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CH620659A5 - Process for preparing finely disperse, amorphous, pigment-like alkali metal alumosilicates - Google Patents

Process for preparing finely disperse, amorphous, pigment-like alkali metal alumosilicates Download PDF

Info

Publication number
CH620659A5
CH620659A5 CH1430875A CH1430875A CH620659A5 CH 620659 A5 CH620659 A5 CH 620659A5 CH 1430875 A CH1430875 A CH 1430875A CH 1430875 A CH1430875 A CH 1430875A CH 620659 A5 CH620659 A5 CH 620659A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
alkali metal
solution
amorphous
sodium
pigment
Prior art date
Application number
CH1430875A
Other languages
German (de)
Inventor
Lloyd Eugene Williams
Robert Kenneth Mays
Original Assignee
Huber Corp J M
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 Huber Corp J M filed Critical Huber Corp J M
Publication of CH620659A5 publication Critical patent/CH620659A5/en

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/12Water-insoluble compounds
    • C11D3/124Silicon containing, e.g. silica, silex, quartz or glass beads
    • C11D3/1246Silicates, e.g. diatomaceous earth
    • C11D3/128Aluminium silicates, e.g. zeolites
    • 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
    • C01B33/46Amorphous silicates, e.g. so-called "amorphous zeolites"

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von feinzerteilten amorphen pigmentförmigen Alkalimetallalumosilikaten, insbesondere Natriumalumosilika-ten, die im Patentanspruch 1 definiert sind. The present invention relates to a method for producing finely divided amorphous pigment-shaped alkali metal aluminosilicates, in particular sodium aluminosilicates, which are defined in claim 1.

Materialien mit austauschbaren Kationen und deren Verwendung z. B. beim Weichmachen von Wasser sind dem Fachmann wohlbekannt. Obgleich bekanntlich viele Produkte derartige Eigenschaften besitzen, stellen im allgemeinen die sogenannten Zeolithe, die in der Natur vorkommen oder synthetisch hergestellt werden können, eine besonders geeignete Klasse von Ionenaustauschern dar. Kristalline Alumosilikat-Zeolithe bestehen strukturell grundsätzlich aus einem offenen, dreidimensionalen Netzwerk von Si04- und A104-Tetraedern. Spezifische Beispiele von synthetischen Zeolithen, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung als Ionenaustauscher, Adsorbentien u. dgl. sind in den US-Patentschriften Nrn. 2 882 243, 3 008 803, 2 962 355, 2 996 358, 3 010 789, 3 012 853 und 3 130 007 beschrieben. Andere bekannte Basenaustauschermaterialien sind Basenaustauschergele, die durch Reaktion von Natriumsilikat mit Aluminiumverbindungen hergestellte körnige Produkte sind. Diese Produkte wurden in gewissem Umfang für das Weichmachen von Wasser in grossem Massstab durch Entfernung von Calcium und Magnesium aus Wasser verwendet und können regeneriert werden, indem man eine Natriumchloridlösung durch ein Filterbett aus den harten Körnern leitet. In dieser Hinsicht sei auf die US-Patentschriften Nrn. 1 586 764, 1 717 777 und 1 148 127 sowie die britische Patentschrift Nr. 177 746 verwiesen. Materials with interchangeable cations and their use e.g. B. in softening water are well known to those skilled in the art. Although it is known that many products have such properties, the so-called zeolites, which occur naturally or can be produced synthetically, generally represent a particularly suitable class of ion exchangers. Structurally, aluminosilicate zeolites basically consist of an open, three-dimensional network of Si04- and A104 tetrahedra. Specific examples of synthetic zeolites, processes for their preparation and their use as ion exchangers, adsorbents and the like. The like are described in U.S. Patent Nos. 2,882,243, 3,008,803, 2,962,355, 2,996,358, 3,010,789, 3,012,853 and 3,130,007. Other known base exchange materials are base exchange gels, which are granular products made by the reaction of sodium silicate with aluminum compounds. These products have been used to some extent to soften water on a large scale by removing calcium and magnesium from water and can be regenerated by passing a sodium chloride solution through a filter bed from the hard grains. In this regard, reference is made to U.S. Patent Nos. 1,586,764, 1,717,777 and 1,148,127, and British Patent No. 177,746.

