DE2822231A1

DE2822231A1 - Granulat aus hydratisiertem natriumtripolyphosphat und wasserunloeslichem alumosilicationenaustauschmaterial

Info

Publication number: DE2822231A1
Application number: DE19782822231
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Chem Dr Kandler; Guenter Sorbe; Horst-Dieter Dipl Wasel-Nielen
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1979-11-29
Also published as: NL7903986A; GB2024845B; FR2426734B1; GB2024845A; ATA371779A; CA1115620A; BE876427A; SE7904435L; FR2426734A1; US4430246A; IT7949081A0; JPS54153807A; CH641203A5; ES479248A1

Description

- 6 HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 78/H o11

Gegenstand der Erfindung ist ein nicht staubendes, gut rieselfähiges Granulat aus einem teilweise oder vollkommen hydratisieren Natriumtripolyphosphat und einem wasserunlöslichen Alumosilicationenaustauschmaterial sowie ein Verfahren zur Herstellung des Granulates.

Es ist gemäß DE-OS 2 422 655 "bekannt, wasserunlösliches Alumosilicationenaustauschmaterial der allgemeinen Formel

Na_z/~(A10₂)_z . (SiO₂) 7

worin ζ und y ganze Zahlen von wenigstens 6 sind, das Molverhältnis von ζ zu y im Bereich von 1,0 bis etwa 0,5 liegt, und χ eine ganze Zahl von etwa 15 bis etwa 264 ist, wobei das Alumosilicationenaustauschmaterial einen Teilchendurchmesser von etwa 1 Mikron bis etwa 1oo Mikron besitzt, als Gerüststoff und wasserenthärtende Komponente in Waschmittelkompositionen zu verwenden .

Die Herstellung derartiger Waschmittelkomponenten kann beispielsweise durch einfaches Zumischen des Alumosilicationenaustauschmaterials zu einem Gemisch der übrigen Waschmittelkomponenten erfolgen. «Diese Verfahrensweise besitzt den Nachteil, daß das sehr feinteilige Ionenaustauschmaterj al in dem gröberen Gemisch der übrigen Waschmittelkomponenten sedimentiert und somit eine unerwünschte Entmischung der Waschmittelkomposition eintritt.

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Alternativ zu vorerwähnter Verfahrensweise kann auch eine wässerige Aufschlämmung des Ionenaustauschmaterials, welche weitere Waschmittelkomponenten gelöst enthält, in einem Turm sprühgetrocknet werden, um eine körnige Zusammensetzung des anfallenden Waschmittels zu erhalten. Es hat sich gezeigt, daß die dabei erzielbaren Durchsatzmengen durch die Sprühdüse des Turmes unbefriedigend sind. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird deshalb in der DE-OS 2 529 685 vorgeschlagen, wenigstens einen Teil der in die Waschmittelkomposition einzubringende Menge des Ionenaustauschmaterials während der Zerstäubungstrocknung des wässerigen Ansatzes der übrigen Waschmittelbestandteile in den Trocknungsturm separat mit Luft einzublasen, wobei das Einblasen vorzugsweise in der nächsten Umgebung der Zerstäubungsdüsen erfolgen soll, da an dieser Stelle die Partikel des zerstäubenden Ansatzes noch feucht sind und deshalb mit dem feinteiligen Ionenaustauschmaterial agglomerieren. Diese Arbeitsweise, die bekanntlich einen hohen Energiebedarf erfordert, führt jedoch zu keinem Waschmittel mit guter Rieselfähigkeit, einheitlicher Kornstruktur und einem möglichst geringen Anteil staubförmiger Partikel.

Es wurde nunmehr gefunden, daß man Ionenaustauschmaterial enthaltende nlchtstaubende Waschmittel mit einheitlicher Teilchengröße und guter Rieselfähigkeit und Lagerstabilität durch mechanisches Mischen der Waschmittelkomponenten herstellen kann, wenn man das feinteilige Ionenaustauschmaterial vor der Herstellung des Waschmittels zusammen mit wasserfreiem Natriumtripolyphosphat und Wasser zu einem Granulat verarbeitet und dieses Granulat mit den übrigen Waschmittelkomponenten mischt. Zur Erzielung eines Granulates mit weitgehend einheitlicher Teilchengröße ist es dabei wichtig, daß das wasserfreie Natriumtripolyphosphat einen bestimmten Phase-I-Gehalt aufweist.

