DE2806161A1

DE2806161A1 - Stabilisierung von wasserfreiem natriummetasilicat

Info

Publication number: DE2806161A1
Application number: DE19782806161
Authority: DE
Inventors: Daniel Joubert
Original assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Current assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Priority date: 1977-02-16
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1978-08-17
Also published as: FR2380986A1; ATA115278A; IT7848066A0; PT67657B; NL187153B; NL187153C; IE46334B1; GB1562478A; IT1102382B; SE7801701L; DE2806161B2; US4289643A; DE2806161C3; BE863997A; PT67657A; IE780328L; CA1116041A; DK67378A; NL7801714A; ES466989A1

Description

DK. IN«, V. AVUHsTITOI-¹I''

«U.K. ν. PKCIIMANN

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PATENTANWÄLTE SOOO MU NClIKN KCIIWKIUISIISTIiAKKIi 2 TKLKP(UT (080) 00 20 TELEX Π 24 070

TKT.KfillAMMK Ι ΓΠΟΤΕΟΤΙΆΤΚΝΤ MÜNCHEN

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Patentanmeldung

Anmelder: RHÖNE-POULENC INDUSTRIES

22, avenue Montaigne, 75 Paris (8e"me), Frankreich

Titel: Stabilisierung von wasserfreiem Natriummetasilicat

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DR. INO. K. WCTESTTTOKK

I)H. K. ν. IMCCIl MAN.V DH. IN(J. I). BKIIKKNS Din,, inc;, h. (U)ktk ΡΑΤΙΝΤΛ N \VA Γ.ΤΕ

SOOO ΜΐΎΝΟΙΓΚΝ OO

KCIl VVKIO K HNTIi ANSi: 3 τκι.κκον (080) 00 30 54 TKLKX 5 24 070

TKI-ECUtAMMK 1
ΙΜΙΟΤΕΟΤΡΑΤΕΝΤ MÜNCIIEX

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Anm.: Rhone-Poulenc Ind.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren von wasserfreiem Natriummetasilicat sowie das dabei erhaltene stabilisierte Produkt.

Natriummetasilicat ist ein allgemein verwendetes Produkt. Ein wichtiges Anwendungsgebiet sind Reinigungs- und Waschmittel, in denen das Metasilicat die erforderliche Alkalinität bei-

und
trägt sich dabei gleichzeitig als weniger aggressiv erweist als andere Alkalisalze. Es ist vor allem trotz seiner Alkalinität wenig aggressiv gegenüber Glas und Leichtmetallen wie Aluminium,

Es zeichnet sich darüberhinaus durch eigene interessante Detergenseigenschaften aus, beispielsweise durch Emulgiervermögen und durch seine Abscheidungen verhindernde Wirkung.

Es ist häufig in Reinigungs- und Spülmitteln für Geschirr enthalten. Derartige Spülmittel enthalten allgemein auch nichtionische grenzflächenaktive Stoffe, mit denen die Oberflächenspannung des Waschwassers, welches das Detergens enthält, herabgesetzt und auf diese Weise die Fettstoffe leichter emulgiert werden.

Zu den hierfür gebräuchlichen grenzflächenaktiven Stoffen gehören die Kondensationsprodukte aus Äthylenoxid und Propylenglykol oder aus Äthylenoxid und einem Alkylphenol.

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Leider sind Mischungen aus diesen Produkten und -wasserfreiem Natriummetasilicat nicht beständig» Man beobachtet vor allem das Auftreten einer Verfärbung nach einer gewissen Lagerungszeit und auch eine Geruchsentwicklung vor allem auf Aldehydbasis.

Man stellt weiterhin fest, daß die Trübungstemperatur sich mit der Zeit ändert. Als Trübungstemperatur wird diejenige Temperatur bezeichnet, oberhalb welcher die wäßrige Lösung des fraglichen Defcergensmittels infolge der Ausbildung von zwei flüssigen Phasen heterogen wird; diese Veränderung ruft Veränderungen im Verhältnis der hydrophilen-lypophilen Eigenschaften des grenzflächenaktiven Mittels hervor.

Ein anderer Nachteil des wasserfreien Natriummetasilicats liegt darin, daß es die Atmung des Benutzers beeinträchtigt. Diese Beeinträchtigung der Atemwege (Stechen in der Nase, Niesen) beruht auf dem Auftreten sehr feiner Metasilicatteilchen, die bei der Abnutzung oder Zerstörung (Abrieb) der gröberen Teilchen während der verschiedenen mechanischen Handhabungen, denen das Produkt unterworfen ist, entstehen. Allgemein nennt man diesen Vorgang Staubbildung bzw. Staubentwicklung.

Man hat bereits versucht Metasilicat durch Behandeln mit entweder Gluconsäurederivaten (FR-AS 2 273 761) oder mit Phosphorsäurederivaten (FR-AS 2 273 762) zu stabilisieren. In praktischer Hinsicht bedeutet dies eine Behandlung mit einer Flüssigkeit, die zerstäubt werden muß. Diese Behandlung mit einer Flüssigkeit ist umso notwendiger als gleichzeitig auch die Staubentwicklung verringert werden soll.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß man durch eine Behandlung mit einem Feststoff auf einfache Weise ohne Zerstäuben mindestens ebenso gute Ergebnisse bei der Stabilisierung von Natriummetasilicat erzielen kann wie durch eine Behandlung mit einer Flüssigkeit.

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Erfindungsgemäß wird wasserfreies Natriummetasilicat dadurch stabilisiert, daß man es mit mindestens einem Zusatz behandelt, der Wasser freisetzen kann und zwar bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Natriummetasilicat-pentahydrats, so daß 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-% des v/asserfreien Metasilicats in Metasilicat-pentahydrat umgewandelt werden.

Als wasserfreies Natriummetasilicat wird ein Natriummetasilicat der Formel NapO, SiOp bezeichnet, das maximal 10 % Wasser enthält. In der folgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber die Bezeichnung Natriummetasilicat anstelle von wasserfreien Natriummetasilicat verwendet.

Man stellt überraschenderweise fest, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die in Metasilicat-pentahydrat umgewandelten Teilchen des wasserfreien Metasilicats dem Feinanteil entsprechen, der für die Staubentwicklung verantwortlich ist.

Man behält auf. diese Weise die Vorteile eines insgesamt im wesentlichen wasserfreien Metasilicats bei. Außerdem wird der Nachteil einer Behandlung mittels Zerstäubung oder Besprühen vermieden, die auf den Feinanteil nicht vorteilhaft wirkt.

Die erfindungsgemäß verwendeten Zusätze sind einfach Hydrate oder hydratisierte Verbindungen oder deren Gemische. Zu den Hydraten gehören Tetraborate wie Natriumtetraborat-decahydrat, NapCO^r, 7H₂O, oder auch Dinatriumphosphate mit 7 und 12 MolKüstallw'asser oder Trimetaphosphat-hexahydrat.

Die vorgenannten Verbindungen, deren Wasserverlust in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben ist, führen zu erfindungsgemäßen Ergebnissen, während die in der folgenden Tabelle 2 aufgeführten Verbindungen keine erfindungsgemäßen Ergebnisse liefern. Die Zahlenwerte für den Wasserverlust sind dem Handbook of Chemistry and Physics - 57, Auflage 1976-1977, CRC Press, entnommen .

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Tabelle 1 Wasserverlust

Na₂B₄O₇.10H₂O 8 H₂O bei 60⁰C Na₂CO₃.7H₂O H₂O bei 32°C

Na₂HPO₄.7H₂O 5 H₂O bei 48,1⁰C

Na₂HPO₄.12H₂O 5 H₂O bei 35,1⁰C

(NaPO₃J₃.6H₂O 6 H₂O bei 50⁰C

0 10H₂O bei 30°C

Tabelle 2 Wasserverlust

Na₅P₃O₁₀.6H₂O H_£0 bei 1200C

Na₂B₄O₇.5H₂O 2 H₂O bei 150°C

Na₃C₆H₅O₅^H₂O 12H₂O bei 100⁰C

Na₃PO₄.12H₂O H₂O bei 94⁰C

Na₂C₄H₄O₆.2H₂O 2 H₂O bei 150⁰C

Die Erfindung ist nicht auf lediglich Hydrate oder Hydratgemische beschränkt. Sie bezieht sich auch auf Zusätze in Form von hydratisierten*Salzen sowie auf Zusätze in Form von pulverigen Verbindungen, die absorbiertes Wasser enthalten in einer Menge, die größer ist als die im Gleichgewicht mit diesen pulverigen Verbindungen stehende adsorbierte Menge Wasser, so daß sie Wasser an das Metasilicat abgeben können.

Ein derartiger Zusatz kann eine in der Wasch- oder Reinigungslauge lösliche Verbindung sein oder auch eine unlösliche, fein zerteilte Verbindung, die zumindest ihr Eigengewicht an Wasser absorbieren kann.

In diesem Falle wird nur eine sehr geringe Menge dieses Zusatzes verwendet. Ein solcher Zusatz kann beispielsweise eine Kieselsäure sein wie eine gefällte Kieselsäure oder ein unlösliches Kieselsäurederivat.

*bzw. Kristallwasser-haltigen

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Die erfindungsgemäß behandelten Metasilicate können dann in die Wasch- oder Reinigungsmittel eingebracht werden; vorzugsweise werden sie aber als erste Komponente vorgelegt und die anderen Komponenten werden dann zugegeben, wobei der Zusatz der gegebenenfalls vorgesehenen chlorierten Verbindungen zum Schluß erfolgt. Vorteilhafterweise enthält das Wasch- oder Reinigungsmittel 0,1 bis 5 % erfindungsgemäßen Zusatz bezogen auf das Natriummetasilicat.

Ein solches Mittel kann der nachfolgenden Rezeptur entsprechen und vorzugsweise durch Vermischen in der angegebenen Reihenfolge erhalten worden sein:

20 bis 60 % wasserfreies Metasilicat mit mittlerem Teilchendurchmesser 0,8 mm,

0,1 bis 5 % erfindungsgemäßer Zusatz,

30 bis 70 % wasserfreies Natriumtripolyphosphat, 0,1 bis 3 % nicht-ionisches grenzflächenaktives Mittel, 10 bis 30 % Natriumcarbonat,

0,1 bis 3 % chlorabgebende Verbindung wie Kalium- oder Natriumdichlorisocyanurat.

Ein Mittel dieser Rezeptur entwickelt überhaupt keinen Staub. Außerdem ändert sich die Trübungstemperatur nicht merklich vom Zeitpunkt der Herstellung bis nach einmonatiger Lagerung.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden Beispiele näher erläutert.

In den folgenden Beispielen wurde die Staubbildung bestimmt, indem von der elektrostatischen Zurückhaltung der feinen Teilchen an den Wänden eines PVC-Behälters Gebrauch gemacht wurde. In einer zylindrischen Pulverflasche aus PVC, Inhalt 250 ml, wurden 50 g des zu untersuchenden Produktes gegeben und

5 min bei mittlerer Geschwinigkeit (40UpM etwa) gerührt. Dann wurde der Flascheninhalt ausgeleert, mit 200 ml destilliertem Wasser nachgespült und mit 1/1 On Salzsäure in Gegenwart von Phenolphthalein titriert. Die Staubbildung oder Staubentwicklung

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wird angegeben in ml 0,1η Salzsäure, die für die Neutralisation des Metasilicats erforderlich sind.

Beispiel 1

Es wurde die Staubbildung eines Natriurametasilicats bestimmt, das v/eniger als 1 % Wasser (Verlust bei 600°C) enthielt und in Form eines Granulats mit mittlerer Teilchengröße 0,6 mm vorlag. Die Staubentwicklung, angegeben in ml einer 0,1n Säurelösung, betrug 7,7.

Beispiel 2

Das Metasilicat gemäß Beispiel 1 wurde mit 3 Gew.-% Dinatriumphosphat.12H₂0 behandelt durch einfaches Vermischen der beiden Pulver in einem Labormischer Lodige mit Inhalt 5 1. Der Mischvorgang dauerte etwa 2 min.

Die Staubentwicklung wurde wie oben beschrieben bestimmt und ergab 0,8 ml Säurelösung. Außerdem wurde keinerlei unangenehmer Geruch festgestellt.

Beispiel 3

Das gleiche Silicat wie in Beispiel 1 wurde mit 3 %-Natriumborat NapB0-,.4Hp0 behandelt. Die Staubbildung entsprach 4,0 ml Säurelösung.

Beispiel 4

Die gleiche Behandlung wurde mit Borax durchgeführt, Na₂B^ 1OHpO. Die Staubbildung entsprach 3,5 ml 0,1n Säurelösung.

Beispiel 5

Es wurde die Staubbildung oder Staubentwicklung eines Natriummetasilicats bestimmt, das weniger als 1 % Wasser enthielt und in Form eines feinen Pulvers vorlag (mittlerer Teilchendurchmesser 0,1 mm). Die Staubbildung dieser Verbindung entsprach 19 ml 0,1n Salzsäurelösung.

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Beispiel 6 ^w

Das Metasilicat gemäß Beispiel 5 wurde mit 3 % Dinatriumphosphat.12H₂0 behandelt. Das Vermischen erfolgte im gleichen Apparat wie in Beispiel 2.

Die Staubbildung entsprach 6 ml 0,1n Säurelösung.

Beispiel 7

Es wurde analog Beispiel 6 gearbeitet, zur Behandlung jedoch 5 % Na₂HPO^.12H₂O eingesetzt. Es gab überhaupt keine Staubbildung (0 ml Säurelösung); außerdem wurde keinerlei unangenehmer Geruch festgestellt.

Beispiel 8

Es wurde die Staubentwicklung eines granulierten Metasilicats bestimmt, das 5 % Wasser enthielt und einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 mm etwa aufwies. Die Staubentwicklung entsprach 2,5 ml 0,1η Säurelösung.

Beispiel 9

Das granulierte Metasilicat gemäß Beispiel 8 wurde im Mischer mit 3 % Dinatriumphosphat.12H₂0 behandelt. Dieses Gemisch entwickelte überhaupt keinen Staub (0 ml Säurelösung). Außerdem wurde keinerlei Atmungsbehinderung oder unangenehmer Geruch festgestellt.

Beispiel 10

Im Mischapparat gemäß Beispiel 2 wurden 40 Teile gefällte amorphe Kieselsäure mit Teilchendurchmesser 20 nm, Handelsprodukt Tixosil 38 der Firma Rhöne-Poulenc und 60 Teile Wasser gemischt. Das Absorptionsvermögen der Kieselsäure war so beschaffen, daß das Gemisch pulverig blieb.

Dieses Pulver wurde in gleicher Weise wie die oben genannten Hydrate eingesetzt und zwar in einer Menge von 3 % zur Behand-

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lung des Metasilicats gemäß Beispiel 1.

Die Staubbildung dieses Gemisches entsprach 0,3 ml 0,1n Salzsäurelösung.

Beispiel 11

Zu Vergleichszwecken wurde ein Natriummetasilicat gemäß Beispiel 1 mit 10 % Natriummetasilicat mit 9 Mol Kristallwasser versetzt und 10 min im Mischapparat-gemäß Beispiel 2 gemischt,

Die Staubbildung dieses Gemisches entsprach 7,5 ml 0,1n Säurelösung und hatte somit nicht abgenommen.

Beispiel 12

Beispiel 11 wurde wiederholt unter Zusatz von 1 % Metasilicat mit 5 Mol Hydratwasser, das als Kristallisationskeim dienen sollte. Unter sonst gleichen Bedingungen war das Ergebnis wiederum negativ: die Staubbildung entsprach 7 ml 0,1η Säurelösung.

Diese Beispiele zeigen den vorteilhaften Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dessen Hilfe sich leicht und schnell ein stabilisiertes Metasilicat erhalten läßt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Stabilisieren von wasserfreiem Natriummetasilicat, dadurch gekennzeichnet , daß man das wasserfreie Natriummetasilicat mit mindestens einer Verbindung behandelt, die Wasser freigeben kann bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Natriummetasilicat-pentahydrats und 1 bis 20 Gew_o-%, vorzugsweise 2 bis 10 GeWo-% des wasserfreien Metasilicats in Metasilicat-pentahydrat umwandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatz ein Hydrat verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Hydrat aus der Gruppe Na₂B₄Or₇. 10H₂O, Na₂CO₃.7H₂O, Na₂HPp^.7H₂O, Na₂HPO₄.12HgO, (NaPO₃)^.6H₂O und Na₂SO₄.10H₂O einsetzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man als Zusatz mindestens eine pulverförmige Verbindung verwendet, die mehr Wasser absorbiert enthält als dem Gleichgewicht mit dieser pulverförmigen Verbindung entspricht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine lösliche Verbindung verwendet .

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ORIGINAL IMSPECTED

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man eine fein zerteilte unlösliche Verbindung verwendet, die zumindest ihr Eigengewicht an Wasser absorbieren kann.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß man ein unlösliches Kieselsäurederivat verwendet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß man eine gefällte Kieselsäure verwendet.

9. Stabilisiertes wasserfreies Natriummetasilicat erhalten nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Verwendung des stabilisiertes Metasilicats in einem Reinigungsmittel, das sich zusammensetzt aus

20 bis 60 % Natriummetasilicat,

0,1 bis 5 % wasserabgebender Zusatz,

30 bis 70 % Natriumtripolyphosphat,

0,1 bis 3 % nicht-ionisches, grenzflächenaktives Mittel, 10 bis 30 % Natriumcarbonat,

0,1 bis 3 % chlorabgebende Verbindung.

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