CH654756A5 - STABLE SUSPENSIONS OF SODIUM SILICO ALUMINATES. - Google Patents

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CH654756A5
CH654756A5 CH5472/82A CH547282A CH654756A5 CH 654756 A5 CH654756 A5 CH 654756A5 CH 5472/82 A CH5472/82 A CH 5472/82A CH 547282 A CH547282 A CH 547282A CH 654756 A5 CH654756 A5 CH 654756A5
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anhydrous
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Jean Metzger
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Ugine Kuhlmann
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Description

La présente invention a pour objet des suspensions aqueuses de silicoaluminates de sodium, type zéolithe, stables aux trépidations et aux vibrations des transports. The subject of the present invention is aqueous suspensions of sodium silicoaluminates, zeolite type, stable to vibrations and to vibrations of transport.

Les silicoaluminates de sodium ont été préconisés pour la formulation de compositions détergentes utilisables, par exemple, comme produits lessiviels pour le linge. Sodium silicoaluminates have been recommended for the formulation of detergent compositions which can be used, for example, as laundry detergents.

L'intérêt des silicoaluminates de sodium dans les applications en détergence réside dans leur aptitude à séquestrer les ions calcium en solution. De ce fait, ils constituent des produits de remplacement du tripolyphosphate de sodium. Ils ont en effet l'avantage de ne pas engendrer, lors de leur rejet dans le milieu naturel, les phénomènes d'eutrophisation constatés dans les lacs ou les cours d'eau avec le tripolyphosphate. The interest of sodium silicoaluminates in detergency applications lies in their ability to sequester calcium ions in solution. Therefore, they constitute substitutes for sodium tripolyphosphate. They have the advantage of not generating, when they are released into the natural environment, the eutrophication phenomena observed in lakes or watercourses with tripolyphosphate.

Les suspensions aqueuses de silicoaluminates de sodium de type zéolithe conviennent également pour la préparation de compositions de couchage pour matériaux cellulosiques. The aqueous suspensions of sodium silicoaluminates of the zeolite type are also suitable for the preparation of coating compositions for cellulosic materials.

Parmi les silicoaluminates de sodium, le plus favorable est la zéolithe A de formule globale Na20-Al203-2Si02-4,5H20. Elle est caractérisée par un système cristallin parfaitement défini (fiche N° 11 590 du JCPDS, International Centre Diffraction Data). Among the sodium silicoaluminates, the most favorable is zeolite A with the overall formula Na20-Al203-2Si02-4.5H20. It is characterized by a perfectly defined crystalline system (file N ° 11,590 from JCPDS, International Center Diffraction Data).

De nombreux procédés de fabrication de la zéolithe A ont été proposés; citons en particulier ceux des brevets français Nos 2398698 (77.23373) du 29 juillet 1977 et 2444005 (78.35344) du 15 décembre 1978. Numerous processes for manufacturing zeolite A have been proposed; let us cite in particular those of French patents Nos 2398698 (77.23373) of July 29, 1977 and 2444005 (78.35344) of December 15, 1978.

Le produit industriel obtenu se présente sous la forme d'une poudre de granulométrie allant de 2 à 10 p. (pour 95 % des particules) et possédant un pouvoir séquestrant des ions calcium supérieur ou égal à 110 mg Ca par gramme de produit anhydre. The industrial product obtained is in the form of a powder with a particle size ranging from 2 to 10 p. (for 95% of the particles) and having a sequestering power of calcium ions greater than or equal to 110 mg Ca per gram of anhydrous product.

Cette poudre peut être directement incorporée dans les mélanges lessiviels mais, étant donné que ce genre de mélange se prépare généralement par atomisation d'une suspension aqueuse de l'ensemble des constituants, il est intéressant d'introduire la zéolithe A non pas à l'état de poudre sèche, mais sous la forme d'une suspension que l'on peut obtenir directement dans la fabrication de ladite zéolithe, après les opérations de filtration et lavage. On se dispense ainsi d'une opération de séchage. This powder can be directly incorporated into detergent mixtures but, since this type of mixture is generally prepared by atomization of an aqueous suspension of all the constituents, it is advantageous to introduce zeolite A not at the state of dry powder, but in the form of a suspension which can be obtained directly in the manufacture of the said zeolite, after the filtration and washing operations. This eliminates a drying operation.