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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Granulat mit ei ner Teilchengröße von im wesentlichen etwa 0,15 bis 1,25 mm, bestehend aus

a) etwa 1 bis 99 Gew# eines teilweise oder vollkommen hydratisierten Natriumtripolyphosphates mit einem Mindesthydratwassergehalt von etwa 1o Gew%, bezogen auf den theoretische möglichen Hydratwassergehalt und einem Phase-I-Gehalt des wasserfreien Natriumtripolyphosphates vor der Hydratation von etwa 2o bis 9o %_f Rest Phase II und

b) etwa 99 bis 1 Gew# eines wasserunlöslichen Alumosilicationenaustauschmaterials der allgemeinen Formel

^(Kat2/n⁰⁾x · ^Me2°3 · ^(δ102ν · ^{2 H}2°

in welcher Kat ein mit Calcium austauschbares Kation der Wertigkeit η, χ eine Zahl von 0,7 - 1,5, Me Bor oder Aluminium, y eine Zahl von 0,8-6 und ζ eine Zahl von 1,8 - 13,5 ist.

Die Teilchengrößenverteilung im Granulat entspricht nach der Tyler-Standard-Siebanalysen-Skala folgenden Werten:

Mesh-Zahl	Siebrückst
>12	> 2 Gew96
>16	> 5 Gew#
>2o	> 1o Gew#
>35	> 4o Gew#
>1oo	> 80 Gew#
<1oo	<1o Gew?6

Vorzugsweise besteht das erfindungsgemäße Granulat aus bis 8o Gew# des teilweise oder vollkommen hydrati-

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sierten Natriumtripolyphosphates und 80 bis 2o Gew% des Alumosilicationenaustauschmaterials.

Das ζχιγ Herstellung des erfindungsgemäßen Granulates erforderliche wasserfreie Natriumtripolyphosphat kann zu Null bis 5o Gew% auf einer Phosphorsäure basieren, die dem Naßverfahren entstammt, wobei die restliche Phosphorsäure elektrοthermischen Ursprungs ist. Das wasserfreie Natriumtripolyphosphat besitzt nach der Tyler-Standard-Siebanalysen-Skala eine Teilchengrößenverteilung wie folgt:

Mesh-Zahl Siebrückstand

> 35 ^ 3 Gew%

> ^· 3o

und das Alumosilicationenaustauschmaterial kann beispielsweise ein Zeolith vom Typ A der Formel /"Na₂O . Al₂O₃ . (SiO₂)₂ .4,5 H₂OJ7 sein.

Das erfindungsgemäße Granulat kann gegebenenfalls auch weitere Zusätze in Form von wasserlöslichen Tensiden und/oder Alkalisalzen saurer Orthophosphorsaurealkylester mit 1 bis 24 C-Atomen im Alkylrest in einer Menge von 1 bis 25 Gew%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Granulate s, enthalten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung der genannten Granulate, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf ein inniges pulverförmiges Gemisch aus etwa 1 bis 99 Gew$ eines wasserfreien Natriumtripolyphosphates mit einem Phase-I-Gehalt von

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- 1ο -

etwa 2ο - 9ο %, Rest Phase II und etwa 99 bis 1 Gew# eines pulverförmiger!, gegebenenfalls gebundenes Wasser enthaltenden Alumosilicationenaustauschmaterials der allgemeinen Formel (Kat₂ / O)_x . Me₂O, . (SiO₂) , in welcher Kat, Me, χ und y die genannte Bedeutung haben, unter intensivem weiteren Durchmischen Wasser in einem feinen Nebel aufsprüht und das Gemisch granuliert, wobei die eingesetzte Gesamtwassermenge zumindest der zur Erzielung eines Mindesthydratwassergehaltes von etwa 1o Gew# im Natriumtripolyphosphat sowie eines Wassergehaltes im Alumosilicationenaustauschmaterial von 1,⁴8 bis 13,5 Mol Wasser pro Mol Alumosilicat entspricht.

Das mit Wasser zu besprühende pulverförmige Gemisch besteht vorzugsweise aus 2o bis 8o Gew% des wasserfreien Natriumtripolyphosphates und 8o bis 2o Gew# des Alumosilicationenaustauschmaterials, wobei das wasserfreie Natriumtripolyphosphat eine Teilchengrößenverteilung nach der Tyler-Standard-Siebanalysen-Skala besitzt, die folgenden Werten entspricht:

Mesh-Zahl Siebrückstand

> 35 >1oo

3o Gev%

und das Alumosilicationenaustauschmaterial ein Zeolith der Formel ^""Na₂O . Al₂O^ . (SiO₂)₂_7 sein kann.

