WO1995035258A1 - Low temperature synthesis process for crystalline disilicates-i - Google Patents

Low temperature synthesis process for crystalline disilicates-i Download PDF

Info

Publication number
WO1995035258A1
WO1995035258A1 PCT/EP1995/002286 EP9502286W WO9535258A1 WO 1995035258 A1 WO1995035258 A1 WO 1995035258A1 EP 9502286 W EP9502286 W EP 9502286W WO 9535258 A1 WO9535258 A1 WO 9535258A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
alkali metal
silicates
crystalline
content
Prior art date
Application number
PCT/EP1995/002286
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Dolhaine
Helmut Blum
Wolfgang Breuer
Original Assignee
Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien filed Critical Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
Publication of WO1995035258A1 publication Critical patent/WO1995035258A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/36Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
    • C01B33/38Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type

Abstract

A process for producing crystalline alkali metal disilicates useful as builders for washing and cleaning products is characterised in that amorphous alkali metal silicates in a modular range (i.e. molar ratio SiO2 : M2O, in which M stands for alkali metal) from 1.8 to 2.5 are after-baked in the presence of 5 to 25 % by weight water, in relation to the dry substance content of the alkali metal silicates, at a temperature ranging from 200 to 400 °C and under an autogenous steam pressure.

Description

"Verfahren zur Niedertemperatursvnthese kristalliner Disilicate-I'"Method for Low-Temperature Synthesis of Crystalline Disilicate-I '
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher kristalliner Alkalimetallsilicate, indem man amorphe Alkalimetallsilicate in Gegenwart von Wasser unter autogenem Wasserdampfdruck einer Temperatur¬ behandlung zwischen 200 und 400 °C unterwirft.; Die. Produkte können als BuilderSubstanzen und als Korrosionsschutzmittel in Wasch- und Reinigungs¬ mitteln eingesetzt werden.The invention describes a process for producing water-soluble crystalline alkali metal silicates by subjecting amorphous alkali metal silicates to a temperature treatment between 200 and 400 ° C. in the presence of water under autogenous water vapor pressure; The. Products can be used as builder substances and as anti-corrosion agents in washing and cleaning agents.
Von Willgallis und Range, Glastechn. Ber. 37 (4), S. 194-200 (1964) wurde das Kristallisationsverhalten von zuvor geschmolzenem oder ungeschmolzenem amorphem Natriumdisilicat bei Temperung untersucht. Dabei wurden die α, ß und gamma-Phase erhalten und durch ihre Röntgenbeugungsdiagramme charakte¬ risiert. Bei der Temperung von zuvor geschmolzenem amorphem Natriumdisili¬ cat im Temperaturbereich zwischen 500 und 820 °C für 120 Stunden wurden Produkte erhalten, die einen mit der Temper-Temperatur zunehmenden Gehalt an α-Phase aufwiesen. Die Abbildung 2 dieser Arbeit zeigt in der linken Hälfte, daß nach dem Tempern von zuvor geschmolzenem Wasserglas bei 500 °C wenig α-Phase neben viel gamma-Phase vorliegt, während bei 550 °C etwa gleiche Anteile α- und ß-Phase, bei 600 °C etwa 1/3 soviel α- wie ß-Phase und oberhalb 650 °C im Oberschuß α-Phase entstehen.By Willgallis and Range, glass techn. Ber. 37 (4), pp. 194-200 (1964), the crystallization behavior of previously melted or unmelted amorphous sodium disilicate was investigated under heat treatment. The α, β and gamma phases were obtained and characterized by their X-ray diffraction diagrams. During the annealing of previously melted amorphous sodium disilicate in the temperature range between 500 and 820 ° C. for 120 hours, products were obtained which had an α-phase content which increased with the annealing temperature. Figure 2 of this work shows in the left half that after the tempering of previously melted water glass at 500 ° C there is little α phase in addition to a lot of gamma phase, while at 550 ° C about the same proportions of α and β phases 600 ° C about 1/3 as much α- as ß-phase and above 650 ° C in the upper part of the α-phase.