In den letzten Jahren wurde eine Anzahl synthetischer, amorpher, gefällter Natriumalumosilikat-Pigmente hergestellt, die unter der Markenbezeichnung «Zeolex» in den Handel gebracht werden. Der Ausdruck «Pigmente» wird hier und im folgenden nicht zur Bezeichnung von farbgebenden Materialien, die anderen Substanzen oder Mischungen Farbe verleihen, verwendet, sondern bezieht sich auf die fein verteilte, amorphe Beschaffenheit der Materialien. Beispiele solcher synthetischer, amorpher, gefällter Natriumalumosilikatpigmente und Verfahren zu deren Herstellung sind in den US-Patentschriften Nrn. 2 739 073 und 2 848 346 beschrieben. Derartige Pigmente erwiesen sich als brauchbar für ein breites Spektrum von Anwendungen, z. B. als Füllstoffe und verstärkende Pigmente für Kautschukmischungen, Kunststoffe, Papier und Papierbeschichtungsmassen, Anstrichfarben, Klebstoffe usw. Während sich derartige amorphe Natriumalumosilikatpigmente als für solche Zwecke brauchbar erwiesen haben, wurde ihre Verwendung als Basen- oder lonenaustauscherprodukte bisher wegen ihres geringen Austauschvermögens als unpraktisch angesehen. In recent years, a number of synthetic, amorphous, precipitated sodium aluminosilicate pigments have been produced, which are marketed under the brand name “Zeolex”. The term “pigments” is not used here and in the following to refer to coloring materials that give color to other substances or mixtures, but refers to the finely divided, amorphous nature of the materials. Examples of such synthetic, amorphous, precipitated sodium aluminosilicate pigments and processes for their preparation are described in US Pat. Nos. 2,739,073 and 2,848,346. Such pigments have been found to be useful for a wide range of applications, e.g. B. as fillers and reinforcing pigments for rubber mixtures, plastics, paper and paper coating compositions, paints, adhesives etc. While such amorphous sodium aluminosilicate pigments have proven to be useful for such purposes, their use as base or ion exchange products has hitherto been considered impractical because of their low exchange capacity .

Die DE-OS Nr. 1 717 158 und die entsprechende FR-PS Nr. 1 572 147 beschreiben die Herstellung von feinteiligen, vorwiegend amorphen Natriumaluminiumsilikaten, deren spezifische Oberfläche und deren Schüttgewicht ähnlich ist wie bei den vorliegenden Alumosilikaten. Dabei werden die Reaktionsteilnehmer zwar in der gleichen Reihenfolge wie beim erfindungsgemässen Verfahren zugesetzt, aber weder werden die erfindungsgemäss angewandten Konzentrationen, die Molverhältnisse Si02:M20 bzw. M20:A1203 und Rührgeschwindigkeiten angewandt noch wurde erkannt, dass die Produkte für das Weichmachen von Wasser geeignet und in Wasch- und Reinigungsmitteln brauchbar sind. DE-OS No. 1 717 158 and the corresponding FR-PS No. 1 572 147 describe the production of finely divided, predominantly amorphous sodium aluminum silicates, the specific surface area and bulk density of which is similar to that of the present aluminosilicates. The reactants are added in the same order as in the process according to the invention, but neither the concentrations used according to the invention, the molar ratios Si02: M20 or M20: A1203 and stirring speeds are used, nor was it recognized that the products are suitable for softening water and are useful in detergents and cleaning agents.

Die GB-PS Nr. 1 232 429 (und die entsprechende DE-AS Nr. 1 667 620) beschreiben ebenfalls die Herstellung von Natriumaluminiumsilikaten, wobei aber eine wässrige Natriumsilikatlösung zu einer kräftig gerührten Natriumaluminatlösung zugesetzt wird. GB-PS No. 1 232 429 (and the corresponding DE-AS No. 1 667 620) also describe the preparation of sodium aluminum silicates, but with an aqueous sodium silicate solution being added to a vigorously stirred sodium aluminate solution.

Die BE-PS Nr. 813 561 beschreibt Wasserhärtebildner bindende, gegebenenfalls gebundenes Wasser enthaltende Verbindungen der Formel BE-PS No. 813 561 describes water hardness formers binding, optionally bound water-containing compounds of the formula

(Cat2/nO)x, Me203. (Si02)y worin Cat ein n-wertiges, gegen Calcium austauschbares Kation bedeutet. Me Bor oder Aluminium ist, x für 0,7 bis 1,5 steht und y für 0,8 bis 6 steht. (Cat2 / nO) x, Me203. (Si02) y in which Cat means an n-valent cation that can be exchanged for calcium. Me is boron or aluminum, x stands for 0.7 to 1.5 and y stands for 0.8 to 6.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von synthetischen amorphen Alkalimetallalumosilikaten, insbesondere Natriumalumosilikaten, die verbesserte Ionen-oder Basenaustauschereigenschaften haben. Wie oben bereits kurz erwähnt wurde, ist zwar bekannt, dass amorphe Alumosilikat-pigmente nach dem Stande der Technik (wie in der US-Patentschrift Nr. 2 739 073 beschrieben) Ionenaustauschvermögen haben, aber die erfindungsgemässen Produkte sind den Produkten nach dem Stande der Technik dadurch überlegen, dass ihre Ionenaustauschkapazität gegenüber bekannten amorphen Pigmenten auf das Zweifache bis Fünffache erhöht ist und gleich oder besser ist als bei bekannten kristallinen Materialien, wie den oben diskutierten Zeolithen. The present invention relates to the production of synthetic amorphous alkali metal aluminosilicates, in particular sodium aluminosilicates, which have improved ion or base exchange properties. As already briefly mentioned above, it is known that amorphous aluminosilicate pigments according to the prior art (as described in US Pat. No. 2,739,073) have ion exchange capacity, but the products according to the invention are the products according to the prior art superior in that their ion exchange capacity is increased two to five times that of known amorphous pigments and is equal to or better than that of known crystalline materials such as the zeolites discussed above.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