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Dabei können in dem Sprühwasser 1 bis 25 Gew%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Granulierung eingesetzten Komponenten eines Tensids und/oder eines Alkalisalzes eines sauren Orthophosphorsäurealkylesters mit 1 bis 24 C-Atomen im Alkylrest, gelöst sein. Durch vorgenannte Zusätze wird der Granulierungsprozeß begünstigt. Um das Kalkbindevermögen des Ionenaustauschmaterials nicht zu vermindern, ist es zweckmäßig, enthärtetes Wasser als Sprühwasser einzusetzen.

Die Durchführung des Verfahrens der Erfindung kann in der Praxis beispielsweise derart erfolgen, daß man in einem Freifallmischer das wasserfreie Natriumtripolyphosphat mit dem Ionenaustauschmaterial zunächst trokken mischt und bei laufendem Mischwerk auf das Gemisch über eine Einstoff- oder Zweistoffdüse die erforderliche Menge Wasser in einer bestimmten Aufgabezeit aufdüst. Durch den Aufsprühprozeß wird erreicht, daß die einzelnen Teilchen des Ionenaustauschmaterials mit dem Natriumtripolyphosphat ein stabiles Granulatkorn mit guten Rieseleigenschaften bilden.

Obwohl es aus der DE-OS 2 o21 528 bekannt ist, Granulate aus Natriumtripolyphosphat und Natriumnitrilotriacetat durch Aufsprühen von Wasser auf das trockene Gemisch der wasserfreien Komponenten, wobei letztere wäh-

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rend des Aufsprühens ständig in Bewegung gehalten werden, herzustellen, ist diese Arbeitsweise nicht zur Granulierung der erfindungsgemäßen Granulatkomponenten geeignet, da das hierbei anfallende Granulat infolge zu schneller Hydratisierung der Phosphatkomponente zu unerwünscht großen Granulatteilchen führt.

Ein nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Granulat ist nicht staubend und erfüllt aufgrund der Siebanalyse und des Schüttgewichtes die Anforderungen, die für die Weiterverarbeitung in Waschmittelkompositionen durch mechanisches Mischen der trockenen Waschmittelkomponenten vorgegeben sind.

Der Gegenstand der Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne sich jedoch auf die Beispiele zu beschränken. In den Beispielen wurde als Alumosilicationenaustauschmaterial ein wasserfreier Zeolith vom Typ A der Formel ^fNa₂O . Al₃O₅ . (SiO₂)₂_7 eingesetzt, der gemäß der Sedimentationsanalyse nach Andreasen in Bezug auf die Teilchengrößenverteilung nachstehende Durchschnittswerte besaß:

15/um

10/um

1/Um

99 %

97 %

5 %

Hieraus ergibt sich ein mittlerer Teilchendurchmesser von 3 - 5/um.

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Weiterhin wurden als Phosphatkomponente wasserfreie Natriumtripolyphosphate (NTPP) mit folgenden mittleren Phase-I-Gehalten und Teilchengrößen verwendet.

Phase-I-Gehalt	Teilchengröße des NTPP
des NTPP	nach Tyler~Standard-Siet>-
	Analy s en-Skala
15 %	2^ 35 Mesh 1 Gew#
15 %	>100 Mesh 25 Gew#
25 96	> 35 Mesh 5 Gew#
25 %	^100 Mesh 60 Gew#
50 %	-* 35 Mesh 10 Gew#
50 %	-^ 100 Mesh 80 Gew#
75 %	-^ 35 Mesh 15 Gew%
75 %	-^100 Mesh 85 Gew%

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Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

In einem Freifallmischer wurden 45 kg wasserfreies Natrium tripolyphosphat (NTPP) mit einem Phase I-Gehalt von 1o-2o % (Mittelwert 15 %) mit 45 kg wasserfreiem Zeolith A innig gemischt. Anschließend wurden auf das Gemisch 1o kg Wasser mit Hilfe einer Zweistoffdüse innerhalb von 2o Minuten aufgesprüht, wobei während des Aufsprühens das Gemisch in ständiger Bewegung gehalten wurde. Die Siebanalyse des erhaltenen Granulates sowie des zur Granulierung eingesetzten wasserfreien Natriumtripolyphosphates ergab die nachfolgend dargestellten Werte:

