produktes wurden in den Schütteltrichter gegeben und dessen Schüttelbewegung bzw. Vibration so eingestellt, daß die Ausflußzeit 30 s betrug. Die an der Rohrwandung hängengebliebenen Staubteilchen wurden mit 40 cm¹ Wasser heruntergespült und die Lösung mit 0,2 n-Schwefelsäurc titriert.

In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse der beiden Versuche zusammengefaßt.

Amikiumpcn- Staubbildung bildung

Metadilicat, unbehandclt
Metasilicai. behandelt

5	Nach	30
25	24 h	3

Der Vergleich zeigt, daß die Anti-Klumpenbildung bzw. Beständigkeit gegen Klumpenbildung durch die orfindungsgemäße Behandlung erheblich verbessert und gleichzeitig die Staubbildung stark verringert wird; dies entspricht einer deutlichen Verbesserung bei der Formgebung.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt den Vorteil, der mit dem crfindungsgemäß behandeilen Metasilicat im Gemisch mit einem nichtionischen grenzflächenaktiven Mittel erreicht wird.

is Die Herstellung des Natriummctasilicats und seine Behandlung wurden wie im Beispiel I durchgeführt.

Verbesserung der Farbslabilitäi

98 g wasserfreies Natriummetasilical und 2 g Unisci-

:o zungsprodukt aus I Mol Nonylphenol und 9 Mol

Alhylcnoxid wurden in einem geschlossenen Behälter

im Ofen bei 50⁰C gehalten und nach Ablauf von 24 h 48 h.96 h und 144 h beobachtet.

Folgende Ergebnisse wurden erzielt:

9b h

144 h

Metasilicat, unbehu. xiclt
Meiasilicat, behandelt

starke Verfärbung starke Verfärbung starke Verfärbung starke

Verfärbung

keine Verfärbung keine Verfärbung keine Verfärbung keine

Verfärbung

Das unbchandcllc Metasilicat war im gleichen Gewichtsverhältnis wie das crfindungsgemäß bchnndclic Metasilicat mit grenzflächenaktivem Mittel vermischt worden. ·

Verbesserung der Trübungstcmpcrattir

Bs wurde ein Gemisch aus 96 g Metasilicai und 4 g des gleichen grenzflächenaktiven Mittels wie beim Vcrfärbtingstcst hergestellt und unter den gleichen Bcdingungen wie oben gelagert, d. h. im verschlossenen Behälter in einem Ofen bei einer Temperatur von 50" C.

Zur Bestimmung der Trübungstemperatur wurden 10 g Gemisch entnommen und in 990 g Wasser in einem ßechcrglas gelöst. Das Bcchcrglas wurde auf eine Heizplatte mit Magnclrührcr gegeben. Während des Lösungsvorganges wurde mit maximaler Geschwindigkeit gerührt, anschließend mit etwa 150 UpM.

Das Bccherglas wurde mil einem gelochten Uhrglas bedeckt, durch das ein Thermometer in die Lösung reichte.

Als Temperatur der beginnenden Trübung wurde diejenige Temperatur abgelesen, bei der die Gradeinteilung des in die Flüssigkeit eintauchenden Thermometers nicht mehr erkennbar war.

Es wurden folgende Temperaluren in °C abgelesen:

Nnch
Oh

24 b

Metasilicat.
behandelt

32.5 32

4« h

32

72 h

32

Melasilical,
unbehandelt

Nach

Oh 24 h

32 2«

48 h

— 26

72 h 144 h 24,5 23.0 Die Gegenüberstellung zeigt deutlich die stabilisierende Wirkung der erfindungsgemäßen Behandlung.

Stabilisierung des Geruchs

In einem Becherglas wurden 42 g Meiasilicat, 0,3 g Parfi'm, bestehend im wesentlichen aus Cilral, und 2,5 g gleiches grenzflächenaktives Mittel wie oben zusammengemischt. Das Gemisch wurde im geschlossenen Behälter bei einer Temperatur von 20"C gehalten. Nach 4 h wurde beobachtet, daß der Geruch des erfindungsgemäß hergestellten Produktes sich nicht verändert halle, während der Geruch einer K.ontrollprobc (niehl behandeltes Mctasilicat) stark verändert war.

Beispiel 3

Es wurde das vorhergehende Beispiel wiederholt mit der Abwandlung, daß I kg wasserfreies Meiasilicat mil 40g Momniiilriiiinphosphai versei/i wurde. Die l"rgi'bnisse waren vergleichbar mit den Krgebnisson ties Keisniels2.

Claims

Patentanspruch;

Verfahren zur Verbesserung der Lagerungsstabilität und zur Erleichterung der Formgebung von wasserfreiem Natriummetasilic.it, das weniger als 10 Gew.-% Wasser enthält, und insbesondere im Gemisch mit üblichen grenzflächenaktiven Mitteln vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Natriummetasilicat mit Mononatriumphosphat behandelt und auf 100 g Metasilicat 2 bis IO cm' einer gesättigten Mononatriumphosphallösung einsetzt.