Dieser Befund deckt sich mit den Ergebnissen des Verfahrens nach DE-A-4000705. Das Dokument gibt an: Zur Herstellung von kristallinen Natriumsilicaten mit Schichtstruktur der Formel Na2Six02χ+i, wobei x zwi¬ schen 2 und 3 liegt, schmilzt man zunächst Sand und Soda in einem MolVer¬ hältnis ("Modul") Siθ2/Na2θ von 2 bis 3,5 bei Temperaturen von 1.200 bis 1.400 °C auf. Das nach dem Erkalten der Schmelze anfallende stückige Was¬ serglas mahlt man auf Korngrößen von weniger als 2 mm auf, bevor man es in einer langgestreckten Reaktionszone unter mechanischer Umwälzung 10 bis 120 Minuten bei Temperaturen von 600 bis 800 °C behandelt. Schließlich mahlt man das die Reaktionszone verlassende Material auf eine Kornfeinheit von weniger als 1 mm auf. Gemäß den Ausführungsbeispielen hierzu erhält man im Falle der Disilicate ein Material, das überwiegend aus der α-Modi- fikation besteht und geringe Anteile einer delta-Modifikation enthält. Die delta-Modifikation ist durch ihr Röntgenbeugungsdiagramm in der DE-A-34 17649 charakterisiert. Die Röntgenbeugungsdiagram e der α-, ß- und garnma-Modifikationen sind ebenfalls angegeben. Sie sind auch in der dem Kristallographen geläufigen JCPDS-Datei enthalten. Die röntgenographi- sche Charakterisierung kann auch der EP-B-164514 entnommen werden, die weiterhin die Nummern der entsprechenden Einträge der JCPDS-Datei angibt.This finding coincides with the results of the process according to DE-A-4000705. The document states: For the production of crystalline sodium silicates with a layer structure of the formula Na2Si x 02χ + i, where x is between 2 and 3, sand and soda are first melted in a molar ratio (“module”) of SiO 2 / Na 2 O of 2 to 3.5 at temperatures from 1,200 to 1,400 ° C. The lumpy water glass obtained after cooling of the melt is ground to particle sizes of less than 2 mm before being treated in an elongated reaction zone with mechanical circulation at temperatures of 600 to 800 ° C. for 10 to 120 minutes. Finally the material leaving the reaction zone is ground to a particle size of less than 1 mm. According to the exemplary embodiments, a material is obtained in the case of the disilicate which consists predominantly of the α modification and contains small amounts of a delta modification. The delta modification is characterized by its X-ray diffraction diagram in DE-A-34 17649. The X-ray diffraction patterns e of the α, β and garnma modifications are also given. They are also contained in the JCPDS file familiar to the crystallographer. The X-ray characterization can also be found in EP-B-164514, which also gives the numbers of the corresponding entries in the JCPDS file.
Die DE-A-3417649 stellt sich nicht explizit die Aufgabe, die delta-Modi¬ fikation des schichtförmigen Disilicats herzustellen, grenzt sich jedoch von der oben genannten Literaturstelle in den Glastechn. Berichten dadurch ab, daß nach dem dortigen Verfahren die delta-Modifikation nicht erhalten werden könne. Es wird ein Herstellverfahren beansprucht, bei dem man eine wäßrige Lösung eines amorphen Natriumsilicats mit einem Modul zwischen 1,9 und 3,5 unter Zusatz von 0,01 bis 30 Gew.-Teilen des herzustellenden kri¬ stallinen Natriumsilicats entwässert und die entwässerte Reaktionsmischung solange bei einer Temperatur zwischen 450 °C und dem Schmelzpunkt hält, bis das Natriumsilicat kristallisiert ist.DE-A-3417649 does not explicitly set itself the task of producing the delta modification of the layered disilicate, but is limited from the above-mentioned reference in glass technology. Report that the delta modification could not be obtained by the process there. A production process is claimed in which an aqueous solution of an amorphous sodium silicate with a modulus between 1.9 and 3.5 with the addition of 0.01 to 30 parts by weight of the crystalline sodium silicate to be produced is dewatered and the dehydrated reaction mixture as long at a temperature between 450 ° C and the melting point until the sodium silicate has crystallized.
In der EP-A-293640 wird laut Aufgabenstellung die Herstellung der delta- Modifikation angestrebt, im Hauptanspruch wird jedoch allgemeiner ein Ver¬ fahren zur Herstellung von kristallinen Natriumsilicaten mit Schichtstruk¬ tur und einem Modul von 1,9 bis 3,5 beansprucht. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß manIn EP-A-293640 the production of the delta modification is aimed at, but in the main claim a process for the production of crystalline sodium silicates with a layer structure and a module of 1.9 to 3.5 is more generally claimed. The process is characterized in that
a) eine Wasserglaslösung mit einem Feststoffgehalt von 20 bis 65 Gew.- derart sprühtrocknet, daß das Abgas der Sprühtrocknung eine Temperatur von mindestens 140 °C aufweist, b) das sprühgetrocknete Produkt in einer bewegten Feststoffschicht bei Temperaturen von 500 bis 800 °C für eine Dauer von 1 bis 60 Minuten in Gegenwart von mindestens 10 Gew.-% eines Rückgutes tempert.a) a water glass solution with a solids content of 20 to 65 wt .-- spray dried such that the exhaust gas from the spray drying has a temperature of at least 140 ° C, b) the spray-dried product in a moving solid layer at temperatures of 500 to 800 ° C for one Duration of 1 to 60 minutes in the presence of at least 10% by weight of a return material.
