DE4318573A1 - Stabilisierung von Suspensionen feinstteiliger zeolithischer Alkalimetallaluminiumsilikate - Google Patents
Stabilisierung von Suspensionen feinstteiliger zeolithischer AlkalimetallaluminiumsilikateInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Stabilisierung
von pumpfähigen Suspensionen feinstteiliger zeolithischer Alkalimetallalu
miniumsilikate.
Derartige Alkalimetallaluminiumsilikate finden beispielsweise Verwendung
als Builderstoffe für Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel, als Molekular
siebe, Katalysatoren und Sorbentien sowie als Zusatz zu keramischen Frit
ten und Glasuren.
Bekanntermaßen werden die Alkalimetallaluminiumsilikate durch hydrother
male Umsetzung von Natriumsilikat mit Natriumaluminat in Gegenwart von
Alkali hergestellt. Die innerhalb definierter Konzentrationsbereiche do
sierten Rohstoffe bilden im Fällbehälter unter Viskositätsanstieg ein
stark wasserhaltiges Gel. Die Fällung wird in relativ verdünnter Lösung
und unter intensivem Rühren vorgenommen. Die Umwandlung in das hochgeord
nete kristalline Gefüge beginnt bei Anhebung der Temperatur in nachge
schalteten Kristallisierbehältern. Nach beendeter Kristallisation wird die
Mutterlauge über geeignete Separationseinrichtungen (z. B. Vakuumbandfil
ter) abgezogen, und der ca. 30-50 Gew.-%ige Filterkuchen gewaschen. Mut
terlauge und Waschwasser können teilweise direkt oder nach dem Eindampfen
in einer Verdampferanlage in den Stoffansatz zurückfließen. (Ullmann′s
Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, Band A 8, Stichwort:
Detergents).
Zur Weiterverarbeitung in Waschmitteln kann der Filterkuchen sprühgetrock
net oder durch Zuschläge in Form einer Suspension stabilisiert werden.
Aus der DE 25 27 388 A1 sind pumpfähige Suspensionen der genannten Alkali
metallaluminiumsilikate bekannt, die mit wenigstens einem Dispergiermittel
stabilisiert sind, das ausgewählt ist aus:
- 1. einer organischen, makromolekularen, Carboxyl- und/oder Hydroxylgruppen aufweisenden Polymerverbindung;
- 2. einer Phosphonsäure, die wenigstens eine weitere Phosphonsäure- und/oder Carboxylgruppe aufweist;
- 3. einem Phosphorsäurealkylester-Emulgator mit 3-20 C-Atomen in der Alkylkette;
- 4. einem, einen Trübungspunkt in Wasser bestimmt nach DIN 53 917 - unterhalb von 90°C aufweisenden Tensid;
- 5. einem oberflächenaktiven Sulfonat;
- 6. einem quellfähigen wasserunlöslichen Silikat mit Schichtstruktur (Schichtsilikat).
Das Dispergiermittel wird vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 6 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Suspension eingesetzt. Die Suspensionen
enthalten 20 bis 42 Gew.-% Alkalimetallaluminiumsilikate.
Aus der EP-0 000 130 B1 sind silikatische Komplexbildner für Erdalkali
ionen und Verfahren zu dessen Herstellung bekannt.
In der Technik durchgesetzt haben sich als Stabilisierungsmittel spezielle
nichtionische Tenside, die im Waschprozeß auch einen eigenen Beitrag
leisten. Insbesondere wurden in der Vergangenheit Fettalkoholethoxylate
oder Oxoalkoholethoxylate eingesetzt. Diese vermögen Alkalimetallalumi
niumsilikat-Suspensionen während des Transports und der Zwischenlagerung
über einen ausreichend langen Zeitraum zu stabilisieren. Bei der üblichen
Verarbeitung durch Heißzerstäubungstrocknung neigen jedoch diese heißluft-
und wasserdampfflüchtigen Ethoxylate zur sogenannten Pluming-Bildung, d. h.
sie werden teilweise tröpfchen- und/oder gasförmig mit der Turmabluft
emittiert. Die zunehmend strenger werdenden gesetzlichen Auflagen bezüg
lich der Konzentration organischer Verbindungen in der Abluft zwingen da
her in der Praxis dazu, die Lufttemperaturen und somit die Produktions
leistung in den Zerstäubungstürmen zu senken.
