DE3233894C2

DE3233894C2 - Stabile Natriumaluminosilikatsuspensionen

Info

Publication number: DE3233894C2
Application number: DE3233894A
Authority: DE
Inventors: Bernard Berger; Jean Metzger
Original assignee: Produits Chimiques Ugine Kuhlmann; Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Produits Chimiques Ugine Kuhlmann; Ugine Kuhlmann SA
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1982-09-13
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2002-09-14
Also published as: PT75541A; IT1156379B; BE894404A; NL8203557A; PT75541B; ES515740A0; FR2512690B1; FR2512690A1; CH654756A5; IT8268102A0; DE3233894A1; ATA345982A; ES8402515A1

Description

Gegenstand der Erfindung sind stabile wäßrige Suspensionen von Natriumaluminosilikat des Zeolith-Typs mit einer be stimmten Zusammensetzung und einer Viskosität von 100-5000 mPas. Die Suspensionen sind gegenüber den beim Transport auftretenden Erschütterungen und Vibrationen stabil.

Die Natriumaluminosilikate eignen sich für die Herstellung von Detergenszubereitungen, die beispielsweise als Wasch mittelprodukte geeignet sind.

Das Interesse an den Natriumaluminosilikaten und deren An wendung in Detergentien beruht auf ihrer Fähigkeit, in der Lösung Calciumionen zu sequestrieren. Aufgrund dieser Tat sache stellen sie Ersatzprodukte für Natriumtripolyphosphat dar. Sie besitzen in der Tat den Vorteil, daß sie bei der Einleitung in natürliche Medien nicht zu den Eutrophie rungsproblemen in Seen oder Wasserläufen Anlaß geben, die bei Tripolyphosphaten auftreten.

Die wäßrigen Suspensionen von Natriumaluminosilikaten des Zeolith-Typs eignen sich weiterhin zur Herstellung von Be schichtungsmassen für Cellulosematerialien.

Das bevorzugteste Natriumaluminosilikat ist der Zeolith A der Summenformel Na₂O-Al₂O₃-2SiO₂·4,5 H₂O. Dieses Material zeichnet sich durch ein genau definiertes Kristallsystem aus (siehe JCPDS Blatt Nr. 11590 der International Centre Diffraction Data).

Es wurde bereits eine Vielzahl von Verfahren zur Herstel lung von Zeolith A vorgeschlagen, wozu insbesondere auf die französischen Patentschriften 2 398 698 (77.23373) vom 29. Juli 1977 und 2 444 005 (78.35344) vom 15. Dezember 1978 verwiesen werden darf.

Das erhaltene technische Produkt liegt in Form eines Pul vers mit einer Teilchengröße von 2 bis 10 µm (für 95% der Teilchen) vor, welches ein Sequestriervermögen für Calcium ionen von gleich oder größer 110 mg Ca pro Gramm des was serfreien Produkts besitzt.

Dieses Pulver kann direkt in Waschmittelmischungen eingear beitet werden; aufgrund der Tatsache, daß diese Art von Mi schung im allgemeinen durch zerstäuben einer wäßrigen Suspension der Gesamtheit der Bestandteile bereitet wird, ist es jedoch von Vorteil, den Zeolith A nicht in Form eines trockenen Pulvers einzuarbeiten, sondern in Form einer Suspension, die man direkt bei der Herstellung des Zeoliths nach den Maßnahmen der Filtration und des Waschens erhält. In dieser Weise erspart man eine Trocknungsmaßnahme.

Die FR-PS 2 287 504 (75.30402 vom 03. Oktober 1975) be schreibt die Herstellung von Suspensionen des Zeoliths A und deren Anwendung bei der Herstellung von Waschmitteln und Reinigungsmitteln. Solche Suspensionen, deren Trocken substanzgehalt 42 Gew.-% erreichen kann, können mit Hilfe von üblichen technischen Pumpen gepumpt werden und können während relativ langer Zeitdauern gelagert werden, ohne daß sie Dekantationsphänomene zeigen. Es hat sich jedoch erwie sen, daß diese Suspensionen, wenn sie Erschütterungen und Vibrationen unterliegen, wie sei beim Transport auftreten (insbesondere in Tankfahrzeugen), keine ausreichende Stabi lität besitzen, um eine teilweise Dekantierung der in der Suspension vorhandenen festen Materialien zu vermeiden, die zu einer Verstopfung von den für die Umfüllung vorgesehenen Leitungen führen kann.