Den beiden letztgenannten Offenlegungsschriften ist gemeinsam, daß zur Herstellung der kr stallinen Silicate mit Schichtstruktur zunächst amor¬ phes Natriumsilicct in Wasser aufgelöst und anschließend durch Verdampfen des Wassers, beispielsweise durch Sprühtrocknung, in eine wasserhaltige, pulverige Form überführt wird, die man anschließend bei einer Temperatur oberhalb 450 °C tempert. Alternativ hierzu beschreibt W091/08171 ein Ver¬ fahren zur hydrothermalen Herstellung von kristallinem Natriumdisilicat, bei dem eine wäßrige Silicatlösung mit einem Feststoffgehalt zwischen 50 und 75 Gew.-% bei einer Temperatur von mindestens 235 °C unter autogenem Druck in einem Druckbehälter erhitzt wird, wobei das kristalline schicht- förmige Natriumdisilicat ausfällt und von der Mutterlauge abgetrennt wird. Hierbei wird die ß-Modifikation erhalten.The latter two publications have in common that for Production of the crystalline silicates with a layer structure, first of all amorphous sodium silicate dissolved in water and then converted into a water-containing, powdery form by evaporation of the water, for example by spray drying, which is then tempered at a temperature above 450 ° C. As an alternative to this, WO91 / 08171 describes a process for the hydrothermal production of crystalline sodium disilicate, in which an aqueous silicate solution with a solids content of between 50 and 75% by weight is heated in a pressure vessel at a temperature of at least 235 ° C. under autogenous pressure, the crystalline layered sodium disilicate precipitates and is separated from the mother liquor. Here, the β modification is obtained.
Aus der EP-B-425427 geht hervor, daß man bei der (drucklosen) Temperung sprühgetrockneter Wassergläser im Temperaturbereich zwischen 250 und 500 °C amorphe Produkte mit einem Wassergehalt von 0,3 bis 6 Gew.- erhält.EP-B-425427 shows that amorphous products with a water content of 0.3 to 6% by weight are obtained in the (pressure-free) tempering of spray-dried water glasses in the temperature range between 250 and 500 ° C.
Die Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, ein Verfahren zur Her¬ stellung kristalliner Alkalimetall-Disilicate aus amorphen Vorstufen zur Verfügung zu stellen, das im energetisch günstigeren Temperaturbereich zwischen etwa 200 und etwa 400 °C durchgeführt werden kann und bei dem keine Abtrennung des Produkts aus einer flüssigen Phase erforderlich ist.In contrast, the object of the invention is to provide a process for the production of crystalline alkali metal disilicates from amorphous precursors which can be carried out in the more energetically favorable temperature range between about 200 and about 400 ° C. and in which the product is not separated off a liquid phase is required.
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Herstellung kristalliner Alkalimetall-Disilicate, dadurch gekennzeichnet, daß man amorphe Alkalime¬ tall-Silicate im Modulbereich (= MolVerhältnis S1O2 : 2O, M = Alkalime¬ tall) 1,8 bis 2,5 in Anwesenheit von 5 bis 25 Gew.-% Wasser, bezogen auf den Trockensubstanzgehalt der Alkalimetallsilicate, im Temperaturbereich zwischen 200 und 400 °C unter autogenem Wasserdampfdruck tempert.The invention accordingly relates to a process for the preparation of crystalline alkali metal disilicates, characterized in that amorphous alkali metal silicates in the module range (= molar ratio S1O2: 2O, M = alkali metal) 1.8 to 2.5 in the presence of 5 up to 25% by weight of water, based on the dry matter content of the alkali metal silicates, is tempered in the temperature range between 200 and 400 ° C. under autogenous water vapor pressure.
Dabei kann das Wasser an die Alkalimetallsilicate gebunden sein, bei¬ spielsweise als Hydratwasser oder als Hydroxylgruppen. In diesem Fall wird als Wassergehalt der Gewichtsverlust definiert, der beim Erhitzen der was¬ serhaltigen Alkalimetallsilicate auf 800 °C eintritt. Der Rückstand stellt den Trockensubstanzgehalt dar. Im Sinne der Erfindung kann das Wasser je¬ doch auch als physikalisch anhaftende Feuchtigkeit oder als getrennte Flüssig- unu oder Dampfphase anwesend sein. Dies heißt, daß während des Kristalliserens ein Zweiphasensystem Festkörper/Wasserdampf oder ein Drei¬ phasensystem Festkörper/flüssiges Wasser/Wasserdampf vorliegen kann.The water can be bound to the alkali metal silicates, for example as water of hydration or as hydroxyl groups. In this case, the water content is defined as the weight loss which occurs when the water-containing alkali metal silicates are heated to 800 ° C. The residue represents the dry matter content. According to the invention, however, the water can also be present as physically adhering moisture or as a separate liquid or vapor phase. This means that during the A two-phase system solid / water vapor or a three-phase system solid / liquid water / water vapor can crystallize.