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfah
ren zur Stabilisierung von pumpfähigen Suspensionen feinstteiliger zeo
lithischer Alkalimetallaluminiumsilikate zur Verfügung zu stellen, bei
denen waschmittelkompatible und insbesondere waschmittelaktive Stabilisa
toren eingesetzt werden, die keine Heißluftflüchtigkeit besitzen und die
auch aktuellen ökologischen Ansprüchen an Waschmittelinhaltsstoffe genü
gen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß besonders ausgewählte quellfähige,
wasserunlösliche Schichtsilikate mit einem besonders hohen Quellvolumen
insbesondere geeignet sind, die obengenannte Aufgabe zu erfüllen.
Demgemäß besteht eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in
einem Verfahren zur Stabilisierung von pumpfähigen Suspensionen feinsttei
liger zeolithischer Alkalimetallaluminiumsilikate der allgemeinen Formel
(I),
xMe₂O· Al₂O₃·ySiO₂·2H₂O (I)
in der Me Natrium und/oder Kalium, x eine Zahl im Bereich von 0,8 bis 1,3,
y eine Zahl im Bereich von 1,3 bis 10 und z eine Zahl im Bereich von 0 bis
6 bedeutet, mit einem quellfähigen wasserunlöslichen Schichtsilikat, wobei
das Schichtsilikat ein Quellvolumen im Bereich von 30 bis 80 ml pro 2 g
Schichtsilikat aufweist. Das Quellvolumen wird dabei durch Einfüllen von
100 ml voll entsalztem Wasser in einen Meßzylinder, langsame und portions
weise Zugabe von 2 g des Schichtsilikats auf die Oberfläche des Wassers
und Ablesen des Volumens des abgesetzten Schichtsilikats nach einer Stand
zeit von 1 Stunde bestimmt.
Zwar wird in der DE 25 27 388 die Verwendung von quellfähigen, wasserun
löslichen Schichtsilikaten zur Stabilisierung von Alkalimetallaluminiumsi
likaten beschrieben, jedoch sind die hiergenannten Schichtsilikate für die
Stabilisierung letztlich nicht geeignet, da bei heute üblichen, hochkon
zentrierten Alkalimetallaluminiumsilikat-Suspensionen im Bereich von 40
bis 60 Gew. -% die in der DE 25 27 388 A1 genannten Mengen von beispiels
weise 2 bis 4 Gew.-% (Beispiel 11) nicht zu einer Stabilisierung der Al
kalimetallaluminiumsilikat-Suspension führen. Vielmehr werden hierbei
feste, nicht mehr pumpfähige Suspensionen erhalten.
Die vorstehende allgemeine Formel (I) umfaßt eine Vielzahl von Substanzen,
die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung zwar oft nur geringfügig,
bezüglich ihrer Struktur und Eigenschaften jedoch erheblich unterscheiden.
Zur Identifizierung derartiger Zeolithe wird neben der chemischen Zusam
mensetzung bei kristallinen Typen im allgemeinen das Röntgenbeugungsdia
gramm herangezogen. Von technischem Interesse sind hier insbesondere
Zeolithe vom Typ A und X, aber beispielsweise auch P und Y.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden insbesondere hochkonzentrierte
pumpfähige Suspensionen feinstteiliger zeolithischer Alkalimetallalumi
niumsilikate eingesetzt. Während in der DE 25 27 388 A1 in der Regel pump
fähige Suspensionen mit Alkalimetallaluminiumsilikaten im Bereich von 25
bis 40 Gew.-% und insbesondere von 28 bis 38 Gew.-% stabilisiert werden,
da eine Fließgrenze von etwa 42 Gew.-% Alkalimetallaluminiumsilikat ange
geben ist, wurde mit Hilfe der vorliegenden Erfindung gefunden, daß auch
Suspensionen bis zu 60 Gew.-% an Alkalimetallaluminiumsilikat fließfähig
stabilisiert werden können. Dementsprechend besteht eine weitere bevorzug
te Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, daß man Suspensionen
einsetzt, die 40 bis 60 Gew. -%, insbesondere 45 bis 55 Gew.-% und mit be
sonderem Vorteil um 50 Gew.-% Alkalimetallaluminiumsilikate enthalten.
Üblicherweise beträgt der pH-Wert derartiger bevorzugter Suspensionen etwa
7 bis 12.