Le brevet français N° 2287504 (75.30402 du 3 octobre 1975} a décrit la préparation de suspensions de zéolithe A et leur utilisation dans la préparation de produits de lavage et de nettoyage. De telles suspensions, dont la teneur en matières anhydres peut atteindre 42% en poids, sont aptes à être pompées par des pompes industrielles de modèle courant; elles peuvent être stockées pendant des durées relativement longues sans présenter de phénomènes de décantation. Cependant, il a été constaté que ces suspensions, lorsqu'elles sont soumises à des régimes de trépidations et de vibrations comme il s'en produit en cours de transport (en particulier en citernes routières), ne présentent pas une stabilité suffisante pour éviter une décantation partielle des matières solides en suspension. D'où un bouchage des canalisations prévues pour les transvasements. French Patent No. 2287504 (75.30402 of October 3, 1975} described the preparation of suspensions of zeolite A and their use in the preparation of washing and cleaning products. Such suspensions, the anhydrous content of which can reach 42% by weight, are suitable for being pumped by industrial pumps of current model; they can be stored for relatively long periods without exhibiting settling phenomena. However, it has been found that these suspensions, when subjected to regimes of trepidation and vibration as it occurs during transport (in particular in road tanks), do not have sufficient stability to avoid a partial settling of the suspended solids. Hence a clogging of the pipes provided for the transfers.

Or il a été trouvé, dans les services de la titulaire, qu'il était possible d'obtenir des suspensions ayant une teneur en matières anhydres s'élevant jusqu'à 50% en poids, dont la stabilité est suffisamment améliorée pour éviter tout début de décantation gênant lors du transport. Par ailleurs, la viscosité de ces suspensions peut être ajustée dans un intervalle compris entre 0,100 et 5,000 Pa-s, préférentiellement entre 0,300 et 3,000 Pa-s, ce qui facilite le choix des pompes industrielles à utiliser lors des opérations de transfert. However, it has been found, in the licensee's services, that it is possible to obtain suspensions having an anhydrous content of up to 50% by weight, the stability of which is sufficiently improved to prevent any start annoying settling during transport. Furthermore, the viscosity of these suspensions can be adjusted in a range of between 0.100 and 5,000 Pa-s, preferably between 0.300 and 3,000 Pa-s, which facilitates the choice of industrial pumps to be used during transfer operations.

Les suspensions selon l'invention sont constituées des éléments suivants: The suspensions according to the invention consist of the following elements:

— 40 à 50 % en poids de silicoaluminate de sodium anhydre, préférentiellement 43,5 à 47,5% en poids; - 40 to 50% by weight of anhydrous sodium silicoaluminate, preferably 43.5 to 47.5% by weight;

— 0,4 à 2,5 % en poids d'un agent tensio-actif non ionique du type composé organique polymère macromoléculaire portant des groupes hydroxyles; - 0.4 to 2.5% by weight of a nonionic surfactant of the macromolecular polymer organic compound type carrying hydroxyl groups;

— 0,03 à 0,40% en poids d'un oxyde de métal alcalin, de préférence 0,10 à 0,30%, présent à l'état d'hydroxyde; - 0.03 to 0.40% by weight of an alkali metal oxide, preferably 0.10 to 0.30%, present in the form of hydroxide;

— 50 à 60% d'eau; - 50 to 60% water;

— éventuellement, 20 à 200 parties par million en poids d'un agent bactéricide. - optionally, 20 to 200 parts per million by weight of a bactericidal agent.

