FI94617C - Stabiloituja vetyperoksidin vesiliuoksia ja niiden valmistusmenetelmä - Google Patents

Description

, 94617

Stabiloituja vetyperoksidin vesiliuoksia ja niiden valmistusmenetelmä

Esillä oleva keksintö koskee vetyperoksidin vesi-5 liuoksia, jotka on stabiloitu hajoamista hapeksi ja vedeksi vastaan käyttämällä koostumuksia, jotka sisältävät orgaanisia stabiloivia aineita, jotka kuuluvat aminopoly-karboksyylihappojen ryhmään.

Menetelmä vetyperoksidin vesiliuosten stabiloimi-10 seksi käyttämällä tällaisia stabiloivia aineita kuuluu niinikään keksinnön kattamaan alueeseen.

1,3-diamino-2-hydroksipropaani-N, N, N', N' -tetraetik-kahapon käyttäminen peryhdisteiden stabiloimiseksi on tunnettua (GB-1 383 741, Ciba-Geigy, AG, sivu 1, rivit 44 -15 61). Tämä yhdiste ei kuitenkaan ole stabiili peryhdistei den läsnä ollessa, vaan muuttuu nopeasti varastoitaessa, jolloin syntyy hajoamistuotteita, joilla ei enää ole stabiloivaa vaikutusta peryhdisteiden liuoksiin.

Keksintö koskee vetyperoksidiliuoksia, jotka on 20 stabiloitu tehokkaasti pitkäksi ajaksi sisällyttämällä niihin koostumusta, joka sisältää aminopolykarboksyylihap-poa.

Täten keksintö koskee vetyperoksidin vesiliuosta, joka on stabiloitu käyttämällä koostumusta, joka sisältää 25 seoksen alkalimetalli- tai maa-alkalimetallipyrofosfaattia ja stabiloivaa ainetta, joka kuuluu aminopolykarboksyyli-happojen ryhmään, jossa stabiloiva aine on aminopolykar-boksyylihappo, jonka yleinen kaava on seuraava: 3Q hooc-ch2 ch2-cooh \ /

N-(CH2)x-CH-(CH2)y-N

/ I \ H00C-CH2 oh ch2-cooh 2 94617 jossa x on kokonaisluku 0, 1 tai 2; ja y on myös kokonaisluku 0, 1 tai 2; tai tämän hapon suola.

Vetyperoksidin vesiliuoksella tarkoitetaan mitä 5 tahansa vetyperoksidin vesiliuosta, jonka pitoisuus painosuhteena on 0,1 - 99 g H2O2:ta/100 g liuosta, ja edullisesti 0,5 - 95 %. Edullisesti tämä liuos voi olla kaupallinen vetyperoksidiliuos, jonka pitoisuus painosuhteena on 25 - 70 g H2O2:ta/100 g liuosta.

10 Useimmiten on edullista, että aminopolykarboksyy- lihapon yleisessä kaavassa luvut x ja y ovat sellaiset, ettei niiden summa ylitä kolmea ja edullisesti ei ylitä kahta.

Keksinnön mukaisen menetelmän toisen muunnoksen 15 mukaan, joka on edullinen, käytettävä aminopolykarboksyy-lihappo on sellainen, että sen kaavassa esiintyvät luvut x ja y ovat samat.

Erityisen kiinnostavia tuloksia antanut aminopoly-karboksyylihappo on l,3-diamino-2-hydroksipropaani-N,N-20 N',N'-tetraetikkahappo.

Keksinnön mukaisen menetelmän lisämuunnoksen mukaan luvut x ja y aminopolykarboksyylihapon yleisessä kaavassa ovat sellaiset, että toinen niistä on nolla. Tarvittaessa on toivottavaa, että toinen luku on muu kuin nolla, esi-25 merkiksi 1.

Keksinnön mukaan aminopolykarboksyylihapon suoloihin lukeutuvat suolat, jotka saadaan substituoimalla vetyatomi aminopolykarboksyylihapon yhdessä tai useammassa neljästä karboksyyliryhmästä metallikationilla tai ammo-30 niumilla. Metallikationi on edullisesti alkalimetalli- tai maa-alkalimetallikationi. Erityisen suositeltavia ovat alkalimetallit ja ammonium.

Ilmaisulla "aminopolykarboksylaatti" tarkoitetaan tästä eteenpäin keksinnön mukaisia aminopolykarboksyyli-35 happoja ja niiden suoloja.

• ♦ 1 ♦ • ♦ li 3 94617

Keksinnön mukaisissa stabiloivissa koostumuksissa pyrofosfaatin ja aminopolykarboksylaatin painosuhde voi olla 0,2 - 4,0, edullisesti 0,7 - 1,3. Erinomaisia tuloksia on saatu pyrofosfaatti/aminopolykarboksylaatti-paino-5 suhteella, joka on 1.