Die im Sinne der vorliegenden Erfindung besonders ausgewählten, bevorzugt
einsetzbaren quellfähigen, wasserunlöslichen Schichtsilikate entsprechen
der allgemeinen Formel (II)
(Me′₂O)a·(Me′′O)b·Me′′′₂O₃·(SiO₂)c
worin die Symbole folgende Bedeutung haben:
Me′ = Natrium und Kalium (wobei das Verhältnis
von Na₂O : K₂O vorzugsweise 10 bis 100 : 1 beträgt),
Me′′ = Magnesium und Calcium (wobei das Verhältnis von MgO : CaO vorzugsweise 0,5 bis 3 : 1 beträgt),
Me′′′ = Aluminium und Eisen, wobei das Verhältnis von Al₂O₃ : Fe₂O₃ vorzugsweise 3 bis 6 : 1 beträgt,
a = 1,6 bis 6, vorzugsweise 3 bis 5,
b = 0,2 bis 1, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 und
c = 6,2 bis 8, vorzugsweise 7,5 bis 8.
von Na₂O : K₂O vorzugsweise 10 bis 100 : 1 beträgt),
Me′′ = Magnesium und Calcium (wobei das Verhältnis von MgO : CaO vorzugsweise 0,5 bis 3 : 1 beträgt),
Me′′′ = Aluminium und Eisen, wobei das Verhältnis von Al₂O₃ : Fe₂O₃ vorzugsweise 3 bis 6 : 1 beträgt,
a = 1,6 bis 6, vorzugsweise 3 bis 5,
b = 0,2 bis 1, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 und
c = 6,2 bis 8, vorzugsweise 7,5 bis 8.
In der EP-0 000 130 B1 wird beschrieben, daß derartige quellfähige, was
serunlösliche Schichtsilikate durch Beladung eines, durch Säureaktivierung
eines Minerals aus der Montmorillonit-Beidellit-Reihe erhaltenen Materials
mit Alkali hergestellt werden können. Insbesondere verwendet man hier als
Ausgangsmaterial säureaktivierten Bentonit. Die Beladung des säureakti
vierten Materials wird mit einem Alkalihydroxid, -Carbonat, -Phosphat
oder -Borat durch trockenes oder nasses Vermischen durchgeführt. Insbesondere
wird die Beladung des säureaktivierten Materials in wäßriger Suspension
und als Paste bei 25 bis 100°C durchgeführt. Die so hergestellten quell
fähigen, wasserunlöslichen Schichtsilikate unterscheiden sich von den bis
dahin üblichen, im Handel erhältlichen Schichtsilikaten zum einen, wie in
der EP-0 000 130 B1 beschrieben durch ihre besonders hohe spezifische
Oberfläche von etwa 200 bis 350 m²/g. Erfindungsgemäß wurde jedoch gefun
den, daß die erfindungsgemäß eingesetzten quellfähigen, wasserunlöslichen
Schichtsilikate ein besonders hohes Quellvolumen aufweisen. Vorteilhafter
weise wird dabei ein Handelsprodukt der Firma Südchemie eingesetzt, das
unter der Bezeichnung Vasagel® erhältlich ist. Bekanntermaßen quellen
wasserunlösliche Schichtsilikate beim Einsinken in Wasser je nach ihrer
Quellfähigkeit mehr oder weniger schnell auf und nehmen beispielsweise am
Boden eines Meßzylinders einen ihrer Quellfähigkeit entsprechenden mehr
oder weniger großen Raum ein.
Das Verfahren zur Bestimmung des Quellvolumens wird wie folgt durchge
führt:
Ein handelsüblicher, graduierter Meßzylinder für 100 ml ohne Ausguß mit
Gummi- oder Schliffstopfen wird mit 100 ml voll entsalztem Wasser gefüllt.
2 g der zu messenden Substanz (quellfähiges, wasserunlösliches Schichtsi
likat) wird langsam und portionsweise, je etwa 0,1 bis 0,2 g, mit dem
Spatel auf die Oberfläche des Wassers gegeben. Man wartet nun das Absinken
einer zugegebenen Portion ab, bevor man die nächste Portion zugibt.
Nachdem die 2 g Substanz zugegeben und auf den Grund des Meßzylinders ab
gesunken sind, wird nach einer Stunde die Höhe der gequollenen Substanz,
die sie im Meßzylinder einnimmt, in ml pro 2 g abgelesen. Im Sinne der
vorliegenden Erfindung ist daher besonders bevorzugt, quellfähige Schicht
silikate mit einem derart bestimmten Quellvolumen von 50 bis 70 ml einzu
setzen.
Im Stand der Technik, insbesondere in der DE 25 27 388 A1 wird die Menge
der einzusetzenden Stabilisierungsmittel in einem relativ breiten Bereich
beschrieben. So soll es möglich sein, 0,5 bis 6 Gew.-% an Stabilisierungs
mitteln der eingangs genannten Art einzusetzen.