620 659 620 659

Die amorphen erfindungsgemässen Produkte mit hohem Ionenaustauschvermögen werden ganz allgemein hergestellt, indem man unter den im Patentanspruch 1 angegebenen Bedingungen verdünnte wässrige Lösungen eines Alkalimetallsilikates, wie Natriumsilikat, und eines Alkalimetallaluminates, wie Natriumaluminat, vermischt und fällt. Der Ausdruck «Alkalimetall» bezieht sich in dieser Beschreibung auf Metalle aus der Gruppe la und umfasst Natrium, Kalium, Lithium, Caesium und Rubidium. Der Einfachheit halber wird im folgenden nur auf Natrium Bezug genommen. The amorphous products according to the invention with a high ion exchange capacity are generally produced by mixing and precipitating dilute aqueous solutions of an alkali metal silicate, such as sodium silicate, and an alkali metal aluminate, such as sodium aluminate, under the conditions specified in claim 1. The term “alkali metal” in this description refers to metals from group la and includes sodium, potassium, lithium, cesium and rubidium. For the sake of simplicity, only sodium is referred to below.

Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst sorgfältig gesteuerte Fällungsbedingungen und steht dadurch in direktem Gegensatz zu bekannten Kristallisations-, Digerier- und/oder Geliermethoden. Zu den kritischen Fällungsbedingungen gehören die chemische Zusammensetzung und Konzentration der Reaktionsteilnehmer, die Fällungstemperatur und der Fällungs-pH, die Reihenfolge (und vorzugsweise auch die Geschwindigkeit der Zugabe) der Reaktionsteilnehmer und die Intensität des Mischens während der Fällung. Was die Zusammensetzung der Reaktionsteilnehmer angeht, so hat das Alkalimetallsilikat ein Molverhältnis von Si02 :M20 von 2,2 bis 2,8. Die Zusammensetzung und Konzentration des Alumi-nates muss, wie im folgenden mehr im einzelnen diskutiert werden wird, gesteuert werden, um eine maximale Löslichkeit und Stabilität aufrechtzuerhalten. Die Fällungstemperatur liegt in der Grössenordnung von 15 bis 70° C, vorzugsweise 20 bis 40° C. Der pH-Wert der Fällungsmasse muss auf mindestens 10,5 gehalten werden. Bei der praktischen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, dasss die Reaktionsteilnehmer nicht wie bei bekannten Kristallisations-, Digerier- und Gelierprozessen einfach gemischt werden, sondern in solcher Weise vermischt werden, dass die Menge der einzelnen reaktionsfähigen Ionenspezies in der Reaktionszone innerhalb eines vorbestimmten Konzentrationsbereiches liegen. The process according to the invention comprises carefully controlled precipitation conditions and is therefore in direct contrast to known crystallization, digesting and / or gelling methods. Critical precipitation conditions include the chemical composition and concentration of the reactants, the precipitation temperature and pH, the order (and preferably also the rate of addition) of the reactants and the intensity of mixing during the precipitation. As for the composition of the reactants, the alkali metal silicate has a Si02: M20 molar ratio of 2.2 to 2.8. The composition and concentration of the aluminum, as will be discussed in more detail below, must be controlled in order to maintain maximum solubility and stability. The precipitation temperature is of the order of 15 to 70 ° C., preferably 20 to 40 ° C. The pH of the precipitation mass must be kept at least 10.5. In the practical implementation of the invention, it is advantageous that the reactants are not simply mixed as in known crystallization, digesting and gelling processes, but are mixed in such a way that the amount of the individual reactive ion species in the reaction zone is within a predetermined concentration range lie.

Wie bereits angegeben, haben die erfindungsgemässen Produkte eine hohe und verbesserte Ionen- bzw. Basenaus-tauschkapazität. Als solche sind sie besonders geeignet für die Verwendung beim Weichmachen von Wasser und in Wasch-und Reinigungsmitteln. In dieser Hinsicht bestehen zusätzliche Vorteile der neuen Produkte in der grösseren «Aufblähung» (leichteres Produkt), der Verbesserung des fertigen Produktes durch Verhindern des Zusammenbackens, der geringeren Abscheidung oder Einlagerung dieser Produkte in textilen Flächengebilden, dem höheren Absorptionsvermögen für nichtionogene oberflächenaktive Mittel und der besseren Suspendierbarkeit in zum Abführen verwendetem Wasser (weniger Absetzen). As already stated, the products according to the invention have a high and improved ion or base exchange capacity. As such, they are particularly suitable for use in softening water and in detergents. In this regard, there are additional advantages of the new products in the greater "bloating" (lighter product), the improvement of the finished product by preventing caking, the lower deposition or storage of these products in textile fabrics, the higher absorption capacity for nonionic surfactants and the better suspendability in water used for draining (less settling).