Die DE-AS 25 27 388 beschreibt stabile wäßrige Suspensio nen von Natriumaluminosilikat, die neben dem zur Bindung von Ca befähigten Silikat eine nichtionische Verbindung vom Typ einer Hydroxylgruppen tragenden, makromolekularen, polymeren organischen Verbindung enthalten.

Es wurde nunmehr von der Anmelderin gefunden, daß es mög lich ist, Suspensionen mit einem Trockensubstanzgehalt von bis zu 50 Gew.-% zu schaffen, deren Stabilität in der Weise verbessert ist, daß jeder Ansatz einer unerwünschten Dekan tierung bei Transport vermieden wird, und mit einer Viskosität in nerhalb eines Bereichs von 100 bis 5000 mPas (100 bis 5000 cP), vorzugsweise von 300 bis 3000 mPas (300 bis 3000 cP) was die Auswahl der technischen Pumpen erleich tert, die bei Umpumpmaßnahmen verwendet werden sollen.

Die erfindungsgemäßen Natriumaluminosilikatsuspensionen, enthaltend 0,4 bis 2,5 Gew.-% eines nichtionischen oberflä chenaktiven Mittels vom Typ einer Hydroxylgruppen tragenden, makromolekularen, polymeren organischen Verbindung, sind gekennzeich net durch eine Viskosität von 100 bis 5000 mPas und beste hen, bezogen auf die Suspension aus folgenden Bestandtei len:

- 43,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 43,5 bis 47,5 Gew.-% wasserfreiem Natriumaluminosilikat;
- 0,10 bis 0,40 Gew.-%, vorzugsweise 0,10 bis 0,30 Gew.-% eines in Form des Hydroxids vorliegenden Alka limetalloxids, Wasser, oberflächenaktive- Mittel, und
- gegebenenfalls 20 bis 200 Teile pro Million Gew.-Teile eines bakteriziden Mittels.

Die Hydroxylgruppen tragende, makromolekulare polymere or ganische Verbindung kann eine natürliche und/oder syntheti sche Verbindung sein, wie ein Polyethylenoxid oder ein Po lysaccarid, das man durch Behandeln von natürlicher Cellu lose oder Getreide- oder Kartoffelstärke erhält.

Das bakterizide Mittel dient dazu, einen bakteriellen Abbau des oberflächenaktiven Mittels zu vermeiden. Mit Vorteil verwendet man Formaldehyd.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Suspensionen erfolgt durch Vermischen der Bestandteile bei Umgebungstemperatur unter Rühren.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Man suspendiert 83,6 kg eines Zeolith A-Filterkuchens, wie er in technischem Umfang nach der Filtration und dem Wa schen anfällt und der 78 Gew.-% Trockensubstanz enthält und 0,20% kaustisches Na₂O (d. h. 0,25% bezogen auf den mit 4,5 Molekülen Wasser kristallisierendes Zeolith), in 43 kg einer 5%-igen Lösung nativer Maisstärke. Man erhält in die ser Weise 126,6 kg einer Suspension, die folgende Bestand teile enthält:
51,5% Zeolith A, was einem Trockensubstanzgehalt von 40% entspricht,
1,7% native Maisstärke,
0,13% Na₂O in Form des Hydroxids,
46,7% Wasser.