Unter "autogenem Wasserdampfdruck" ist derjenige Wasserdampfdruck gemeint, der sich beim Erhitzen der Alkalimetall-Silicate in Gegenwart der angege¬ benen Wassermenge in einem geschlossenen Behälter auf die angegebenen Tem¬ peraturen von selbst einstellt. Das Behältervolumen wird dabei aus Wirt¬ schaftlichkeitsgründen so bemessen, daß es das 5-fache des Volumens der eingebrachten Substanzen nicht übersteigt. Andererseits muß das Behälter¬ volumen selbstverständlich mindestens so groß sein wie das Volumen der eingebrachten Substanzen. Unter diesen Bedingungen liegt der autogene Was¬ serdampfdruck zwischen Atmosphärendruck und dem Gleichgewichtsdampfdruck von reinem Wasser bei der eingestellten Temperatur."Autogenous water vapor pressure" means the water vapor pressure which, when the alkali metal silicates are heated in the presence of the specified amount of water in a closed container, adjusts itself to the temperatures indicated. For reasons of economy, the container volume is dimensioned such that it does not exceed 5 times the volume of the substances introduced. On the other hand, the container volume must of course be at least as large as the volume of the substances introduced. Under these conditions, the autogenous water vapor pressure lies between atmospheric pressure and the equilibrium vapor pressure of pure water at the set temperature.
Wenn im Sinne dieser Erfindung von kristallinen Natriumdisilicaten die Rede ist, so sind damit solche Produkte gemeint, die die für kristalline Natriumdisilicate mit SchichtStruktur typischen Röntgendiagramme aufwei¬ sen, wie sie beispielsweise in der eingangs zitierten Literatur wiederge¬ geben werden. In der Praxis ist es möglich, daß diese Produkte nicht exakt die Zusammensetzung a2Sι*2θ5 aufweisen, sondern von dieser streng stöchio- metrischen Zusammensetzung abweichen. Insbesondere ist es möglich, daß ein Teil der Natriumionen durch Wasserstoffionen ersetzt ist, so daß die Pro¬ dukte einen geringeren analytischen Natriumgehalt bzw. einen erhöhten Si- liciumgehalt aufweisen. Demnach kann das analytische Verhältnis SiÜ Na2θ der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen kristallinen Natrium¬ disilicate etwa im Bereich zwischen 1,9 : 1 und 2,3 : 1 liegen. Es hat sich gezeigt, daß der Modul der eingesetzten amorphen Alkalimetallsilicate noch weiter von diesem Bereich abweichen und etwa im Bereich 1,8 bis 2,5 liegen kann. Bei der Temperung solcher amorpher Ausgangsprodukte entstehen kristalline Substanzen mit Röntgenbeugungsdiagram en von Disilicaten, also von Produkten mit dem theoretischen Modul von 2. Es kann angenommen wer¬ den, daß überschüssiges Silicium zumindest teilweise in Form von Kiesel¬ säure, überschüssiges Alkali in Form von Metasilicaten mit einem Modul von 1 ausgeschieden werden.If the term "crystalline sodium disilicate" is used in the context of this invention, it means products which have the X-ray diagrams typical of crystalline sodium disilicate with a layer structure, as are given, for example, in the literature cited at the beginning. In practice it is possible that these products do not have the exact composition a2Sι * 2θ5, but differ from this strictly stoichiometric composition. In particular, it is possible for some of the sodium ions to be replaced by hydrogen ions, so that the products have a lower analytical sodium content or an increased silicon content. Accordingly, the analytical ratio SiÜ Na2θ of the crystalline sodium disilicate obtained by the process according to the invention can be approximately in the range between 1.9: 1 and 2.3: 1. It has been shown that the modulus of the amorphous alkali metal silicates used can deviate further from this range and can be in the range from 1.8 to 2.5. The tempering of such amorphous starting products gives rise to crystalline substances with X-ray diffraction diagrams of disilicates, that is to say of products with the theoretical module of 2. It can be assumed that excess silicon is at least partially in the form of silica, excess alkali in the form of metasilicates be eliminated with a module of 1.
Die zur Kristallisation durch thermische Behandlung unter autogenem Was- serdampfdruck im Temperaturbereich zwischen 200 und 400 °C erforderlichen Kristallisierzeiten liegen zwischen etwa 10 und etwa 180 min, insbesondere zwischen etwa 30 und etwa 120 min. Bei kürzeren Kristallisierzeiten be¬ steht die Gefahr eines nicht vollständigen Auskristallisieren des Pro¬ dukts. Längere Kristallisierzeiten sind möglich, erbringen jedoch keinen weiteren Vorteil. Bevorzugte Temperaturen liegen zwischen 210 und 300 °C.Crystallization by thermal treatment under autogenous water Steam pressure in the temperature range between 200 and 400 ° C required crystallization times are between about 10 and about 180 minutes, in particular between about 30 and about 120 minutes. With shorter crystallization times, there is a risk of the product not completely crystallizing out. Longer crystallization times are possible, but have no further advantage. Preferred temperatures are between 210 and 300 ° C.