Le composé organique polymère macromoléculaire portant des groupes hydroxyles peut être un composé naturel et/ou synthétique comme les polyoxydes d'éthylène et les Polysaccharides obtenus par traitement de la cellulose naturelle ou des amidons de céréales ou de pommes de terre; comme tel, on peut citer l'Amijel 12014 qui est un amidon natif du maïs fabriqué par la Société des produits du maïs («Les amidons en papeterie», S.P.M., 03.80). The macromolecular polymeric organic compound carrying hydroxyl groups can be a natural and / or synthetic compound such as polyethylene oxides and the polysaccharides obtained by treatment of natural cellulose or starches of cereals or potatoes; as such, one can cite Amijel 12014 which is a native corn starch manufactured by the Company of corn products ("Starches in stationery", S.P.M., 03.80).

L'agent bactéricide est destiné à éviter une dégradation par voie bactérienne de l'agent tensio-actif. On utilise avantageusement le formaldéhyde. The bactericidal agent is intended to prevent bacterial degradation of the surfactant. Advantageously, formaldehyde is used.

La préparation des suspensions selon l'invention est effectuée par mélange des constituants à la température ambiante sous agitation; les exemples suivants sont donnés à titre non limitatif. The suspensions according to the invention are prepared by mixing the constituents at room temperature with stirring; the following examples are given without limitation.

Exemple 1 Example 1

83,6 kg d'un gâteau de zéolithe A tel qu'obtenu industriellement après filtration et lavage et renfermant 78 % en poids de matières sèches et 0,20% de Na20 caustique (soit 0,25% par rapport à la zéolithe cristallisée à 4,5 mol d'eau) sont mis en suspension dans 43 kg de solution à 5% d'Amijel 12014. On obtient ainsi 126,6 kg de suspension renfermant: 83.6 kg of a zeolite A cake as obtained industrially after filtration and washing and containing 78% by weight of dry matter and 0.20% of caustic Na 2 O (i.e. 0.25% relative to the zeolite crystallized at 4.5 mol of water) are suspended in 43 kg of 5% solution of Amijel 12014. This gives 126.6 kg of suspension containing:

51,5% de zéolithe A. soit 40% en matière anhydre 1.7% d'Amijel 12014 0,13% de Na20 à l'état d'hydroxyde 51.5% of zeolite A. i.e. 40% in anhydrous matter 1.7% of Amijel 12014 0.13% of Na20 in the hydroxide state

46,7% d'eau. 46.7% water.

Cette suspension présente une viscosité Brookfield de 800 cPo. Au moyen d'une pompe industrielle de type courant, par exemple une pompe PCM fabriquée par la société Moyneau, cette suspension est transvasée dans une cuve cylindrique de 500 mm de diamètre, 1150 mm de hauteur et munie à sa partie inférieure d'une tubulure latérale de diamètre 50 mm. This suspension has a Brookfield viscosity of 800 cPo. By means of a common type industrial pump, for example a PCM pump manufactured by the company Moyneau, this suspension is transferred into a cylindrical tank 500 mm in diameter, 1150 mm in height and fitted with a tube at its bottom. lateral diameter 50 mm.

Cette cuve est placée sur un camion et transportée sur une distance d'au moins 1000 km parcourus en un temps total (y compris les arrêts) d'environ 48 h. This tank is placed on a truck and transported over a distance of at least 1000 km traveled in a total time (including stops) of approximately 48 h.

5 5

io io

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

654756 654756

Le transvasement s'effectue sans difficulté. D'autre part, on ne constate aucune décantation dans la cuve; la suspension a conservé toutes ses propriétés rhéologiques. The transfer is carried out without difficulty. On the other hand, there is no settling in the tank; the suspension has retained all of its rheological properties.