Diese Suspension besitzt eine Brookfield-Viskosität von 800 mPas (800 cP). Mit Hilfe einer üblichen technischen Pumpe wird diese Suspension in einen zylindrischen Behälter mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Höhe von 1150 mm umgefüllt, der in seinem unteren Bereich mit einem seitli chen Rohr mit einem Durchmesser von 50 mm versehen ist. Man lädt diesen Behälter auf einen Lastwagen auf und transpor tiert ihn im Verlauf einer Gesamtzeit (einschließlich der Standzeiten) von etwa 48 Stunden über eine Distanz von min destens 1000 km.

Die Umfüllung läßt sich ohne Schwierigkeiten durchführen. Andererseits ist keinerlei Dekantierung in dem Behälter festzustellen, indem die Suspension ihre ursprünglichen rheologischen Eigenschaften vollständig beibehält.

Beispiel 2

Man suspendiert 70 kg pulverförmigen Zeolith A, der 0,19% kaustisches Na₂O enthält, in 46 kg einer 3,8%-igen Lösung von nativer Maisstärke. Man erhält in dieser Weise eine Suspension, die folgende Bestandteile enthält:
60,1% Zeolith A, was einem Trockensubstanzgehalt von 47,5% entspricht,
1,5% native Maisstärke,
0,11% Na₂O in Form des Hydroxids,
38,29% Wasser.

Die Suspension besitzt eine Viskosität von 620 mPas (620 cP).

Man unterwirft diese Suspension den Bedingungen des Umfül lens und des Transports, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind. Hierbei ist festzustellen, daß die Suspension ihre sämtlichen rheologischen Eigenschaften beibehält.

Die erfindungsgemäßen Zubereitungen besitzen somit eine gu te mechanische Stabilität und eine ausreichend niedrige Stabilität, so daß sie ohne weiteres und ohne besondere Schwierigkeiten umgefüllt werden können.

Diese vorteilhaften Eigenschaften ergeben sich, wie sich gezeigt hat, durch ein synergistisches Zusammenwirken des oberflächenaktiven Mittels mit dem in Form des Hydroxids vorliegenden Alkalimetalloxid. Diese Tatsache ergibt sich aus der folgenden Tabelle:

Tabelle I

Die nachfolgende Tabelle II ermöglicht einen Vergleich zwi schen erfindungsgemäßen Suspensionen, die unterschiedliche oberflächenaktive Mittel enthalten (Beispiele 6, 7 und 9 bis 13) einerseits und Suspensionen, die kein oberflächen aktives Mittel enthalten (Beispiele 3, 4, 5) oder außerhalb der erfindungsgemäß definierten Bereiche liegen (Beispiel 8) andererseits.

Tabelle II

Claims

1. Stabile, wäßrige Natriumaluminosilikatsuspensionen mit einem Gehalt an 0,4 bis 2,5 Gew.-% eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels vom Typ einer Hydroxylgruppen tragenden, makromolekularen, polymeren organi schen Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Viskosität zwischen 100 und 5000 mPas aufweisen und, bezogen auf die Suspensionen, aus
43,5 bis 50 Gew.-% wasserfreiem Natriumaluminosilikat
0,10 bis 0,40 Gew.-% eines in Form des Hydroxids vorliegenden Alkalimetalloxids, Wasser und dem oberflächenaktiven Mittel bestehen.

2. Suspensionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein bakterizides Mittel enthalten.

3. Suspensionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bevorzugt 43,5 bis 47,5 Gew.-% wasserfreies Aluminosilikat und 0,10 bis 0,30 Gew.-% des in Form des Hydroxids vorliegenden Alkali metalloxids enthalten.

4. Suspensionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumaluminosilikat ein Zeolith A ist, der ein Seque striervermögen für Calciumionen von größer oder gleich 110 mg Calcium pro Gramm des wasserfreien Zeoliths aufweist, wobei die Teilchen dieses Zeo liths im wesentlichen eine Teilchengröße von 2 bis 10 µm aufweisen.

5. Suspensionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetalloxid Natrium oxid ist.

6. Suspensionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel ein Polyäthylenoxid oder ein Cellulose-Polysaccharid ist.

7. Suspensionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bakterizide Mittel Form aldehyd ist.