Pyrofosfaatti/aminopolykarboksylaattikoostumuksen optimipitoisuus vetyperoksidin vesiliuoksissa riippuu erilaisista parametreistä, etenkin vetyperoksidiliuoksen pitoisuudesta, sen pH:sta sekä valitusta aminokarboksy-10 laatista. Käytännössä on yleensä toivottavaa, että vetyperoksidin vesiliuos sisältää vähintään 0,5 mg pyrofos-faatti/aminopolykarboksylaattikoostumusta kohden kg: aa liuosta, ja edullisesti ei enempää kuin 1 500 mg. Edulliset pitoisuudet ovat 1 - 300 mg.

15 Keksintö koskee erotuksetta happamia, neutraaleja tai emäksisiä vetyperoksidiliuoksia. Siinä löytyy edullinen käyttö etenkin happamille liuoksille, joiden pH on 2-5.

Esimerkkejä tällaisista liuoksista ovat vetyperok-20 sidiliuokset, joita käytetään optisten lasien, erityisesti kontaktilinssien, puhdistukseen, H202-liuokset, joita käytetään nestemetallurgiassa etenkin metallien eristyksessä malmeja uuttamalla, H202-liuokset, joita käytetään kaivertamiseen, metallien puhdistuksessa ja kiillotuksessa (esi-: 25 merkiksi kylvyt kuparin kiillottamiseksi kemiallisesti, jollaisia kylpyjä kuvataan patenttihakemusjulkaisussa FR-A-87.13 407 (Solvay & Cie), H202-liuokset, joita käytetään ympäristönsuojelussa, kuten ne, joita käytetään nestemäisten tai kaasumaisten ulosvirtausten tekemiseksi myrkyttö-30 miksi, ja ne, joita käytetään vesien puhdistuksessa, H202-liuokset, joita käytetään elintarviketeollisuudessa, ja etenkin ne, joita käytetään pakkauspäällyksien ja -astioiden desinfioimiseksi.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan 35 vetyperoksidin vesiliuos voi olla vesipohjainen valkaisu- 1 ·· 4 94617 kylpy, joka sisältää vetyperoksidia pitoisuuden 0,5 - 50 g H202:ta/100 g liuosta. Esimerkkejä tällaisista valkaisukyl-vyistä ovat tekstiilimateriaalien vetyperoksidipitoiset pesu- tai valkaisunesteet sekä paperimassojen vetyperok-5 sidipitoiset valkaisunesteet.

Tekniikoissa paperimassojen valkaisemiseksi käyttämällä vetyperoksidin vesiliuoksia toisinaan saattaa osoittautua edulliseksi esikäsitellä valkaistava paperimassa pyrofosfaatti/aminopolykarboksylaattikoostumuksella, 10 joka edustaa keksinnön mukaisesti käytettyä koostumustyyp- piä edellä määritellyn mukaisesti, ennen kuin suoritetaan valkaisukäsittely vetyperoksidilla. Tämä viimeksi mainittu tekniikka on erityisen kiinnostava silloin, kun valkaistava massa kuuluu korkeatuottoisten massojen ryhmään.

15 Keksintö koskee myös menetelmää vetyperoksidin vesiliuoksen stabiloimiseksi, jonka mukaan vesiliuokseen sisällytetään koostumusta, joka sisältää seoksen alkalime-talli- tai maa-alkalimetallipyrofosfaattia ja stabiloivaa ainetta, joka kuuluu aminopolykarboksyylihappojen ryhmään, 20 jonka yleinen kaava on seuraava:

BOOC-CB2 CB2-COOH

\ /

N-(CB2)x-CH-(CH2)y-N

/ I \

H00C-CH2 OH CH2-C00B

jossa x on kokonaisluku 0, 1 tai 2; ja 30 y on myös kokonaisluku 0, 1 tai 2; tai näiden happojen suoloihin.

Keksinnön suoma etu on, että se antaa käyttöön vetyperoksidin vesiliuoksia, joiden stabiilisuus pitkällä aikavälillä raskasmetalli- ja siirtymäalkuainekationien 35 indusoimaa hajoamista vastaan on parantunut verrattuna • · < 5 94617 tunnetuilla orgaanisilla ja epäorgaanisilla stabiloivilla aineilla saatavaan. Seuraavat ei-rajaavat esimerkit esitetään keksinnön havainnollistamiseksi.

Esimerkit 1R - 14 5 Laitteiston passivointi

Laitteistolle, jota käytettiin kaikissa seuraavissa esimerkeissä, suoritettiin etukäteen passivointikäsittely, jotta eliminoitaisiin niiden epäpuhtauksien häiritsevä vaikutus, jotka ovat adsorboituneet pintaan, joka tulee 10 kosketuksiin käytettyjen stabiloitujen vetyperoksidiliuos-ten kanssa.