Die erwünschte Umwandlung der amorphen Alkalimetallsilicate in kristalline Alkalimetall-Disilicate tritt bei Wassergehalten zwischen etwa 5 und etwa 25 Gew.-%, bezogen auf den Trockensubstanzgehalt der Alkalimetallsilicate, ein. Dabei ist es überraschenderweise unerheblich, ob das Wasser als phy¬ sikalisch oder chemisch gebundenes Wasser oder in freier Form vorliegt. Geringere Wassergehalte verringern die Ausbeute an kristallinem Produkt, höhere Wassergehalte führen zu feuchten Produkten und erfordern eine Nach¬ trocknung. Bevorzugt ist es, bei Verwendung von weitgehend wasserfreiem, d.h. einen Wassergehalt < 1 % aufweisendem gemahlenem Schmelzglas den Was¬ sergehalt vor der Temperung auf 7 bis 20 Gew.-% einzustellen. Setzt man wasserhaltige, durch Trocknung einer Wasserglaslösung erhaltene Wasser¬ glaspulver, -schuppen oder -granulate ein, sollen diese vorzugsweise einen Wassergehalt zwischen 15 und 25 Gew.-% aufweisen.The desired conversion of the amorphous alkali metal silicates into crystalline alkali metal disilicates occurs at water contents between about 5 and about 25% by weight, based on the dry matter content of the alkali metal silicates. It is surprisingly irrelevant whether the water is in the form of physically or chemically bound water or in free form. Lower water contents reduce the yield of crystalline product, higher water contents lead to moist products and require post-drying. It is preferred, when using largely anhydrous, i.e. a ground melting glass having a water content of <1%, the water content before the tempering to 7 to 20% by weight. If water-containing water glass powder, flakes or granules obtained by drying a water glass solution are used, these should preferably have a water content of between 15 and 25% by weight.
Für die Temperung sind demnach Ausgansprodukte geeignet, die einen ent¬ sprechenden Wassergehalt, beispielsweise als Hydratwasser oder als in Form von Hydroxylgruppen chemisch gebundenes Wasser aufweisen. Amorphe Alkali¬ metallsilicate mit derartigen Wassergehalten werden üblicherweise erhal¬ ten, wenn man Wasserglaslösungen nach im Stand der Technik bekannten Me¬ thoden trocknet. Geeignet sind beispielsweise Wasserglaspulver, die durch Sprühtrocknung von Wasserglaslösungen erhalten werden können, Wasserglas¬ schuppen, die bei der Trocknung von Wasserglaslösung auf einem Walzenstuhl entstehen, oder Wasserglasgranulate, wie man sie beispielsweise durch Tur¬ botrocknung gemäß der EP-A-526978 und EP-A-542131 erhalten kann. Als amorphes Ausgangsprodukt kann aber auch weitgehend wasserfreies, gemahle¬ nes Schmelzglas eingesetzt werden. Solche Produkte weisen üblicherweise Wassergehalte, bestimmbar durch Erhitzen auf 800 °C, von unter 1 Gew.-% auf. Bei der erfindungsgemäßen Kristallisation eines solchen Ausganspro¬ duktes ist es erforderlich, die notwendige Wassermenge getrennt in das Druckgefäß einzubringen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man das weitgehend wasserfreie, gemahlene Schmelzglas mit einer entspre¬ chenden Wassermenge anfeuchtet. Das Wasser kann jedoch auch direkt in flüssiger Form in das Druckgefäß gegeben werden.Starting products which have a corresponding water content, for example as water of hydration or as water chemically bound in the form of hydroxyl groups, are therefore suitable for the heat treatment. Amorphous alkali metal silicates with such water contents are usually obtained if water glass solutions are dried according to methods known in the art. Suitable are, for example, water glass powders which can be obtained by spray drying water glass solutions, water glass scales which are formed when water glass solution is dried on a roller mill, or water glass granules such as are obtained, for example, by turbo drying according to EP-A-526978 and EP A-542131. However, largely anhydrous, ground, melted melting glass can also be used as the amorphous starting product. Such products usually have water contents, which can be determined by heating to 800 ° C., of less than 1% by weight. In the crystallization of such a starting product according to the invention, it is necessary to separate the necessary amount of water into the Introduce pressure vessel. This can be done, for example, by moistening the largely water-free, ground melting glass with a corresponding amount of water. However, the water can also be added directly to the pressure vessel in liquid form.
Als Druckgefäß sind beispielsweise Autoklaven geeignet, in denen das Pro¬ dukt während der Kristallisation ohne Bewegung verbleibt. Die Temperatur¬ behandlung kann auch unter Durchmischung des Tempergutes erfolgen, bei¬ spielsweise in einer beheizten sich drehenden Trommel, die vorzugsweise mit mischenden Einbauten versehen ist.As a pressure vessel, for example, autoclaves are suitable in which the product remains motionless during crystallization. The temperature treatment can also be carried out by mixing the material to be tempered, for example in a heated rotating drum which is preferably provided with mixing internals.