Hauptziel der Erfindung ist es, ein neuartiges amorphes Alkalimetallalumosilikatpigment, insbesondere Natriumalumo-silikatpigment, mit verbesserten Ionen- oder Basenaustausch-eigenschaften sowie ein Verfahren zur Ausfällung von amorphen Alumosilikaten mit hohem Ionen- bzw. Basenaus-tauschvermögen durch Umsetzung von Alkalimetallsilikaten mit Alkalimetallaluminaten unter bestimmten gesteuerten Verfahrensbedingungen zur Verfügung zu stellen, wobei sich das amorphe Alkalimetallalumosilikatpigment, insbesondere Natriumalumosilikatpigment, für die Verwendung beim Weichmachen von Wasser eignet und insbesondere speziell in Wasch- und Reinigungsmitteln verwendet werden kann. The main aim of the invention is to provide a novel amorphous alkali metal aluminosilicate pigment, in particular sodium aluminosilicate pigment, with improved ion or base exchange properties, and a method for the precipitation of amorphous aluminosilicates with high ion or base exchange capacity by reacting alkali metal silicates with alkali metal aluminates controlled by alkali metals To provide process conditions, wherein the amorphous alkali metal aluminosilicate pigment, in particular sodium aluminosilicate pigment, is suitable for use in softening water and can be used in particular in washing and cleaning agents.

Die Erfindung sei nun anhand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung sind: The invention will now be explained with reference to the drawing; in the drawing are:

Fig. 1, 2 und 5 Mikrophotographien von bekannten kristallinen zeolithischen Alumosilikataustauschern, die nach den Lehren der US-Patentschrift Nr. 2 882 243 hergestellt sind; 1, 2 and 5 are micrographs of known crystalline zeolitic aluminosilicate exchangers made in accordance with the teachings of U.S. Patent No. 2,882,243;

Fig. 3,4 und 6 Mikrophotographien der erfindungsgemäss hergestellten amorphen gefällten Natriumalumosilikate. 3, 4 and 6 microphotographs of the amorphous precipitated sodium aluminosilicates produced according to the invention.

Wie oben bereits dargelegt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Herstellung von amorphen Alkalimetallalu- As already stated above, the present invention relates to the production of amorphous alkali metal

mosilikatpigmenten, insbesondere Natriumalumosilikatpig-menten. mit verbesserten Basen- und Ionenaustauscheigen-schaften. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das amorphe Produkt mit hohem Ionenaustauschvermögen hergestellt, indem man eine wässrige Lösung eines Alkalimetallsilikates herstellt und diese Lösung zuerst in ein Reaktionsgefäss einführt, das mit einer Rührvorrichtung und einer Heizvorrichtung, wie einem Dampfmantel, versehen ist. Das Silikat muss ein Molverhältnis von Si02 :M20 von 2,2 bis 2,8 haben. Die Konzentration der so verwendeten Alkali-metallsilikatlösung muss 4molar oder geringer sein. Danach wird eine verdünnte Lösung eines Alkalimetallaluminates, wie Natriumaluminat (bei Verwendung von Natriumsilikat), langsam in die Silikatlösung eingeführt, die vorher auf eine Temperatur zwischen 15 und 70° C erhitzt worden ist. Diese Temperatur wird während der Fällung aufrechterhalten. Die Konzentration der Aluminatlösung muss 2molar oder geringer, vorzugsweise etwa 1 molar, sein. Das Aluminat muss ein Molverhältnis von M20: A1203 von 1,2 bis 2,8 haben. Auf jeden Fall muss der pH-Wert der Reaktionsmasse während der Fällung auf mindestens 10,5, vorzugsweise in der Grössenordnung von 11 bis 13,5, gehalten werden. Während der ganzen Reaktionszeit muss eine hohe Mischintensität aufrechterhalten werden, was besonders während der Zugabe der verdünnten Aluminatlösung wichtig ist. mosilicate pigments, especially sodium aluminosilicate pigments. with improved base and ion exchange properties. According to a preferred embodiment of the invention, the amorphous product with high ion exchange capacity is produced by preparing an aqueous solution of an alkali metal silicate and first introducing this solution into a reaction vessel which is provided with a stirring device and a heating device such as a steam jacket. The silicate must have a molar ratio of Si02: M20 of 2.2 to 2.8. The concentration of the alkali metal silicate solution used in this way must be 4 molar or less. Thereafter, a dilute solution of an alkali metal aluminate, such as sodium aluminate (when using sodium silicate), is slowly introduced into the silicate solution, which has previously been heated to a temperature between 15 and 70 ° C. This temperature is maintained during the precipitation. The concentration of the aluminate solution must be 2 molar or less, preferably about 1 molar. The aluminate must have a molar ratio of M20: A1203 from 1.2 to 2.8. In any case, the pH of the reaction mass must be kept at least 10.5, preferably in the order of 11 to 13.5, during the precipitation. A high mixing intensity must be maintained throughout the reaction time, which is particularly important during the addition of the dilute aluminate solution.

Nach Beendigung der Umsetzung wird das gefällte Pigment gewöhnlich durch Filtration von der Reaktionsflüssigkeit getrennt, aber auch andere Trennverfahren, wie Zentrifugieren, können angewandt werden. Im allgemeinen ist es erwünscht, das frisch abgetrennte Pigment mit Wasser zu waschen, um wasserlösliche Salze u. dgl. zu entfernen, wonach es getrocknet werden kann, wobei man eine bröcklige Masse erhält, die leicht zu einem feinen Pulver zerfällt. Die zum Trocknen des gefällten Pigmentes angewandte Temperatur ist wichtig, da durch eine übermässige Trocknung des Pigmentes dessen Austauschkapazität gesenkt wird. After completion of the reaction, the precipitated pigment is usually separated from the reaction liquid by filtration, but other separation methods such as centrifugation can also be used. In general, it is desirable to wash the freshly separated pigment with water to remove water-soluble salts and the like. Remove the like, after which it can be dried to give a crumbly mass which easily disintegrates into a fine powder. The temperature used to dry the precipitated pigment is important because excessive drying of the pigment reduces its exchange capacity.