Tässä tarkoituksessa kaikki lasiesineet, jotka mahdollisesti joutuvat kosketuksiin H202:n kanssa, upotettiin HN03-vesiliuokseen, jonka pitoisuus oli 65 paino-%, ja 15 pidettiin tässä 75 °C:ssa 24 tunnin ajan.

Pitkäaikaisen stabiilisuuden testit

Yhden litran erlenmeyer-kolvissa, joka on passivoitu, kuten edellä kuvattiin, sekoitettiin vetyperoksidin vesiliuosta, jonka pitoisuus oli 85 paino-%, kahteen ker-20 taan tislattua vettä, stabiloiva aine ja metalli-ioni-liuos, joka sisälsi FeCl3:ea ja CuCl2:ta suhteessa 5 moolia FeCl3:ea 1 moolia CuCl2:ta kohden. Käytettyjen eri ainesosien määrät laskettiin kahden tyyppisen loppuseoksen muodostamiseksi, jotka sisälsivät vastaavasti 35 g H202:ta/ ,, - 25 100 g liuosta ja 70 g H202:ta/100 g liuosta sekä 5 mg me talleja (ilmaistuna summana Fe + Cu) kg:aa kohden liuosta ja 250 mg stabiloivaa ainetta (pitoisuus 100 % aktiivista ainetta) kg:aa kohden liuosta.

Saadut tulokset esitetään taulukossa I (H202:n pi-30 toisuus 35 paino-%) ja II (H202:n pitoisuus 70 paino-%).

Kokeissa 5R, 7, 12R ja 14, joissa käytettiin kahden stabiloivan aineen seosta, käytettiin 125 mg kumpaakin näistä kahdesta stabiloivasta aineesta kg:aa kohden liuosta.

6 94617

Stabiloivina aineina käytettiin yhtäältä keksinnön mukaista 1,3-diamino-2-hydroksipropaani-N,N,N',N'-tetra-etikkahappoa (nimetään tästä eteenpäin DPTA) ja toisaalta tiettyjä tunnettuja stabiloivia aineita, jotka eivät ole 5 keksinnön mukaisia, ja jotka kuuluvat kahteen erilliseen ryhmään, nimittäin polyfosfaattia, jota valmistaa yritys Monsanto ja jota myydään kauppanimellä Dequest, sekä kahta stabiloivaa ainetta, jotka edustivat epäorgaanista tyyppiä. Näitä eri stabiloivia aineita käytettiin yksinään tai 10 seoksena ja ne nimettiin seuraavilla lyhenteillä: PYRO: Na2H2P207, natriumpyrofosfaatti; STAN: Na2Sn03: natriumstannaatti; D2066: dietyleenitriamiinipenta(natriummetyleeni- fosfonaatti), jossa lyhenne D2066 merkitsee yrityksen 15 Monsanto tuotetta Dequest*.

» · ·

• I

94617

•H

•S m n vo 5 v - -o

Γ J(" I CT\ I 1—( rH rH

vo 'd* vD m * Λ

N vo in in <N

O o*° - V * ™ i o i O co m in

® H (S rH rH CO

M

S CO CT> H CO

C 5 <*> - vv v O

0) T i .h i co in co 0) *L vo es m co Λ 2 H (O Ä 40 τι N in σ> in iH ^ C S* * i co i ij io h in

0) * rH N iH CS CO

•o ,

3 M

ιβ «S σ> co co k 3 ·** ' ‘ ‘ *· o D T i ts i o co en 3 > ^ es co es

Λ *2 es «ö X

„ es en S' o •HrtJPvvvvv M h i co i rH s in

Sh * |H es es es C0 λ x (0 >3 co ή es in eri C -3 vvvt'.v v o eo **» s O co v o in > OI CO O» h N rH (0 e 2 3

0) H JS r-v 4J

W * 4-> Ä ^ S CO rv O O 3

O ~ O v If sv VV rH

3 o «x* v es id eriin 3 •H N (S es N CO N (S CO Λί

ij K

_ e 3 >

Λλ»00000 OO iH

s =£ • ? Qj 40

O *3 rH

N eri σ es o σ meri rv vvvvv vv rv « * s s in in s s·'* * S co eo co co eo coco ^ 3 > •rl

O

H O O

H -H ID lO 05 K

Λ® 0<v0i0iH2<S- . . O «OC lDSE-*OOa,<&HQ.