Exemple 2 Example 2

70 kg de zéolithe A en poudre renfermant 0,19% de Na,0 caustique sont mis en suspension dans 46 kg de solution d'Amijel 12014 à 3,8%. On obtient ainsi une suspension renfermant: 60,1 % de zéolithe A, soit 47,5% en matière anhydre 1,5% d'Amijel 12014 0,11 % de Na20 à l'état d'hydroxyde 38,29% d'eau et présentant une viscosité de 0,620 Pa-s. 70 kg of powdered zeolite A containing 0.19% Na, 0 caustic are suspended in 46 kg of Amiel 12014 solution at 3.8%. A suspension is thus obtained containing: 60.1% of zeolite A, or 47.5% in anhydrous material 1.5% of Amijel 12014 0.11% of Na 2 O in the hydroxide state 38.29% of water and having a viscosity of 0.620 Pa-s.

Cette suspension est soumise aux conditions de transvasement et de transport décrites à l'exemple 1. On constate que la suspension a conservé toutes ses propriétés rhéologiques. This suspension is subject to the conditions of transfer and transport described in Example 1. It is found that the suspension has retained all of its rheological properties.

Les compositions selon l'invention ont ainsi une bonne stabilité mécanique et une viscosité suffisamment faible pour pouvoir être transvasées sans difficultés spéciales. The compositions according to the invention thus have good mechanical stability and a sufficiently low viscosity to be able to be transferred without special difficulties.

Ces propriétés avantageuses résultent, ainsi qu'il a été constaté, d'un phénomène de synergie du couple agent tensio-actif/oxyde de - métal alcalin à l'état d'hydroxyde. Le fait est mis en évidence par le tableau I. These advantageous properties result, as has been observed, from a phenomenon of synergy of the couple of surfactant / oxide of - alkali metal in the state of hydroxide. The fact is highlighted in Table I.

Tableau I Table I

Le tableau II permet de faire la comparaison entre des suspensions selon l'invention comprenant différents tensio-actifs (exemples 6, 7, 9-13), d'une part, et des suspensions dépourvues d'agent tensio-actif (exemples 3, 4, 5) ou dont les caractéristiques sont en dehors 5 des limites de l'invention (exemple 8), d'autre part. Table II makes it possible to make a comparison between suspensions according to the invention comprising different surfactants (examples 6, 7, 9-13), on the one hand, and suspensions devoid of surfactant (examples 3, 4, 5) or whose characteristics are outside the limits of the invention (Example 8), on the other hand.

Tableau II Table II

Composition de la suspension (g) Composition of the suspension (g)

Propriétés de la suspension . Properties of the suspension.

Zéolithe A à 4,5 mol h2o Zeolite A at 4.5 mol h2o

Phase aqueuse Aqueous phase

Amijel 12014 Amijel 12014

Na20 Na20

Eau Water

Viscosité Pa-s Viscosity Pa-s

Stabilité Stability

0 0

1,37 1.37

0 0

0,10 0,17 0,34 0.10 0.17 0.34

43,63 43,53 43,46 43,29 43.63 43.53 43.46 43.29

0,024 0,400 0,350 0,270 0.024 0.400 0.350 0.270

55 55

0 0

0,10 0,17 0,34 0.10 0.17 0.34

44,90 44,83 44,66 44.90 44.83 44.66

0,015 0,027 2,400 0.015 0.027 2,400

mauvaise mauvaise mauvaise bad bad bad

1,37 1.37

0,10 0,17 0,34 0.10 0.17 0.34

43,53 43,46 43,29 43.53 43.46 43.29

0,760 3,600 6,400 0.760 3.600 6.400

bonne bonne bonne good good good

Ex. Ex.