Wie bereits erwähnt, können erfindungsgemäss wasserlösliche Natriumsilikate und Kaliumsilikate verwendet werden, As already mentioned, water-soluble sodium silicates and potassium silicates can be used according to the invention,

aber die viel weniger teuren Natriumsilikate werden natürlich bevorzugt. Die verwendbaren Aluminate sind im Handel erhältlich und dem Fachmann bekannt, z. B. aus der US-Patent-schrift Nr. 2 882 243, oder sie können durch Umsetzung des Alkalimetalloxydes mit reaktionsfähigen Aluminiumoxyden oder Aluminiumhydroxyden hergestellt werden. but the much less expensive sodium silicates are of course preferred. The aluminates that can be used are commercially available and known to the person skilled in the art, e.g. From U.S. Patent No. 2,882,243, or they can be made by reacting the alkali metal oxide with reactive aluminum oxides or aluminum hydroxides.

Die erfindungsgemässen Produkte sind durch ihre typische chemische Zusammensetzung gekennzeichnet, die für M =Na der Summenformel: The products according to the invention are characterized by their typical chemical composition, that for M = Na of the empirical formula:

Na20 • A1203 • 2,0 bis 3,8 Si02 • X H20 Na20 • A1203 • 2.0 to 3.8 Si02 • X H20

entspricht, worin X Werte von 2,5 bis 6 annehmen kann. Die primären Partikel des neu entwickelten amorphen Produktes sind kugelförmig und haben Abmessungen im Bereich von 400 bis 500 Angströmeinheiten. Die primären Partikel vereinigen sich zu beständigen Aggregaten mit unregelmässigen Formen und Grössen. Die Aggregate haben eine ähnliche Form wie «Weintrauben», und ihre Grösse liegt im Bereich von 2000 bis 5000 Angströmeinheiten. Die Aggregate haben die Neigung, Agglomerate mit lockerer Struktur zu bilden, die durch mechanische Kräfte leicht zerlegt werden können. corresponds, in which X can assume values from 2.5 to 6. The primary particles of the newly developed amorphous product are spherical and have dimensions in the range of 400 to 500 angstrom units. The primary particles combine to form permanent aggregates with irregular shapes and sizes. The aggregates have a shape similar to "grapes" and their size is in the range of 2000 to 5000 angstrom units. The aggregates have a tendency to form agglomerates with a loose structure that can be easily dismantled by mechanical forces.

Wie bereits angegeben, kann das Verfahren zur Herstellung dieser Produkte im Gegensatz zu dem Kristallisationsoder Digerierprozess, der bei der Herstellung von kristallinen Produkten angewandt wird, als sorgfältig gesteuerte Fällung bezeichnet werden. As previously stated, the process for making these products, as opposed to the crystallization or digesting process used in the manufacture of crystalline products, can be called a carefully controlled precipitation.

Kennzeichnende Unterschiede der physikalischen Eigenschaften verschiedener Produkte sind in Tabelle 1 zusammen-gefasst, während Ähnlichkeiten hinsichtlich des Verhaltens Significant differences in the physical properties of different products are summarized in Table 1, while similarities in behavior

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

620 659 620 659

4 4th

leicht aus den in Tabelle II wiedergegebenen Daten ersichtlich sind. are readily apparent from the data presented in Table II.

Die Brauchbarkeit dieser Produkte als Mittel zum Weichmachen von Wasser aufgrund ihrer offenkundigen Basenaus-tauscheigenschaften kann nach bekannten Verfahren zur Bestimmung der Calciumaustauschkapazität und der Calciumaus-tauschgeschwindigkeit bewertet werden. Für technische Zwecke sollten die Produkte unter den Testbedingungen mindestens 250 mg Calciumcarbonat pro Gramm auszutauschen vermögen und ein hartes Wasser mit einer Calciumhärte von 67,2 mg/Liter (4,7 gr./gal.) in 1 Minute auf 28,6 mg/Liter (2,0 gr./gal.) und in 10 Minuten auf 14,3 mg/Liter (1,0 gr./gal.) abzureichern vermögen. Bei diesem zuletzt genannten Test wird der Basenaustauscher in einer Menge von 0,06% zu hartem Wasser mit einer gemischten Calcium/Magnesium-Härte von 100,1 mg/Liter (7,0 gr./gal.) gegeben. Die Resultate in Tabelle II zeigen, dass die amorphen und halbkristallinen Produkte hinsichtlich des Gebrauchsverhaltens beim Vergleich mit dem kristallinen Produkt günstig abschneiden. The usefulness of these products as a means of softening water due to their obvious base exchange properties can be assessed according to known methods for determining the calcium exchange capacity and the calcium exchange rate. For technical purposes, the products should be able to exchange at least 250 mg calcium carbonate per gram under the test conditions and hard water with a calcium hardness of 67.2 mg / liter (4.7 gr./gal.) To 28.6 mg / gal in 1 minute. Liter (2.0 gr./gal.) And can be reduced to 14.3 mg / liter (1.0 gr./gal.) In 10 minutes. In this last-mentioned test, the base exchanger is added to hard water with a mixed calcium / magnesium hardness of 100.1 mg / liter (7.0 gr./gal.) In an amount of 0.06%. The results in Table II show that the amorphous and semicrystalline products perform favorably in comparison with the crystalline product with regard to the use behavior.