Im Verlauf der vorliegenden Erfindung wurde jedoch gefunden, daß bei der
Verwendung von besonders ausgewählten, hochquellfähigen, wasserunlöslichen
Schichtsilikaten die Höchstmenge an Stabilisator keinesfalls frei gewählt
werden kann. So wurde insbesondere gefunden, daß bei einem hohen Alkalige
halt der zu stabilisierenden Suspension eine sehr hohe Viskosität
(< 10 000 mPa·s) resultierte. Dementsprechend ist es bevorzugt, den Al
kaligehalt der Suspension (Filterkuchen) auf Werte von weniger als 0,5
Gew.-% (berechnet als Na₂O) einzustellen.
Andererseits ist es möglich, bei Suspensionen mit einem relativ geringen
Gehalt an Alkalimetallaluminiumsilikat auch die Menge an quellfähigem,
wasserunlöslichem Schichtsilikat zu erhöhen. Im Sinne der vorliegenden
Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn man Suspen
sionen einsetzt, die 0,1 bis 2 Gew.-% der quellfähigen, wasserunlöslichen
Schichtsilikate enthalten. Innerhalb dieses Bereiches ist eine ausreichen
de Stabilisierung der Suspension von Alkalimetallaluminiumsilikaten über
einen langen Zeitraum (einige Tage bis Wochen) möglich. Bei Unterschrei
tung der angegebenen Menge ist selbstverständlich die Stabilisierungswir
kung beschränkt, während andererseits bei Überschreiten der Menge an Sta
bilisator (Schichtsilikat) nicht eine verbesserte Stabilisierung resul
tiert, sondern eine erhöhte Viskosität, die insbesondere bei hochkonzen
trierten Alkalimetallaluminiumsilikat-Suspensionen auftritt. Besonders
bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist daher die Stabilisierung
von Suspensionen, die 0,2 bis 1 Gew.-% der genannten Schichtsilikate ent
halten.
In der DE 25 27 388 A1 wurde bereits beschrieben, daß die Suspensionen
durch einfaches Vermischen ihrer Bestandteile hergestellt werden können,
wobei die Alkalimetallaluminiumsilikate beispielsweise als solche oder
gegebenenfalls von der Herstellung her - bereits feucht oder in wäßriger
Suspension befindlich - eingesetzt werden können. Besonders vorteilhaft,
auch im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es, die von ihrer Herstellung
her noch feuchten Alkalimetallaluminiumsilikate, beispielsweise als Fil
terkuchen in eine Dispersion der quellfähigen, wasserunlöslichen Schicht
silikate einzutragen. Vorzugsweise wird dabei die Dispersion der Schicht
silikate etwas erwärmt, beispielsweise auf 50-70°C.
Es können aber auch in gleicher Weise bereits getrocknete, d. h. von anhaf
tendem Wasser befreite, gegebenenfalls noch gebundenes Wasser aufweisende
Alkalimetallaluminiumsilikate eingesetzt werden. Da üblicherweise jedoch
die feinstteiligen zeolithischen Alkalimetallaluminiumsilikate bereits in
suspendierter Form vorliegen, wird die Einarbeitung des Schichtsilikats
insbesondere direkt in die Suspension vorgenommen werden. Dabei ist es
besonders bevorzugt, die Schichtsilikate bei der großtechnischen Produk
tion durch Anwendung von hochtourigen Rührern mit Umdrehungsgeschwindig
keiten von mehr als 3000 Umdrehungen/min in die Alkalimetallaluminiumsi
likat-Suspension einzubringen. Analogerweise ist es möglich, in Pulverform
vorliegende Schichtsilikate oder deren wäßrige Suspensionen einzusetzen.
Bedingt durch Thixotropie-Effekte ist eine besonders gute Einarbeitung
eines trockenen Pulvers oder einer wäßrigen Suspension möglich. Wird bei
spielsweise das Schichtsilikat in Wasser vorgequollen, entsprechend einem
Gewichtsverhältnis von Schichtsilikat zu Wasser von 1 : 10, so erhält man
einen weicheren, fließfähigeren Batch. Auch wurde festgestellt, daß die
Toleranz gegen höhere Alkalität größer ist. Durch den Einsatz von vorge
quollenem Schichtsilikat wird jedoch Wasser in den Filterkuchen einge
bracht, so daß die Konzentration an Alkalimetallaluminiumsilikat sinkt.
Setzt man daher vorgequollene Schichtsilikate ein, so werden hochkonzen
trierte wäßrige Suspension bevorzugt.