Als Alkalimetallsilicate können im Sinne dieser Erfindung Natrium- oder Kaliumsilicate oder Gemische hiervon eingesetzt werden. Aus ökonomischen Gründen sind Natriumsilicate bevorzugt. Kaliumsilicate weisen jedoch den Vorteil einer erhöhten Löslichkeit auf, so daß man in den Fällen, bei de¬ nen es auf eine besonders gute Löslichkeit ankommt, Kaliumsilicaten den Vorzug bieten wird. Einen Kompromiß hinsichtlich Kosten und Löslichkeit stellen mit Kalium dotierte Natriumsilicate dar, bei denen beispielsweise das Natrium soweit durch Kalium ersetzt wird, daß das Produkt einen K2O- Gehalt von bis zu 5 Gew.-% aufweist.For the purposes of this invention, sodium or potassium silicates or mixtures thereof can be used as alkali metal silicates. Sodium silicates are preferred for economic reasons. However, potassium silicates have the advantage of increased solubility, so that in those cases where particularly good solubility is important, potassium silicates will be preferred. A compromise in terms of cost and solubility is represented by potassium-doped sodium silicates, in which, for example, the sodium is replaced by potassium to such an extent that the product has a K2O content of up to 5% by weight.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten kristallinen Al- kalimetall-Schichtsilicate weisen Schüttgewichte im Bereich von 320 bis 450 g/1 auf. Erwünschtenfalls können diese durch geeignete Maßnahmen, bei¬ spielsweise Kompaktierung, erhöht werden.The crystalline alkali metal layered silicates produced by the process according to the invention have bulk densities in the range from 320 to 450 g / l. If desired, these can be increased by suitable measures, for example compacting.
BeispieleExamples
Für die Beispiele wurde amorphes Natriumwasserglas mit einem Modul von 2 eingesetzt. Für die Beispiele 1 bis 6 wurde wasserfreies Schmelzglas ein¬ gesetzt, das vermählen und auf eine Korngröße unterhalb 0,5 mm abgesiebt wurde. Für das Beispiel 7 wurde als Ausgangsprodukt ein sprühgetrocknetes Wasserglas mit Hohlkugelstruktur und einem Wassergehalt (bestimmt als Ge¬ wichtsverlust bei 800 °C) von 19 Gew.-% eingesetzt (Porti1R A, Henkel KGaA, Düsseldorf). Bei den Beispielen 1 bis 5 wurde die angegebene Was- sermenge als getrennte Phase neben das wasserfreie Wasserglaspulver in den Autoklaven eingebracht. Im Beispiel 6 wurde das Wasserglaspulver mit der angegebenen Wassermenge angefeuchtet. Im Beispiel 7 wurde außer dem im Sprühprodukt gebundenen Wasser kein weiteres Wasser zugegeben. Die jeweils eingesetzten Wassermengen (in Gew.-% bezüglich des wasserfreien amorphen Natriu silicats) sind in Tabelle 1 angegeben.Amorphous sodium water glass with a module of 2 was used for the examples. For examples 1 to 6, anhydrous melting glass was used, which was ground and sieved to a particle size below 0.5 mm. For Example 7, was used as starting product a spray dried water glass with hollow spherical structure and a water content (determined as Ge weight loss at 800 ° C) of 19 wt .-% is used (Porti1 R A, Henkel KGaA, Dusseldorf). In Examples 1 to 5, the specified water quantity introduced as a separate phase next to the water-free water glass powder in the autoclave. In Example 6, the water glass powder was moistened with the specified amount of water. In Example 7, apart from the water bound in the spray product, no further water was added. The amounts of water used in each case (in% by weight based on the anhydrous amorphous sodium silicate) are given in Table 1.
Jeweils etwa 1 1 der Ausgangssubstanzen wurden in geschlossenen 2 1-Auto- klaven auf die in Tabelle 1 angegebenen Endtemperaturen aufgeheizt, wobei sich der angegebene autogene Wasserdampfdruck einstellte. Die Tabelle 1 enthält weiterhin die Zeiten, für die sich die Proben bei einer Temperatur von 210 °C oder darüber befanden. Diese Zeiten setzen sich zusammen aus der Aufheizzeit zwischen 210 °C und der Endtemperatur sowie der Haltezeit bei der Endtemperatur. Dabei betrug die Aufheizzeit zwischen 210 und 240 °C etwa 10 min. Nach diesen Zeiten wurde der Autoklav entspannt und abge¬ kühlt.In each case, about 1 1 of the starting substances were heated in closed 2 1 autoclaves to the final temperatures given in Table 1, the autogenous water vapor pressure being set. Table 1 also contains the times for which the samples were at a temperature of 210 ° C or above. These times are made up of the heating-up time between 210 ° C and the final temperature and the holding time at the final temperature. The heating time between 210 and 240 ° C was about 10 minutes. After these times, the autoclave was let down and cooled.
Die erhaltenen Produkte wurden durch ihre Röntgenbeugungsdiagram e charak¬ terisiert (Tabelle 1).The products obtained were characterized by their X-ray diffraction diagram (Table 1).