X +J-H S* & IS CS E-iO- X W(0 0.000 + (00 + 3

•H

3 O) 0 eo o w k κ tn cc a m H K e rH es co -s' in vdc^ « Li « 8 94617

H

Ί* tji τ* vo r·' "5 rt» > - - ^ Γ i in i o σ> co

in co co en rH

xr A

O rt» rH σ rH ID N

N K VK VV

® i ι-h i oo m vo co en ry rji tji vo

•H

•S in co σ es C ZZ ' ' ' ' «*

0) Γ I in I O H rH

(U i, <a° rji (N en (N o Λ 2 h n " ao

n n O o m τί1 iH

C S* rt» i co' i vo" [v in σ O) 33 oo m x* in vo Ό , 3 ·Η td * ^ rH χ*

Λ * - * V O

3 rt» I O I xf tS xtf

3 .2 CO rH CM rH

J* »S

(N -G

a in co n) co es cm H O ^ *“ * * * « N I CO I o o o o >1 SS <5* vo in vo cn >1 h -d

fö "* rH CO O VO

C Λ .. * * * rH

te 7 i? N in CD v rH »o > cOrHcoinrH in to C =2 3

0) H Λ ^ +J

M -K -P

X t> in vo o σ 3

O O - - «· - H

3 o rt» - co v vo rH νοσ 3 •iH N o Λ 00 Ii VO vOvO id J 33

C

•rl »0 X >

Λ OOOOO OO -H

H rt» a0 &

O >3 rH

N σ in (N co co e** O **'*·*· V» ^ « rt» σ σ o o σ o σ * S vo vo r-' vo vo ^ 10 >

H

O

H rH O O

H -H VO VO 05 OS

Λβ) OCvovotHZCjH

o n e iqshoocuchcu X ·μ·π courses ho.

X W (fl CUQQQ + C0Q + 3

rH

3 <D O OS OS OS OS

(0 OlH OS OS O rH (N CO xJ>

E-l K d CO σ rH rH rH rH rH

»V i.

9 94617

Tulokset osoittavat selvästi keksinnön mukaisen liuoksen DPTArn ja PYRO:n tuottaman synergistisen vaikutuksen.

. »

Claims (14)

10 94617

1. Vetyperoksidin vesiliuos, joka on stabiloitu käyttämällä koostumusta, joka sisältää stabiloivaa ainet- 5 ta, joka kuuluu aminopolykarboksyylihappojen ryhmään, tunnettu siitä, että koostumus sisältää seoksen alkalimetalli- tai maa-alkalimetallipyrofosfaattia ja aminopolykarboksyylihappoa, jonka yleinen kaava on seu-raava:

10 HOOC-CH2 CH2-COOH \ / N-(CH2)x-CH-(CH2)y-N

15. I \ B00C-CH2 OB CH2-C00H jossa x on kokonaisluku 0, 1 tai 2; ja 1 y on myös kokonaisluku 0, 1 tai 2; 20 tai tämän hapon suolaa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liuos, tunnettu siitä, että x ja y valitaan siten, ettei niiden summa ylitä kolmea.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen liuos, 25 tunnettu siitä, että x:llä ja y:llä on sama arvo.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen liuos, tunnettu siitä, että toinen luvuista x tai y on nolla.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen liuos, 30 tunnettu siitä, että alkalimetalli- tai maa-alka- limetallipyrofosfaatin painosuhde aminopolykarboksyylihap-* poon tai sen johonkin suolaan on 0,2 - 4,0.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen liuos, tunnettu siitä, että aminopolykarboksyylihappo on 1,3-35 diamino-2-hydroksipropaani-N,N,N1N'-tetraetikkahappo. · ' « · U - 94617

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen liuos, tunnettu siitä, että se on kaupallinen konsentroitu liuos, jonka pitoisuus on 0,5 - 95 paino-% vetyperoksidia.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen liuos, tunnettu siitä, että se on tekstiilien pesu- tai valkaisukylpy.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen liuos, tunnettu siitä, että se on paperimassan valkaisu- 10 neste.

10. Menetelmä vetyperoksidin vesiliuoksen stabi-loimiseksi käyttämällä koostumusta, joka sisältää stabiloivaa ainetta, joka kuuluu aminopolykarboksyylihappojen ryhmään, tunnettu siitä, että liuokseen sisälly- 15 tetään seoksena alkalimetalli- tai maa-alkalimetallipyro- fosfaattia ja aminopolykarboksyylihappoa, jonka yleinen kaava on seuraava: HOOC-CH2 CH2-COOH 20 \ / N-(CB2)x-CH-(Ce2)y-N / I \

25 HOOC-CH2 OH CH2-COOB jossa x on kokonaisluku 0, 1 tai 2; ja y on myös kokonaisluku 0, 1 tai 2; tai tämän hapon suolaa. 94617