Es ist allgemein bekannt, daß pulverförmige Schichtsilikate eine ungenü
gende Rieselfähigkeit aufweisen und zur Klumpenbildung neigen. Beim Ein
bringen dieser pulverförmigen Schichtsilikate in die Alkalimetallalumi
niumsilikat-Suspensionen wird die Klumpenbildung durch ein Anquellen der
Schichtsilikate verstärkt. Diese Klumpen müßten unter hohem Aufwand durch
das Einbringen mechanischer Energie wieder zerstört werden. Werden also
Schichtsilikate in feinkristalliner Pulverform in dem erfindungsgemäßen
Verfahren eingesetzt, so werden zur Verhinderung der Klumpenbildung und
somit zur besseren Einarbeitbarkeit vorzugsweise solche Schichtsilikate
verwendet, die durch für diese Zwecke bekannte Zusätze, zu denen bei
spielsweise Kieselsäuren (Aerosile®), Zeolithe oder feinteilige Natrium
sulfat-Pulver zählen, fluidisiert sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es selbstverständlich möglich,
auch die weiteren, in der DE 25 27 388 A1 beschriebenen, Stabilisierungs
mittel einzusetzen, die bereits oben aufgeführt wurden. Besonders bevor
zugt ist es, diese weiteren Dispergiermittel in einer Menge von 0,1 bis 3
Gew.-%, bezogen auf die Suspension einzusetzen.
Die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erhältlichen Suspensionen zeich
nen sich durch eine besonders hohe Stabilität aus. Sie sind über einen
längeren Zeitraum (Tage bis Wochen) pumpbar, so daß sie eine einfach Hand
habung feuchter Alkalimetallaluminiumsilikate ermöglichen. Selbst nach
längeren Unterbrechungen im Pumpvorgang sind die Suspensionen einwandfrei
wieder umpumpbar. Aufgrund der hohen Stabilität sind die Alkalimetallalu
miniumsilikat-Suspensionen auch in üblichen Tank-Kesselwagen während
mehrerer Tage sedimentationsstabil transportierbar, ohne daß dabei eine
Bildung unbrauchbarer oder störender Rückstände zu befürchten ist. Auch
treten keine Phasentrennungen auf. Damit sind die hochkonzentrierten Al
kalimetallaluminiumsilikat-Suspensionen gemäß der vorliegenden Erfindung
hervorragend als Lieferform von Alkalimetallaluminiumsilikaten und für die
Lieferung an beispielsweise Waschmittelhersteller besonders geeignet.
Die Alkalimetallaluminiumsilikat-Suspensionen lassen sich bei Raumtempe
ratur oder auch bei höherer Temperatur aufbewahren, durch Rohrleitungen
pumpen oder auf andere Weise transportieren. Meist erfolgt die Handhabung
der Suspensionen bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und etwa 60°C.
Die erfindungsgemäßen, hochkonzentrierten Alkalimetallaluminiumsilikat-
Suspensionen sind insbesondere für die Weiterverarbeitung zu trocken er
scheinenden, schütt- oder rieselfähigen Produkte, also beispielsweise zur
Herstellung von pulverförmigen Wasserenthärtungsmitteln und insbesondere
Wasch- und Reinigungsmitteln geeignet.
Da die erfindungsgemäß einzusetzenden quellfähigen, wasserunlöslichen
Schichtsilikate gemäß der EP-0 000 130 B1 in einem pH-Wert-Bereich von
etwa 9 bis 11 ein Bindevermögen für Calcium-Ionen zwischen etwa 700 und
1000 mval/100 g aufweisen, wird beim Einsatz dieser Substanzen eine
waschmittelaktive Komponente zugesetzt, da das Bindevermögen der hier be
vorzugt einzusetzenden Schichtsilikate etwa um eine 10er Potenz größer
ist, als das Ionenaustauschvermögen natürlicher Bentonite, das bei etwa 70
bis 100 mval/100 g liegt.
In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die Schichtsi
likate 1 (erfindungsgemäß) und 2 (Vergleich) eingesetzt. Als weiteres Sta
bilisierungsmittel wurde ein Talgfettalkohol mit 5 mol Ethylenoxyd pro mol
Talgfettalkohol eingesetzt. Die chemische Zusammensetzung und wichtige
Eigenschaften der Schichtsilikate 1 und 2 sind nachfolgend aufgeführt:
1,1 kg eines Alkalimetallaluminiumsilikat-Filterkuchens (Sasil®) aus der
laufenden Produktion der Anmelderin mit einem Gehalt von 49,8 Gew.-% Al
kalimetallaluminiumsilikat (freies Na₂O = 0,25 Gew.-%) wurden im Verlauf
von 20 min bei einer Rührtemperatur von 50°C und einer Rührgeschwindigkeit
von 450 Umdrehungen/min mit dem Schichtsilikat 1 in einer Menge von 0,5
Gew.-%, bezogen auf den Filterkuchen, versetzt.