Die Versuche belegen, daß unter den erfindungsgemäßen Bedingungen kristal¬ line Disilicate erhalten werden können, deren Eignung als Builder für Wasch- und Reinigungsmittel im Stand der Technik bekannt ist. Zur Kontrol¬ le wurde das Lösungsverhalten des gemäß Beispiel 7 erhaltenen Produkts mit dem kommerziellen Waschmittelbuilder Na-SKS-6 (kristallines Na-Disilicat, hauptsächlich delta-Phase, Hoechst AG) verglichen. Dabei wurden keine sig¬ nifikanten Unterschiede festgestellt. The tests prove that crystalline line silicates can be obtained under the conditions according to the invention, the suitability of which is known in the prior art as a builder for detergents and cleaning agents. As a control, the solution behavior of the product obtained according to Example 7 was compared with the commercial detergent builder Na-SKS-6 (crystalline Na disilicate, mainly delta phase, Hoechst AG). No significant differences were found.
Tabelle 1: Kristallisationsbedingungen und ErgebnisseTable 1: Crystallization conditions and results
Versuch H 01) Temperatur Druck Zeit 2) Ergebnis gemäß Nr. Gew.-% °C bar min RöntgenbeugungTest H 01) temperature pressure time 2) result according to No. wt.% ° C bar min X-ray diffraction
Beisp.l 20 240 8 100 kristallines Produkt, Gemisch aus α-,ß- und delta-PhaseEx. L 20 240 8 100 crystalline product, mixture of α, β and delta phase
Beisp.2 10 240 8 100 kristallines Produkt, Gemisch aus α-,ß- und delta PhaseEx. 2 10 240 8 100 crystalline product, mixture of α, β and delta phase
Beisp.3 7,5 240 3 100 teilkristallines Pro¬ dukt mit Restanteil amorphe PhaseExample 3 7.5 240 3 100 semi-crystalline product with a residual amorphous phase
Beisp.4 15 250 10 65 kristallines ß-Disi- licat, sehr geringe Anteile α- und del¬ ta-PhaseEx. 4 15 250 10 65 crystalline β-disilicate, very small proportions of the α and delta phase
Beisp.5 12,4 210 5 75 weitgehend amorph, jedoch deutliche An¬ teile kristalliner PhaseExample 5 12.4 210 5 75 largely amorphous, but significant proportions of crystalline phase
Beisp.6 10 240 10 100 kristallines ß-Disi- licat, sehr geringe Anteile α- und delta- PhaseEx. 6 10 240 10 100 crystalline ß-disilicate, very small proportions of α and delta phase
Beisp.7 19 240 8 10 kristallines ß-Disi- licat ohne erkennbare Nebenbestandteile 1) Art der Zugabe: siehe TextEx. 7 19 240 8 10 crystalline ß-disilicate without recognizable secondary components 1) Type of addition: see text
2) Gesamtzeit oberhalb 210 °C (= Haltezeit bei Endtemperatur + Aufheiz¬ zeit) 2) total time above 210 ° C (= holding time at final temperature + heating-up time)

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Herstellung kristalliner Alkalimetall-Disilicate, da¬ durch gekennzeichnet, daß man amorphe Alkalimetall-Silicate im Modul¬ bereich (= Molverhältnis Siθ2 : M2O, M = Alkalimetall) 1,8 bis 2,5 in Anwesenheit von 5 bis 25 Gew.-% Wasser, bezogen auf den Trockensub¬ stanzgehalt der Alkalimetallsilicate, im Temperaturbereich zwischen 200 und 400 °C unter autogenem Wasserdampfdruck tempert.1. Process for the preparation of crystalline alkali metal disilicates, characterized in that amorphous alkali metal silicates in the modulus range (= molar ratio SiO 2: M2O, M = alkali metal) 1.8 to 2.5 in the presence of 5 to 25% by weight % Water, based on the dry substance content of the alkali metal silicates, is tempered in the temperature range between 200 and 400 ° C. under autogenous water vapor pressure.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man im Tempera¬ turbereich zwischen 210 und 300 °C tempert.2. The method according to claim 1, characterized in that tempering in the temperature range between 210 and 300 ° C.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß man für einen Zeitraum zwischen 10 und 180 Minuten, vorzugsweise zwischen 30 und 120 Minuten tempert.3. The method according to one or both of claims 1 and 2, characterized ge indicates that annealing for a period between 10 and 180 minutes, preferably between 30 and 120 minutes.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß man weitgehend wasserfreies, gemahlenes Schmelzglas in Gegenwart von 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 20 Gew.-% Wasser tempert.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized ge indicates that largely anhydrous, ground melting glass in the presence of 5 to 25 wt .-%, preferably 7 to 20 wt .-% annealed water.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß man durch Trocknung einer Wasserglaslösung erhaltene wasserhaltige Wasserglaspulver, -schuppen oder -granulate mit einem Wassergehalt zwischen 15 und 25 Gew.-% tempert.5. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized ge indicates that by drying a water glass solution obtained water-containing water glass powder, flakes or granules with a water content between 15 and 25 wt .-%.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß es sich bei den Alkalimetallsilicaten um Natrium¬ oder Kaliumsilicate, vorzugsweise um Natriumsilicate handelt, die er- wünschtenfalls mit Kalium bis zu einem K2θ-Gehalt von 5 Gew.-% dotiert sein können. 6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized ge indicates that the alkali metal silicates are sodium or potassium silicates, preferably sodium silicates, which if desired with potassium up to a K2θ content of 5 wt .-% can be doped.