5 Tabelle III zeigt, dass eine übermässige Trocknung der Pigmente aus den Beispielen 1 und 2 das Abreicherungsver-mögen und die Austauschkapazität des Materials herabsetzt. Der Glühverlust umfasst gebundenes Wasser plus alle in dem Pigment etwa vorhandene Feuchtigkeit. 5 Table III shows that excessive drying of the pigments from Examples 1 and 2 reduces the depletion capacity and the exchange capacity of the material. The loss on ignition comprises bound water plus any moisture that may be present in the pigment.

Die Eigenschaften der Produkte der Beispiele 3 und 4 sind in Tabelle IV zusammengestellt. Die Wirkung der Trocknung des Pigmentes auf seine Austauschkapazität wird durch Vergleich mit der Verwendung des Produktes von Beispiel 4 in 15 Form eines feuchten Kuchens dargestellt. The properties of the products of Examples 3 and 4 are summarized in Table IV. The effect of drying the pigment on its exchange capacity is shown by comparison with the use of the product of Example 4 in the form of a wet cake.

Tabelle I Table I

Eigenschaften properties

Zeolith A (USP 2.882.423) Zeolite A (USP 2,882,423)

Produkt von Beispiel 1 Product of Example 1

Produkt von Beispiel 2 Product of Example 2

% kristalline Form A gemäss Röntgenbeugung BET-Oberfläche (m2/g) % crystalline form A according to X-ray diffraction BET surface area (m2 / g)

Ölabsorption (ml/100 g) Oil absorption (ml / 100 g)

Schüttgewicht (Pour Density) Bulk density (pour density)

kg/m3 (lbs/ft3) kg / m3 (lbs / ft3)

Stampfvolumen (Pack Density) Ramming volume (pack density)

kg/m3 (lbs/ft3) kg / m3 (lbs / ft3)

Eindringen von Hg (ml/g) Hg penetration (ml / g)

pH (l%ig) pH (1%)

% Alkalinität (% Na20) % Alkalinity (% Na20)

Partikelgrösse*: Particle size *:

10 Gew.% kleiner als 20 Gew. % kleiner als 30 Gew. % kleiner als 40 Gew. % kleiner als 50 Gew. % kleiner als 60 Gew. % kleiner als 70 Gew. % kleiner als 80 Gew. % kleiner als 90 Gew.% kleiner als 10% by weight less than 20% by weight less than 30% by weight less than 40% by weight less than 50% by weight less than 60% by weight less than 70% by weight less than 80% by weight less than 90% by weight .% less than

100 3 25 100 3 25

312,0 (19,5) 312.0 (19.5)

555,2 (34,7) 555.2 (34.7)

1.03 11,0 1.03 11.0

1.2 1.2

3,5 a 5,0 fi 3.5 a 5.0 fi

6.4 fi 6.4 fi

7.3 fi 1,9 fi 8,4,« 7.3 fi 1.9 fi 8.4, «

9,0 fi 9.0 fi

10,4 fi 22,0 fi 10.4 fi 22.0 fi

Amorph 96 149 Amorphous 96 149

147,2 (9,2) 147.2 (9.2)

294,4 (18,4) 2,83 10,6 0,2 294.4 (18.4) 2.83 10.6 0.2

1.4 fi 2,6 fi 1.4 fi 2.6 fi

3.5 fi 5,0 u 6,4 fi 8,0,« 3.5 fi 5.0 u 6.4 fi 8.0, «

9,8 fi 9.8 fi

VI fi fi 15,5,il VI fi fi 15.5, il

Amorph 90 145 Amorphous 90 145

144,0 (9,0) 144.0 (9.0)

284,8 (17,8) 2,89 10,7 0,2 284.8 (17.8) 2.89 10.7 0.2

1.3 « 1.3 «

2.4 fi 3,4 fi 4,7// 2.4 fi 3.4 fi 4.7 //

6,0 fi 73 fi 9,0 u 6.0 fi 73 fi 9.0 u

11,0 M 13,5« 11.0 M 13.5 «

Chemische Zusammensetzung: Chemical composition:

çf h2o çf h2o

% Na20 % A1203 % Si02 % Na20% A1203% Si02

Summe Si02/Al203 Sum Si02 / Al203

20,9 17,7 20.9 17.7

26.7 26.7

35.8 35.8

101,1 2,28 101.1 2.28

19,2 14,2 25,4 40,9 19.2 14.2 25.4 40.9

99,7 2,74 99.7 2.74

19,1 14,5 19.1 14.5

26.4 26.4

39.5 39.5

99,5 2.54 99.5 2.54

* Bestimmt mit Geräten der Firma Mine Safety Appliance (USA). * Determined with devices from Mine Safety Appliance (USA).