Die Bildung von Bodensatz und die Separierung wurden, wie nachfolgend be
schrieben, bei einer Lagertemperatur von 48°C und bei Raumtemperatur (RT)
bewertet. Die Tabellen 1 bis 2 geben die so erhaltenen Daten wieder.
1,1 kg des in Beispiel 1 genannten Filterkuchens wurden analog mit dem
Schichtsilikat 1 in einer Menge von 1 Gew.-%, bezogen auf den Filterku
chen, versetzt. Die analog Beispiel 1 erhaltenen Daten sind in den Ta
bellen 1 und 2 wiedergegeben.
1,05 kg eines Alkalimetallaluminiumsilikat-Filterkuchens (Sasil®), aus der
laufenden Produktion der Anmelderin, mit einem Gehalt von 48,3 Gew.-% Al
kalimetallaluminiumsilikat (freies Na₂O = 0,57 Gew.-%) wurden analog Bei
spiel 1 mit 0,5 Gew.-%, bezogen auf den Filterkuchen des Schichtsilikats
2, versetzt und gelagert. Die erhaltenen Daten sind in den Tabellen 1 und
2 wiedergegeben.
0,997 kg des Filterkuchens gemäß Vergleichsbeispiel 1 wurden mit dem
Schichtsilikat 2 in einer Menge von 1 Gew.-%, bezogen auf den Filterku
chen, analog Vergleichsbeispiel 1 versetzt und gelagert. Die erhaltenen
Daten sind in den Tabellen 1 und 2 wiedergegeben.
1,879 kg eines Filterkuchens gemäß Beispiel 1 wurde analog Beispiel 1 mit
Talgfettalkohol-5E0 in einer Menge von 1,5 Gew.-%, bezogen auf den Filter
kuchen, versetzt und gelagert. Die erhaltenen Daten sind in den Tabellen 1
und 2 wiedergegeben.
1,1 kg des Filterkuchens gemäß Vergleichsbeispiel 1 wurden analog mit
Talgfettalkohol-5E0 in einer Menge von 1,5 Gew.-%, bezogen auf den Filter
kuchen, versetzt und gelagert. Die erhaltenen Daten sind in den Tabellen 1
und 2 wiedergegeben.
Die Gegenüberstellung der Beispiele 1 und 2 mit den Vergleichsbeispielen
in den nachfolgenden Abschnitten Bodensatz und Separierung erfordert die
Beachtung des unterschiedlichen Gehaltes an Alkalimetallaluminiumsilikat
der Ausgangsfilterkuchen, 49,8 Gew.-% Alkalimetallaluminiumsilikat in den
Beispielen 1 und 2 sowie Vergleichsbeispielen 3 und 4, gegenüber 48,3
Gew.-% in den Vergleichsbeispielen 1 und 2.
Die Vergleichsbeispiele 3 und 4 untereinander, die jeweils die gleiche Art
und Menge an (nicht erfindungsgemäßen) Stabilisator bei unterschiedlichem
Gehalt an Alkalimetallaluminiumsilikat enthalten, machten deutlich, daß
eine Erhöhung der Konzentration an Alkalimetallaluminiumsilikat Schwierig
keiten mit der Stabilisierung des Filterkuchens beinhaltet.
Zur Bestimmung des Bodensatzes wurde ein 200 ml Becher mit Schraubver
schluß mit den erhaltenen Suspensionen gefüllt. Es wurde die Menge des am
Boden abgesetzten und verhärteten Alkalimetallaluminiumsilikats beurteilt.
In den in der Tabelle 1 genannten zeitlichen Abständen wurde ein Spatel
langsam in die zu überprüfende Substanz abgesenkt und durch leichten Druck
die Dicke, d. h. die Menge des verhärteten Alkalimetallaluminiumsilikats
festgestellt.
Die Benotung richtete sich dabei nach den folgenden Kriterien:
0 = kein Bodensatz/homogen
1 = kaum Bodensatz
2 = sehr gering
3 = gering
4 = mittelstark
5 = stark
6 = sehr stark
7 = völlig
1 = kaum Bodensatz
2 = sehr gering
3 = gering
4 = mittelstark
5 = stark
6 = sehr stark
7 = völlig
Hierbei wurde die Abscheidung des Wassers vom Feststoff überprüft. Zur
Messung der Separierung wird die Substanz in einen 100 ml Standzylinder
gefüllt und mit einem Stopfen verschlossen, gegebenenfalls zur 100 ml
Eichmarke aufgefüllt. Teilweise treten bei den zähflüssigen Substanzen
Schwierigkeiten beim Auffüllen der Zylinder auf (Luftblasen im Gefäß, un
genaue Eichmarke aufgrund von Verschmierungen an den Rändern).