PCT/EP1995/002286 1994-06-22 1995-06-13 Low temperature synthesis process for crystalline disilicates-i WO1995035258A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944421850 DE4421850A1 (en) 1994-06-22 1994-06-22 Process for the low-temperature synthesis of crystalline Disilicate-I
DEP4421850.8 1994-06-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1995035258A1 true WO1995035258A1 (en) 1995-12-28

Family

ID=6521233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1995/002286 WO1995035258A1 (en) 1994-06-22 1995-06-13 Low temperature synthesis process for crystalline disilicates-i

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE4421850A1 (en)
WO (1) WO1995035258A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710383A1 (en) * 1997-03-13 1998-09-17 Henkel Kgaa X=ray amorphous sodium silicate with lower crystallisation temperature

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3417649A1 (en) * 1984-05-12 1985-11-14 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt METHOD FOR PRODUCING CRYSTALLINE SODIUM SILICATES
EP0293640A2 (en) * 1987-06-01 1988-12-07 Hoechst Aktiengesellschaft Process for the production of crystalline sodium silicates having a layer structure
WO1991008171A1 (en) * 1989-12-02 1991-06-13 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Process for the hydrothermal production of crystalline sodium disilicate
EP0436835A2 (en) * 1990-01-12 1991-07-17 Hoechst Aktiengesellschaft Method for preparation of crystalline sodium silicates

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3417649A1 (en) * 1984-05-12 1985-11-14 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt METHOD FOR PRODUCING CRYSTALLINE SODIUM SILICATES
EP0164552A2 (en) * 1984-05-12 1985-12-18 Hoechst Aktiengesellschaft Method of preparing crystalline sodium silicates
EP0293640A2 (en) * 1987-06-01 1988-12-07 Hoechst Aktiengesellschaft Process for the production of crystalline sodium silicates having a layer structure
WO1991008171A1 (en) * 1989-12-02 1991-06-13 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Process for the hydrothermal production of crystalline sodium disilicate
EP0436835A2 (en) * 1990-01-12 1991-07-17 Hoechst Aktiengesellschaft Method for preparation of crystalline sodium silicates
DE4000705A1 (en) * 1990-01-12 1991-07-18 Hoechst Ag METHOD FOR PRODUCING CRYSTALLINE SODIUM SILICATES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. WILLGALLIS ET AL., GLASTECHNISCHE BERICHTE, vol. 37, no. 4, FRANKFURT DE, pages 194 - 200 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE4421850A1 (en) 1996-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0320770B1 (en) Process for the preparation of crystalline layered sodium silicates
EP0164552B1 (en) Method of preparing crystalline sodium silicates
EP0502913B1 (en) Process for the hydrothermal production of crystalline sodium disilicate
EP0559680B1 (en) Process for the hydrothermal production of crystalline sodium disilicate
EP0151295B1 (en) Method of preparation of crystalline layered structure alcali metal silicates
EP0436835A2 (en) Method for preparation of crystalline sodium silicates
DE4309656A1 (en) Process for the production of very finely divided zeolitic alkali metal aluminum silicates
EP0627383B1 (en) Process for the preparation of cristalline sodium layered silicate with a kanemit structure
WO1995035258A1 (en) Low temperature synthesis process for crystalline disilicates-i
EP0860399B1 (en) Method of preparing crystalline sodium silicates
EP0860398B1 (en) Method of preparing crystalline sodium silicates
DE4401527A1 (en) Production of crystalline sodium disilicate from melted and crushed amorphous soda water glass
DE2002626A1 (en) Process for the production of zeolites with a faujasite structure
WO1995033685A1 (en) Low-temperature synthesis of crystalline disilicates without using pressure
WO1995035259A1 (en) Low temperature synthesis process for crystalline disilicates-ii
WO1996014267A1 (en) Direct synthesis of crystalline disilicates from sodium silicate solution
DE19710383A1 (en) X=ray amorphous sodium silicate with lower crystallisation temperature
DE1134060B (en) Process for the production of high-alkali, storable sodium silicates
DE1952192C3 (en) Process for the production of synthetic zeolites
DE19504284A1 (en) Homogeneous mixts. of alkali metal silicate and carbonate
DD227686A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ROENGENOGRAPHIC PURE ZEOLITE (II)
DE1221615B (en) Process for the preparation of synthetic crystalline zeolitic molecular sieves
DD227419A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ROENGENOGRAPHIC PURE ZEOLITE (I)
DE1667378A1 (en) Process for the production of crystalline zeolites
DE1952192B2 (en) METHOD OF MANUFACTURING SYNTHETIC ZEOLITHES

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CZ FI HU JP KR PL SI SK US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase