DE2712139B2

DE2712139B2 - Natriumpercarbonat-Schichtpartikel

Info

Publication number: DE2712139B2
Application number: DE19772712139
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 7888 Rheinfelden Klebe; Gerd Dr. 7867 Wehr Knippschild; Hubert Ing.(Grad.) 7889 Karsau Schuster
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1977-03-19
Filing date: 1977-03-19
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DE2712139C3; DE2712139A1

Description

Die Hauptanmeldung P 26 51 442.1-41 betrifft ein Natriumpercarbonat-Schichtpartikel, die aus einem Natriumpercarbonatkern und einer Umhüllung aus Natriumperborat und einem Natriumsilikat besteht, wobei das Natriumperborat der Formel

Na₂BO₂ · 3 H₂O ■ H₂O₂

weniger als 54 g Wasser p. MoI enthält.

Bei Weiterentwicklung dieser Partikel wurde nun gefunden, daß auch eine Natriumpercarbonat-Partikel, die in der Umhüllung noch zusätzlich weitere wasserbindende und chemisch gegenüber Natriumpercarbonat und entwässertem Natriumperborat indifferente Stoffe enthält, stabil ist.

Diese Natriumpercaibonat-Partikel enthält im allgemeinen 8—15% Aktivsauerstoff.

Die Menge X an indifferentem Stoff erhält man entsprechend folgendem Berechnungsbeispiel unter der Annahme, daß das aufgebrachte Wasser zu 100% entfernt wurde:

(1) 100 gNaPc(14%Oa) + 5g entw. NaPb (15% Oa)

+ x g Oa-freie Verb. =yg(10% Oa) ^b0

14gOa + 0,75gOa = 14,75 gOa
10% (W = 14,75 g Oa
100% (W= 147,5 g (2)

(2) in(1)eingesetzt: ^b)

100 k NaPc +5 g entw. NaPb + χ g Oa-freie Verb. = 147,5 gx=42,5g Oa-freie Verb.,

d.h. 100g NaPc (14% Oa) können mit g

indifferentem Stoff umhüllt werden, d. s. 28,8% bezogen auf die erhaltene NaPc-Partikel mit 10% Aktivsauerstoff. Von diesen 28,8% sind entsprechend einem SiOrGehalt von 0,05-5% SiO₂ die entsprechende Menge Natriumsilicat und der Rest sind wasserbindende und chemisch gegenüber NaPc und entwässertem NaPb indifferente Stoffe.

Bezogen auf das eingesetzte NaPc (14% Oa) können 42,5% Oa-freie Verbindung zugegeben werden, bis z. B. eine Natriumpercarbonat-Partikel mit 10% Aktivsauerstoff erhalten wird.

Dabei bedeuten:

NaPc = Natriumpercarbonat
NaPb = Natriumperborat
Oa = Aktivsauerstoff

Als wasserbindende Stoffe entsprechend der Erfindung kommen in Frage: Natriumtripolyphosphat, calc. Soda und Natriumpercarbonat

Sie können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden. Der SiO2-Gehalt beträgt wie in der Hauptanmeldung P26 51442.1-41 0,05-5 Gew.-% in der fertigen Partikel.

Ebenso kann — wie in der Hauptanmeldung — die Umhüllung unter Verwendung eines entwässerten Natriumperborats mit einem Mindestgehalt von 15% Aktivsauerstoff hergestellt werden.

Sämtliche, in der Hauptanmeldung gemachten Angaben über Form, Größe, Reinheit und Herkunft des zu umhüllenden Percarbonats treffen auch hier zu, ebenso die Angaben über das entwässerte Perborat und über das Natriumsilicat. Im letzteren Fall werden auch hier bevorzugt die gelösten Silicate, z. B. in Form von Wasserglas eingesetzt.

Das Benetzen mit einer Natriumsilicatlösung wird je nach dem verwendeten Mischapparat (Drehtrommel, Granulierschnecke, Granulierteller) und dessen Intensitätsgrad der Durchmischung durch Aufsprühen oder freiem Strahl vorgenommen, z. B. in einer Drehtrommel durch Besprühen oder in einer Granulierschnecke durch direktes Einfließenlassen auf Grund derer intensiveren Durchmischung. Die wasserbindenden und chemisch gegenüber Natriumpercarbonat und entwässertem Natriumperborat indifferenten Stoffe werden in fester Form auf die mit Natriumsilicatlösung benetzten NaPc*)-Teilchen aufgebracht, bevorzugt in feinverteilter Form. Das NaPc*) wird zur Umhüllung am günstigsten in Staubform eingesetzt.

Es ist jedoch auch möglich, das NaPc mit Wasser zu benetzen und das Natriumsilicat in fester Form gemischt mit entwässertem NaPb**) und den wasserbindenden Substanzen auf das zu umhüllende benetzte NaPc aufzubringen; nur sollte diese Mischung möglichst homogen sein.

In allen Fällen, auch bei Verwendung einer wäßrigen Natriumsilicatlösung, soll stets nur so viel Wasser anwesend sein, daß die vorgelegten Natriumpercarbonat-Partikel benetzt sind und die möglichst "homogene Belegung mit entwässertem Natriumperborat und einem Natriumsilicat und einem oder mehreren wasserbindenden und chemisch indifferenten Stoffen erfolgen kann.

Die Belegung geschieht durch bekannte Verfahren,

*) NaPc
**) NaPb

Natriumpercarbonat
Natriumperborat

wie vorsichtiges Aufstäuben von Hand mit einer Schaufel, vorsichtiges Einpudern unter gleichzeitiger Bewegung bzw. Zudosieren Ober eine Rinne mit gleichzeitiger Bewegung a a.

In der verwendeten Apparatur — s. die Beispiele — betrug z. B. die aufgesprühte Wassermenge ca. 4% des eingesetzten Natriumpercarbonates.

Gestattet die Apparatur — wie schon gesagt — eine intensivere Benetzung des Percarbonatkornes, so wird eine höhere Wassermenge angewendet, gestattet die verwendete Apparatur eine geringere Benetzung, so muß eine geringere Wassermenge als ca. 4% angewendet werden. Das läßt sich durch einen Handversuch leicht feststellen.

Dies trifft weitgehend auch dann zu, wenn Natriumsilikat in Form von Wasserglas eingesetzt wird.

Die Sequenz »Benetzen mit Wasser bzw. wäßriger Natriumsilikatlösung und Belegen mit entwässertem Natriumperborat und einem oder mehreren wasserbindenden und chemisch indifferenten Stoffen« kann ein oder mehrmals durchgeführt werden, je nachdem, welcher Umhüllungsrad gewünscht wird, d. h. wie dick die Umhüllung an sich sein soll.

Letzlich kann eine vollständige Umhüllung mit einem Natriumsilicat, entwässertem Natriumperborat und einem oder mehreren wasserbindenden und chemisch indifferenten Stoffen erreicht werden.

Die gewünschte Stärke ist abhängig von dem Verwendungszweck. Die so hergestellten Natriumpercarbonat-Partikel können anschließend ganz oder teilweise entwässert, d.h. vom Benetzungswasser befreit werden.

Benetzen und Umhüllen findet im allgemeinen auf Granuliertellern, in Granulierschnecken, in Granuliertrommeln und anderen bekannten Apparaturen statt.

In den nachfolgend aufgeführten Beispielen wird das Natriumpercarbonat in einer Drehtrommel vorgelegt und in einem ersten Verfahrensschritt mit wäßriger Natriumsilicatlösung benetzt und in einem ,zweiten Verfahrensschritt mit entwässertem Natriumperboratstaub (mind. 15% Aktivsauerstoff) und einem wasserbindenden und chemisch indifferenten Stoff umhüllt. Die Menge Hüllsubstanz, die zum Anhaften nötig ist, wird durch einen Vorversuch bestimmt.

Die Erhöhung der Stabilität in feuchter Atmosphäre wird durch folgenden Haltbarkeitstest demonstriert:

Eine Versuchsreihe mit den Versuchsprodukten der Beispiele 1 —4, dem Natriumpercarbonat-Ausgangsprodukt und Natriumperborattetrahydrat (als Standard) werden in Proben zu je ca. 2 g in offenen Wägegläschen (Durchmesser = 35 mm, Höhe = 30 mm) eingewogen.

Sämtliche Proben dieser Versuchsreihe werden in einem Exsiccator (Durchmesser = 150 mm, Höhe = 150 mm) eingestellt, in dem 670 ml 10,56%ige Schwefelsäure vorgelegt ist und in einem Brutschrank bei +30⁰C 4 Tage aufbewahrt. Zwei weitere Exsiccatoren mit gleicher Probenfüllung werden 7 und 10 Tage bei +30⁰C im Brutschrank aufbewahrt.