Die Benotung richtete sich nach den folgenden Kriterien:
1 bis 5 ml Wasser über dem Feststoff = schwach separiert
5 bis 10 ml Wasser über dem Feststoff = mittel-stark separiert
10 bis 15 ml Wasser über dem Feststoff = stark separiert
1 bis 5 ml Wasser über dem Feststoff = schwach separiert
5 bis 10 ml Wasser über dem Feststoff = mittel-stark separiert
10 bis 15 ml Wasser über dem Feststoff = stark separiert
Zu einem Alkalimetallaluminiumsilikat-Filterkuchen (Sasil®) aus der lau
fenden Produktion der Anmelderin mit einem Gehalt von 49,3-Gew.-% Alkalime
tallaluminiumsilikat (freies Na₂O = 0,12 Gew.-%) wurden 0,6 Gew.-% des
Schichtsilikat 1 in Form eines trockenen Pulvers zugegeben.
Die so erhaltene Suspension wurde 2 Wochen bei Raumtemperatur gelagert und
anschließend die Konzentration an Silikat zu 49,8 Gew.-% bestimmt. Darüber
hinaus wurde festgestellt, daß das Calciumbindevermögen unverändert bei
161 mg CaO/g atro bleibt.
Analog Beispiel 3 wurde der in diesem Beispiel genannte Filterkuchen mit
dem Schichtsilikat 1 in Form einer verdünnten Suspension hergestellt, wo
bei die Menge an Schichtsilikat 1 derart eingestellt wurde, daß diese der
des Beispiels 3 entsprach.
Durch Zusammenführen von 1 Gewichtsteil Schichtsilikat 1 auf 10 Ge
wichtsteilen voll entsalztem Wasser, bei einer Temperatur von 50 bis 80°C,
unter Rühren wurde die obengenannte Suspension des Schichtsilikats, d. h.
ein festes, schnittfestes Gel von grau-brauner Farbe hergestellt.
Nach zweiwöchiger Lagerung des, das Schichtsilikat 1 enthaltenden, Alkali
metallaluminiumsilikat-Filterkuchens wurde festgestellt, daß das Calcium
bindevermögen lediglich von 164 mg CaO/g atro auf 161 mg CaO/g atro ver
mindert wurde. Die Konzentration an Silikat wurde hier zu 47,6 Gew.-% be
stimmt.
Das Einbringen des Schichtsilikats in Form einer wäßrigen Suspension ist
technisch einfach realisierbar. Jedoch wurde bei dieser Verfahrensweise
zusätzliches Wasser in das System eingebracht, wodurch letztlich die Kon
zentration an Alkalimetallaluminiumsilikat vermindert wurde.
Claims (11)
1. Verfahren zur Stabilisierung von pumpfähigen Suspensionen feinsttei
liger zeolithischer Alkalimetallaluminiumsilikate der allgemeinen For
mel (I),
xMe₂O·Al₂O₃·ySiO₂·2H₂O (I)in der
Me Natrium und/oder Kalium,
x eine Zahl im Bereich von 0,8 bis 1,3,
y eine Zahl im Bereich von 1,3 bis 10 und
z eine Zahl im Bereich von 0 bis 6
bedeutet, mit einem quellfähigen wasserunlöslichen Schichtsilikat, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtsilikat ein Quellvolumen im Bereich von 30 bis 80 ml pro 2 g Schichtsilikat aufweist.
Me Natrium und/oder Kalium,
x eine Zahl im Bereich von 0,8 bis 1,3,
y eine Zahl im Bereich von 1,3 bis 10 und
z eine Zahl im Bereich von 0 bis 6
bedeutet, mit einem quellfähigen wasserunlöslichen Schichtsilikat, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtsilikat ein Quellvolumen im Bereich von 30 bis 80 ml pro 2 g Schichtsilikat aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Suspen
sionen einsetzt, die 40 bis 60 Gew.-%, insbesondere 45 bis 55 Gew.-%
und mit besonderem Vorteil um 50 Gew.-% Alkalimetallaluminiumsilikate
enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Sus
pensionen einsetzt, die einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 12 aufwei
sen.
4. Verfahren nach 1 oder mehreren der Ansprüche bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß man quellfähige, wasserunlösliche Schichtsilikate ein
setzt, die der allgemeinen Formel (II) genügen,
(Me′₂O)a·(Me′′O)b·Me₂′′′O₃·(SiO₂)c (II)worin die Symbole folgende Bedeutung haben:
Me′ = Natrium und Kalium (wobei das Verhältnis Na₂O : K₂O, vorzugsweise 10 bis 100 : 1 beträgt),
Me′′ = Magnesium und Calcium (wobei das Verhältnis von MgO : CaO, vorzugsweise 0,5 bis 3 : 1 beträgt),
Me′′′= Aluminium und Eisen, wobei das Verhältnis Al₂O₃ : Fe₂O₃, vorzugsweise 3 bis 6 : 1 beträgt,
a = 1,5 bis 6, vorzugsweise 3 bis 5,
b = 0,2 bis 1, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 und
c = 6,2 bis 8, vorzugsweise 7,5 bis 8.
Me′ = Natrium und Kalium (wobei das Verhältnis Na₂O : K₂O, vorzugsweise 10 bis 100 : 1 beträgt),
Me′′ = Magnesium und Calcium (wobei das Verhältnis von MgO : CaO, vorzugsweise 0,5 bis 3 : 1 beträgt),
Me′′′= Aluminium und Eisen, wobei das Verhältnis Al₂O₃ : Fe₂O₃, vorzugsweise 3 bis 6 : 1 beträgt,
a = 1,5 bis 6, vorzugsweise 3 bis 5,
b = 0,2 bis 1, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 und
c = 6,2 bis 8, vorzugsweise 7,5 bis 8.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Schichtsi
likate mit einem Quellvolumen von 50 bis 70 ml pro 2 g Schichtsilikat
einsetzt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Alkalimetallaluminiumsilikat-Suspensionen 0,1
bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 1 Gew.-% Schichtsilikat, bezogen
auf die Suspension, enthalten.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß man die Schichtsilikate in feinkristalliner Pulver
form oder als wäßrige Suspension in die Alkalimetallaluminiumsilikat-
Suspension einbringt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Schichtsi
likate in Form von hochkonzentrierten, vorgequollenen wäßrigen Suspen
sionen einsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schichtsilikate
in feinkristalliner Pulverform eingesetzt werden, die durch bekannte
Zusätze fluidisiert sind.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß man weitere Dispergiermittel einsetzt, die ausge
wählt sind aus einer organischen, makromolekularen Carboxyl- und/oder
Hydroxylgruppen aufweisenden Polymerverbindung, einer Phosphonsäure,
die wenigstens eine weitere Phosphonsäure- und/oder Carboxylgruppe
aufweist, einem Phosphorsäurealkylester-Emulgator mit 3 bis 20 C-
Atomen in der Alkylkette, einem Tensid, das einen nach DIN 53917 in
Wasser bestimmten Trübungspunkt unterhalb von 90°C aufweist, einem
oberflächenaktiven Sulfonat und einem quellfähigen, wasserunlöslichen
Silikat mit Schichtstruktur.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die wei
teren Dispergiermittel in einer Menge von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen
auf die Alkalimetallaluminiumsilikat-Suspension einsetzt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934318573 DE4318573A1 (de) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Stabilisierung von Suspensionen feinstteiliger zeolithischer Alkalimetallaluminiumsilikate |
PCT/EP1994/001731 WO1994029219A1 (de) | 1993-06-04 | 1994-05-27 | Stabilisierung von suspensionen feinstteiliger zeolithscher alkalimetallaluminiumsilikate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934318573 DE4318573A1 (de) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Stabilisierung von Suspensionen feinstteiliger zeolithischer Alkalimetallaluminiumsilikate |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4318573A1 true DE4318573A1 (de) | 1994-12-08 |
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ID=6489626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19934318573 Withdrawn DE4318573A1 (de) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Stabilisierung von Suspensionen feinstteiliger zeolithischer Alkalimetallaluminiumsilikate |
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AT335035B (de) * | 1974-10-10 | 1977-02-25 | Henkel & Cie Gmbh | Stabile suspensionen wasserunloslicher, zum binden von calciumionen befahigter silikate und deren verwendung zur herstellung von wasch- und reinigungsmitteln |
DE2615698A1 (de) * | 1976-04-09 | 1977-10-20 | Henkel & Cie Gmbh | Stabile suspensionen wasserunloeslicher, zum binden von calciumionen befaehigter silikate und deren verwendung zur herstellung von wasch- und reinigungsmitteln |
JPS59203722A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-17 | Nippon Chem Ind Co Ltd:The | 懸濁安定性のよい濃厚ゼオライトスラリ− |
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1993
- 1993-06-04 DE DE19934318573 patent/DE4318573A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-05-27 WO PCT/EP1994/001731 patent/WO1994029219A1/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO1994029219A1 (de) | 1994-12-22 |
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