	Siebanalyse	Granulat
Mesh-Zahl	NTPP	1,3 Gew#
> 12		2,1 Gew#
>16		3,2 Gew#
>2o		1o,1 Gew#
>35	1 Gew#	49,6 Gew#
> 1oo	25 Gew#	49,1 Gew#
< 1oo

Das Granulat besaß ein Schüttgewicht von 68o g/Liter,

Beispiel 2

Es wurde analog Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch das wasserfreie Natriumtripolyphosphat einen Phase-I-Gehalt von 2o-3o % (Mittelwert 25 %) besaß. Die Siebanalyse des erhaltenen Granulates sowie des zur Granulierung eingesetzten wasserfreien Natriumtripolyphosphates ergab die nachfolgend dargestellten Werte:

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	Siebanalyse	NTPP	Granulat
Mesh-Zahl		3,6 Gev%
> 12		11,o Gev%
> 16		19,4 Gew%
> 2o	5 Gew%	65,6 Gew%
> 35		91,7 Gew%
> 65	6o Gew%	97,5 Gew%
> 1oo		2,5 Gew?6
< 1oo

Das Granulat besaß ein Schüttgewicht von 56o g/Liter. Beispiel 3

Es wurde analog Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch das wasserfreie Natriumtripolyphosphat einen Phase-I-Gehalt von 4o-6o % (Mittelwert 5o %) besaß. Die Siebanalyse des erhaltenen Granulates sowie des zur Granulierung eingesetzten wasserfreien Natriumtripolyphosphates ergab die nachfolgend dargestellten Werte:

	Siebanalyse	NTPP	Granulat
Mesh-Zahl		12,4 Gew%
> 12		17,5 Gew#
> 16		25,0 Gev%
> 2o	1o Gew#	86,5 Gew%
> 35		99,0 Gew#
> 65	8o Gew#	99,6 Gew?6
>1oo		0,3 Gew#
<1oo

Das Granulat besaß ein Schüttgewicht von 48o g/Liter,

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Beispiel 4

Es wurde analog Beispiel 1 verfahren, wobei Jedoch das
wasserfreie Natriumtripolyphosphat einen Phase-I-Gehalt von 7o - 8o % (Mittelwert: 75 %) besaß. Die Siebanalyse des erhaltenen Granulates sowie des zur Granulierung
eingesetzten wasserfreien Natriumtripolyphosphates ergab die nachfolgend dargestellten Werte:

	Siebanalyse	NTPP	Granulat
Mesh-Zahl		13,4 Gew#
>12		20,5 Gew#
>16		29,1 Gew%
>20	15 Gew%	90,4 Gew%
>35		98,9 Gew#
>65	85 Gew#	99,8 Gew^
> 100		0,1 Gew#
< 100

Das Granulat besaß ein Schüttgewicht von 395 g/Liter.

Die Ergebnisse der Siebanalysen in den Beispielen 2 bis 4 zeigen, daß die erfindungsgemäßen Granulate einen geringeren Staubanteil besitzen als das Granulat des Vergleichsbeispiels 1. Die erfindungsgemäßen Granulate erwiesen sich außerdem als lagerstabil und gut rieselfähig und ließen sich ohne Schwierigkeiten in Vaschmittelkompositionen einarbeiten.

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Claims

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 78/H o11 Granulat aus hydratisiertem Natriumtripolyphosphat und wasserunlöslichem Alumosilicationenaustauschmaterial Patentansprüche

1. Granulat mit einer Teilchengröße von im wesentlichen etwa 0,15 Ms 1,25 mm, bestehend aus

a) etwa 1 bis 99 Gew% eines teilweise oder vollkommen hydratisierten Natriumtripolyphosphates mit einem Mindesthydratwassergehalt von etwa 1o Gew%, bezogen auf den theoretisch möglichen Hydratwassergehalt, und einem Phase-I-Gehalt des wasserfreien Natriumtripolyphosphates vor der Hydratation von etwa 2o bis 9o 56,Rest Phase II,und

b) etwa 99 bis 1 Gew% eines wasserunlöslichen Alumosilicationenaustauschmaterials der allgemeinen Formel

(Kat_2/nO)_x . Me₂O₃ . (SiO₂)_y . ζ Η_£0

in welcher Kat ein mit Calcium austauschbares Kation der Wertigkeit η, χ eine Zahl von 0,7- 1,5, Me Bor 909848/0089

ORtGINAL

oder Aluminium, y eine Zahl von 0,8-6 und ζ eine Zahl von 1,8 - 13,5 ist.