Durch die in den Exsiccatoren vorgelegte Schwefelsäure werden 96% relativer Luftfeuchte erhalten. Nach bo Beendigung des Tests wird der gesamte Inhalt eines jeden Probegläschens analysiert.

Diese Haltbarkeitsmethode zeigt, daß gegenüber dem nicht mit entw. Natriumperborat, Natriumsilicat und wasserbindenden, chemisch gegenüber Natriumpercarbonat und entw. Natriumperborat indifferenten Stoffen, umhüllten Natriumpercarbonat eine höhere Aktivsauerstoifstabiiisierung erreicht wurde.

Nach der US-PS 39 79 318 ist zwar ein Verfahren zum Stabilisieren von Natriumpercarbonat bekannt, bei dem eine hydrophobe organische Flüssigkeit, wie z. B. Halogenparaffine oder Ester, zusammen mit Natriumperborat-Tetrahydrat als Hüllsubstanzen verwendet werden sowie die dabei entstehende Schichtpartikel.

Das zur Hüllschicht verwendete Natriumperborat ist aber, da es das Maximum an Kristallwasser schon von vornherein enthält, nicht in der Lage, bei Verletzung der Hüllschicht die eindringende Feuchtigkeit abzufangen im Gegensatz zu dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkt

Nach dem Verfahren der DE-AS 10 19 281 liegt das Natriumpercarbonat nicht in Form einer Schichtpartikel vor; denn das bei dem Heißsprühverfahren anfallende Produkt besteht aus einem Gemisch verschiedener Partikel von Natriumpercarbonat, Natriumperborat-Tetrahydrat und Tripolyphosphat

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch folgende Beispiele erläutert:

NaPc = Natriumpercarbonat

NaPb = Natriumperborat

Oa = Aktivsauerstoff

SG = Schüttgewicht

g/l = Gramm/Liter

Beispiel 1

In einer Drehtrommel (0=250 mm, Höhe = 250 mm), die in gleichen Abständen 4 Mitnahmerippen von 15 mm Breite enthält, werden unter einer Neigung von 15° und einer Drehgeschwindigkeit von 30Upm 745,5 g Natriumpercarbonat vorgelegt und in den folgenden Verfahrensschritten mit 260 ml Wasserglaslösung (enth. 81,6 g Wasserglas 36° Be) besprüht und mit einer homogenen Mischung, bestehend aus 333 g Natriumtripolyphosphat und 120 g entw. Natriumperborat, umhüllt:

Verfahrensschritt	Zugabe der Mischung	—	Wasserglas
Nr.	entw. NaPb-Staub und	58	zugabe
	Na-tripolyphosphat	-
	g	108	ml
1	-	30
2	100	-
3	-	50
4	70	—
5	-	50
6	44	—
7	-	50
8	73	—
9	50
10	-
11	30
12	_

Nach dem letzten Verfahrensschritt wird das Versuchsprodukt im Trockenschrank bei 55 — 60° C ca. 1 Stunde getrocknet.

Analysendaten siehe Tabelle Spalte 6.

Beispiel 2

Wie in Beispiel 1 beschrieben, werden in einer Drehtrommel unter einer Neigung von 15° und einer Drehgeschwindigkeit von 30 Upm 745,5 g Natriumpercarbonat vorgelegt und in den folgenden Verfahrensschriiieri mit 540 iiii WäSSeiglasiöSUng (enth. 169,5 g

Wasserglas 36° Be) besprüht und mit einer homogenen Mischung, bestehend aus 324 g calc. Soda und 120 g entw. Natriumperborat, umhüllt:

Verfahrensschritt	Zugabe der Mischung	Wasserglas
Nr.	entw. NaPb-Staub und	zugabe
	calc. Soda
	g	ml
1		30
2	20	—
3	—	30
4	28	—
5	—	40
6	35	—
7	—	40
8	29	—
9	—	40
10	33	-
11	-	40
12	32	-
13	-	40
14	33	-
15	—	40
16	20	-
17	—	50
18	68	-
19	-	50
20	32	-
21	-	50
22	74	-
23	—	50
24	40	-
25	—	40

Tabelle der Analysenergebnisse

Nach dem letzten Verfahrensschritt im Trockenschrank bei 55 - 60° C ca. 1 Stunde getrocknet Analysendaten siehe Tabelle Spalte 6.

Beispiel 3

Wie in Beispiel 1 beschrieben, werden in einer Drehtrommel unter einer Neigung von 15° und einer Drehgeschwindigkeit von 30L'pm 960 g Natriumpercarbonat vorgelegt und in den folgenden Verfahrensschritten mit 130 ml Wasserglaslösung (enth. 36,2 g Wasserglas 36° Be) besprüht und mit einer homogenen Mischung, bestehend aus 60 g entw. NaPb-Staub und 180 g NaPc-Staub, umhüllt:

Verfahrensschritt	Zugabe der Mischung	Wasserglas-
Nr.	entw. NaPb-Staub +	zugabe
	NaPc-Staub
	g	ml
1		40
2	68	-
3	-	24
4	37	-
5	—	24
6	40	-
7	—	22
8	41	-
9	-	20
10	54

Nach dem letzten Verfahrensschritt wird das Versuchsprodukt im Trockenschrank bei 55-60° C ca. 60 Minuten getrocknet.

Analysendaten siehe Tabelle Spalte 6. Standard Ausgangsware Versuchsprodukte NaPb-Tetra- entw. NaPc-Aus- NaPc-Staub Na-tripoly- Beispiel Beispiel Beispiel

hydrat NaPb-Staub gangswert phosphat 12 3

Aktivsauerstoff, %	10,20	15,56	13,20	12,92	—	9,8	9,0	13,16
Na₂O, %	20,38	31,19	38,51	n.b.	n.b.	29,8	42,2	37,63
B₂O₃, %	22,77	34,73	-	-	-	10,2	3,6	2,18
CO₂, %	-	-	27,33	n.b.	-	15,0	27,5	25,23
SO₃, %	0,041	0,076	0,07	0,07	-	-	-
SiO₂, %	0,002	0,003	0,01	n.b.	-	-	-	0,98
P₂O₅, %	0,003	0,003	0,58	n.b.	58,9	17,6	-	n.b.
Schüttgewicht, g/l	0,760	0,500	0,930	0,890	0,680	0,950	0,600	0,920
Siebanalyse
auf 0,8 mm%	0	0	0	0	0	1	2	0
auf 0,5 mm %	35	0	38	0	1	40	51	36
auf 0,4 mm %	17	0	18	0	4	15	16	18
auf 0,2 mm %	43	8	32	1	30	23	25	27
auf 0,1 mm%	4	20	11	62	38	14	5	16
Rest, %	1	72	1	37	27	7	1	3
Oa-Zersetzung bei
+ 30⁰C und 96%
relative Luftfeuchtigkeit
nach 4 Tagen, %	0	-	37	-	-	6	4	8
nach 7 Tagen, %	0,1	-	94	-	-	7	12	19
nach 10 Tagen,%	0,3	-	99	-	—			31

Claims

Patentansprüche:

}. Natriumpercarbonat-Schichtpartikel nach Hauptanmeldung P 26 51 442.1-41, die aus einem Natriumpercarbonatkern und einer Umhüllung aus Natriumperborat und einem Natriumsilikat besteht, wobei das Natriumperborat der Formel

Na₂BO₂ - 3 H₂O - H₂O₂

weniger als 54 g Wasser p. Mol enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung noch zusätzlich weitere wasserbindende und chemisch gegenüber Natriumpercarbonat und entwässertem Natriumperborat indifferente Stoffe enthält
2. Natriumpercarbonat-Schichtpartikel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gesamtgehalt an Aktivsauerstoff von 8 bis 15%.
3. Natriumpercarbonat-Schichtpartikel nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Natriumtripolyphosphat, caicinierte Soda und/oder Natriumpercarbonat in der Umhüllung.
4. Verfahren zur Herstellung der Natriumpercarbonat-Schichtpartikel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumpercarbonat mit der Silikatlösung benetzt und danach eine feste Mischung aus entwässertem Natriumperborat und einem oder mehreren wasserbindenden und chemisch indifferenten Stoffen auf das benetzte Natriumpercarbonat aufgebracht wird.
5. Verfahren zur Herstellung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sequenz jo »Benetzen und Aufbringen« ein- oder mehrmals durchführt.
6. Verfahren zur Herstellung gemäß Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgebrachte Wasser ganz oder teilweise wieder entfernt wird.