Tensio-actif (% en poids) Surfactant (% by weight)

Na20 (% en poids) Na20 (% by weight)

Viscosité Brookfield (cPo) Brookfield viscosity (cPo)

Stabilité Stability

3 3

0 0

0,10 0.10

15 15

mauvaise bad

4 4

0 0

0,17 0.17

27 27

mauvaise bad

5 5

0 0

0,35 0.35

2400 2400

mauvaise bad

polyoxyde d'éthylène polyethylene oxide

(Polyox WSR 301) (Polyox WSR 301)

6 6

0,4 0.4

0,03 0.03

4500 4500

bonne good

hydroxypropyl- hydroxypropyl-

méthyl-cellulose methyl cellulose

(Méthocel K 15M) (Methocel K 15M)

7 7

0,4 0.4

0,11 0.11

3000 3000

bonne good

Amidon natif du Native starch from

maïs (Amijel 12014) corn (Amijel 12014)

8 8

0,35 0.35

0,025 0.025

120 120

mauvaise bad

9 9

0,35 0.35

0,40 0.40

4000 4000

bonne good

10 10

1,10 1.10

0,10 0.10

450 450

bonne good

11 11

1,10 1.10

0,17 0.17

3250 3250

bonne good

12 12

1,37 1.37

0,10 0.10

760 760

bonne good

13 13

1,37 1.37

0,17 0.17

3600 3600

bonne good

15 15

20 20

25 25

30 30

R R

Claims (7)

654 756654,756 1. Suspensions aqueuses stables de silicoaluminate de sodium, caractérisées en ce qu'elles possèdent une viscosité comprise entre 0,100 et 5,000 Pa-s et comprennent, par rapport à la suspension, 40 à 50 % en poids de silicoaluminate de sodium anhydre, 0,4 à 2,5 % en poids d'un agent tensio-actif non ionique du type composé organique polymère macromoléculaire portant des groupes hydroxyles, 0,03 à 0,40 % en poids d'un oxyde de métal alcalin, présent à l'état d'hydroxyde, et 50 à 60% en poids d'eau. 1. Stable aqueous suspensions of sodium silicoaluminate, characterized in that they have a viscosity of between 0.100 and 5,000 Pa-s and comprise, relative to the suspension, 40 to 50% by weight of anhydrous sodium silicoaluminate, 0, 4 to 2.5% by weight of a nonionic surfactant of the macromolecular polymer organic compound type carrying hydroxyl groups, 0.03 to 0.40% by weight of an alkali metal oxide, present in the hydroxide state, and 50 to 60% by weight of water. 2. Suspensions selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles comprennent en outre un agent bactéricide. 2. Suspensions according to claim 1, characterized in that they further comprise a bactericidal agent. 2 2 REVENDICATIONS 3. Suspensions selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles comprennent préférentiellement 43,5 à 47,5 % en poids de silicoaluminate anhydre et 0,10 à 0,30 % d'oxyde de métal alcalin présent à l'état d'hydroxyde. 3. Suspensions according to claim 1, characterized in that they preferably comprise 43.5 to 47.5% by weight of anhydrous silicoaluminate and 0.10 to 0.30% of alkali metal oxide present in the d state 'hydroxide. 4. Suspensions selon la revendication 1, dans lesquelles le silicoaluminate de sodium est une zéolithe A possédant un pouvoir séquestrant des ions calcium égal ou supérieur à 110 mg de calcium par gramme de zéolithe anhydre, les particules de cette zéolithe étant essentiellement des particules de 2 à 10 jx. 4. Suspensions according to claim 1, in which the sodium silicoaluminate is a zeolite A having a sequestering power of calcium ions equal to or greater than 110 mg of calcium per gram of anhydrous zeolite, the particles of this zeolite being essentially particles of 2 at 10 days. 5. Suspensions selon la revendication 1, dans lesquelles l'oxyde de métal alcalin est l'oxyde de sodium. 5. Suspensions according to claim 1, in which the alkali metal oxide is sodium oxide. 6. Suspensions selon la revendication 1, dans lesquelles l'agent tensio-actif est un polyoxyde d'éthylène ou un Polysaccharide cellulosique. 6. Suspensions according to claim 1, in which the surfactant is a polyethylene oxide or a cellulosic polysaccharide. 7. Suspensions selon la revendication 2, dans lesquelles l'agent bactéricide est le formaldéhyde. 7. Suspensions according to claim 2, in which the bactericidal agent is formaldehyde.
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