2. Granulat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengrößenverteilung im Granulat nach der Tyler-Standard-Siebanalysenskala folgenden Werten entspricht:

Mesh-Zahl Siebrückstand > 12 > 2 Geu% > 16 > 5 Gev% > 2o > 1 ο Gew% > 35 > 5o Gew# >1oo > 8o Gev% <1oo <1o Gevi%

3. Granulat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 2o bis 8o Gev% des teilweise oder vollkommen hydratisieren Natriumtrip ο lyphosphat es und 8o bis 2o des Alumosilicationenaustauschmaterials besteht.

4. Granulat nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß 0-50 Gew% des wasserfreien Natriumtripolyphosphates aus Phosphorsäure hergestellt wurden, die dem Naßverfahren entstammt, wobei der Rest elektrothermisch hergestellte Phosphorsäure darstellt.

5. Granulat nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Natriumtripolyphosphat vor der Hydratation eine Teilchengrößenverteilung nach der Tyler-Stand ard-Siebanalysen-Skala besitzt, die folgenden Werten entspricht;

Mesh-Zahl Siebrückstand

> 35 > 3 Gev%

>1oo > 3o

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6. Granulat nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Alumosilicationenaustauschmaterial ein Zeolith vom Typ A der Formel /"Na₂O . Al₂O₃ . (SiO₂)₂ 4,5 H₂0_7 ist.

7. Granulat nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 1 bis 25 Gew% eines Tensides und/ oder eines Alkalisalzes eines sauren Orthophosphorsäurealkylesters mit 1 bis 24 C-Atomen im Alkylrest, bezogen auf das Gesamtgewicht des Granulates, enthält.

8. Verfahren zur Herstellung'von Granulaten nach einem der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß man auf ein inniges pulverförmiges Gemisch aus etwa 1 bis 99 Gew% eines wasserfreien Natriumtripolyphosphates mit einem Phase-I-Gehalt von etwa 2o-9o %, Rest Phase II und etwa 99 bis 1 Gew% eines pulverförmigen, gegebenenfalls gebundenes Wasser enthaltenden Alumosilicationenaustauschmaterials der allgemeinen Formel (Kat_9/ 0) . Me₉O-, . (SiO₉) , in welcher Kat, Me, χ und y die genannte Bedeutung haben, unter intensivem weiterem Durchmischen Wasse in einem feinen Nebel aufsprüht und das Gemisch granuliert, wobei die eingesetzte Gesamtwassermenge zumindest der zur Erzielung eines Mindesthydratwassergehaltes von etwa 1o Gew% im Natriumtripolyphosphat sowie eines Wassergehaltes im Alumosilicationenaustauschmaterial von 1,8 bis 13,5 Mol Wasser pro Mol Alumosilicat entspricht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus 2o bis 80 Gew% des wasserfreien

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Natriumtripolyphosphates und 80 bis 2o Gew% des pulverförmigen Alumosilicationenaustauschmaterials besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß 0-50 Gew% des wasserfreien Natriumtripolyphosphates aus Phosphorsäure hergestellt wurden, die dem Naßverfahren entstammt, wobei der Rest elektrothermisch hergestellte Phosphorsäure darstellt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Natriumtripolyphosphat eine Teilchengrößberverteilung nach der Tyler-Standard-Siebanalysen-Skala besitzt, die folgenden Werten entspricht:

Mesh-Zahl Siebrückstand

>35 > 3 >1oo >3o Gew%

12. Verfahren nach Anspruch 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Alumosilicationenaustauschmaterial Zeolithe der Formel (Na₂O . Al₂O, . (SiOg)₂JT" sind.

13. Verfahren nach Anspruch 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Sprühwasser 1 bis 25 Gev%_t bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Granulierung eingesetzten Komponenten, eines Tensids und/oder eines Alka-

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lisalzes eines sauren Orthophosphorsäurealkylesters mit 1 bis 24 C-Atomen im Alkylrest zusetzt.

14. Verfahren nach Anspruch 8-131 dadurch gekennzeichnet, daß man als Sprühwasser enthärtetes Wasser verwendet.

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