Tabelle II Gebrauchsverhalten Table II Use behavior

Eigenschaften Mindest- Zeolith A Produkt von Produkt von anforderungen Beispiel 1 Beispiel 2 Properties minimum zeolite A product of product of requirements Example 1 Example 2

Ca-Austauschkapazität (mg CaC03/g) 250 261 282 280 Ca exchange capacity (mg CaC03 / g) 250 261 282 280

Ca-Abreicherungsgeschwindigkeit, Ca depletion rate,

restliche Ca-Härte, mg/Liter (gr./gal.) remaining Ca hardness, mg / liter (gr./gal.)

nach 1 Minute <28,6 (<2,0) 5,86(0,41) 10,44(0,73) 12,87(0,90) after 1 minute <28.6 (<2.0) 5.86 (0.41) 10.44 (0.73) 12.87 (0.90)

nach 10 Minuten < 14,3 (< 1,0) 1,43 (0,1) 3,15 (0,22) 2.86(0,20) after 10 minutes <14.3 (<1.0) 1.43 (0.1) 3.15 (0.22) 2.86 (0.20)

620 659 620 659

Tabelle III Table III

c<r Glühverlust (pi LOI) c <r loss on ignition (pi LOI)

CaC03-Aus-tauschkapazität (mg/g «Pigment») CaC03 exchange capacity (mg / g «pigment»)

Ca-Abreicherungs-geschwindigkeit, restliche Ca-Härte, mg/Liter (gr./gal.) nach 1 Min. nach 10 Min. Ca depletion rate, remaining Ca hardness, mg / liter (gr./gal.) After 1 min. After 10 min.

19,2 8,0 1,4 19.2 8.0 1.4

19,1 19.1

Produkt von Beispiel 1 271 8,87 (0,62) Product of Example 1 271 8.87 (0.62)

193 17,2(1,2) 193 17.2 (1.2)

141 34,3 (2,4) 141 34.3 (2.4)

Produkt von Beispiel 2 293 14,3 (1,0) Product of Example 2 293 14.3 (1.0)

1,86 (0,13) 10,58 (0,74) 22,9 (1,6) 1.86 (0.13) 10.58 (0.74) 22.9 (1.6)

2,29 (0,16) 2.29 (0.16)

8,4 200 8.4 200

20,0(1,4) 20.0 (1.4)

12,58 (0,88) 12.58 (0.88)

1,4 133 1.4 133

52,9 (3,7) 52.9 (3.7)

42,9 (3,0) 42.9 (3.0)

Tabelle IV Table IV

Eigenschaften properties

Produkt von Product of

Produkt von Product of

Produkt von Product of

Beispiel 3 Example 3

Beispiel 4 Example 4

Beispiel 4 Example 4

(als nasser (as wet

Kuchen, un Cake, un

ge trocknet) dried)

% kristalline Form A % crystalline form A

gemäss Röntgen- according to x-ray

beugung diffraction

Amorph Amorphous

Amorph Amorphous

Amorph Amorphous

BET-Oberfläche BET surface

(m2/g) (m2 / g)

102 102

105 105

ölabsorption oil absorption

(ml/100 g) (ml / 100 g)

145 145

148 148

Eindringen von Hg Penetration from Hg

2,70 2.70

2,49 2.49

Ca-Austausch- Ca exchange

kapazität capacity

(mg CaCCVg) (mg CaCCVg)

202 202

234 234

350^00 350 ^ 00

Ca-Abreicherungs- Ca depletion

geschwindigkeit, speed,

restliche Ca-Härte, remaining Ca hardness,

mg/Liter (gr./gal.) mg / liter (gr./gal.)

nach 1 Minute after 1 minute

37,2 (2,6) 37.2 (2.6)

12,16 (0,85) 12.16 (0.85)

nach 10 Minuten after 10 minutes

3,86(0,27) 1,57(0,11) 3.86 (0.27) 1.57 (0.11)

% Glühverlust % Loss on ignition

(%H20) (% H20)

20,5 20.5

19,21 19.21

83,9 83.9

% Na20 % Na20

18,05 18.05

% ai2o3 % ai2o3

25,30 25.30

% Si02 % Si02

36,13 36.13

Summe total

98,69 98.69

Si02/AM), Si02 / AM),

2,43 2.43

Wie bereits oben kurz bemerkt wurde, eignen sich die erfindungsgemässen amorphen Silikate wegen ihres einzigartig hohen Ionenaustauschvermögens besonders für die Verwendung in flüssigen oder trockenen Wasch- oder Reinigungsmitteln. Zu diesem Zweck können die erfindungsgemässen Silikate in Kombination mit Detergentien aus beliebigen der herkömmlichen Klassen verwendet werden, d. h. mit synthetischen anionaktiven, nichtionogenen und/oder amphoteren oberflächenaktiven Verbindungen, die keine Seifen sind und geeignete Reinigungsmittel sind. Anionaktive oberflächenaktive Verbindungen können allgemein definiert werden als Verbindungen, die im Molekül hydrophile oder lyophile Gruppen enthalten und in einem wässrigen Medium ionisiert werden, wobei die lyophile Gruppe enthaltende Anionen entstehen. Zu diesen Verbindungen gehören sulfatierte oder sul-fonierte aliphatische, aromatische und alkylaromatische Koh10 As already briefly noted above, the amorphous silicates according to the invention are particularly suitable for use in liquid or dry detergents or cleaning agents because of their uniquely high ion exchange capacity. For this purpose, the silicates according to the invention can be used in combination with detergents from any of the conventional classes, i.e. H. with synthetic anionic, nonionic and / or amphoteric surface active compounds that are not soaps and are suitable cleaning agents. Anion-active surface-active compounds can be generally defined as compounds which contain hydrophilic or lyophilic groups in the molecule and are ionized in an aqueous medium, the anions containing the lyophilic group being formed. These compounds include sulfated or sulfonated aliphatic, aromatic and alkyl aromatic Koh10

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

50 50

55 55

60 60

65 65

lenwasserstoffe und deren Alkalimetallsalze, z. B. die Natriumsalze von langkettigen Alkylschwefelsäuren, die Natriumsalze von Alkylnaphthalinsulfonsäuren, die Natriumsalze von sulfonierten Abietinen, die Natriumsalze von Alkylbenzolsul-fonsäuren, insbesondere solche, deren Alkylgruppe 8 bis 24 Kohlenstoffatome enthält, die Natriumsalze von sulfonierten Mineralölen und die Natriumsalze von Sulfobernsteinsäure-estern, wie Natriumdioctylsulfosuccinat. hydrogen and their alkali metal salts, for. B. the sodium salts of long-chain alkyl sulfuric acids, the sodium salts of alkylnaphthalenesulfonic acids, the sodium salts of sulfonated abietins, the sodium salts of alkylbenzenesulfonic acids, especially those whose alkyl group contains 8 to 24 carbon atoms, the sodium salts of sulfonated mineral oils and the sodium salts of sulfosuccinic acid, such as sodium dioctyl sulfosuccinate.

Vorteilhafte anionaktive oberflächenaktive Mittel sind die höheren Alkylarylsulfonsäuren und deren Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze, wie beispielsweise Natriumdodecylben-zolsulfonat, Natriumtridecylbenzolsulfonat, Magnesiumdode-cylbenzolsulfonat, Kaliumtetradecylbenzolsulfonat, Ammo-niumdodecyltoluolsulfonat, Lithiumpentadecylbenzolsulfonat, Natriumdioctylbenzolsulfonat, Dinatriumdodecylbenzoldi-sulfonat, Dinatriumdiisopropylnaphthalindisulfonat u. dgl., sowie die Alkalimetallsalze von Fettalkoholestern von Schwefel-und Sulfonsäuren, die Alkalimetallsalze von Alkylarylsulfo-thiocarbonsäureestern und Alkylthioschwefelsäuren usw. Advantageous anionic surfactants are the higher alkyl aryl sulphonic acids and alkali metal and alkaline earth metal salts such as Natriumdodecylben-zolsulfonat, Natriumtridecylbenzolsulfonat, Magnesiumdode-cylbenzolsulfonat, Kaliumtetradecylbenzolsulfonat, Ammo-niumdodecyltoluolsulfonat, Lithiumpentadecylbenzolsulfonat, Natriumdioctylbenzolsulfonat, Dinatriumdodecylbenzoldi-sulfonate, Dinatriumdiisopropylnaphthalindisulfonat u. Like., And the alkali metal salts of fatty alcohol esters of sulfuric and sulfonic acids, the alkali metal salts of alkylarylsulfothiocarboxylic acid esters and alkylthiosulfuric acids, etc.

Nichtiogene oberflächenaktive Verbindungen können allgemein definiert werden als Verbindungen, die nicht ionisiert werden, aber gewöhnlich aufgrund einer sauerstoffhaltigen Seitenkette, wie einer Polyoxyäthylenkette, hydrophile Eigenschaften annehmen, während der lyophile Teil des Moleküls von Fettsäuren, Phenolen, Alkoholen, Amiden oder Aminen abgeleitet sein kann. Beispiele von nichtionogenen oberflächenaktiven Mitteln sind Kondensationsprodukte aus einem oder mehreren Alkylenoxyden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Äthylenoxyd oder Propylenoxyd, vorzugsweise Äthylenoxyd allein oder im Gemisch mit anderen Alkylenoxyden, und einer verhältnismässig hydrophoben Verbindung, wie einem Fettalkohol, einer Fettsäure, einem Sterin, einem Fettsäureglycerid, einem Fettamin, einem Arylamin, einem Fettmercaptan, Tallöl usw. Zu den nichtionogenen oberflächenaktiven Mitteln gehören auch Kondensationsprodukte aus einem oder mehreren Alkanolaminen mit verhältnismässig niederem Alkylrest, wie Methanolamin, Äthanolamin, Propanolamin usw., und einer Fettsäure, wie Laurinsäure, Cetylsäure, Tallölfettsäure, Abie-tinsäure usw., d. h. die entsprechenden Amide. Noniogenic surfactants can be broadly defined as compounds that are not ionized, but usually assume hydrophilic properties due to an oxygen-containing side chain, such as a polyoxyethylene chain, while the lyophilic portion of the molecule can be derived from fatty acids, phenols, alcohols, amides or amines. Examples of nonionic surfactants are condensation products of one or more alkylene oxides with 2 to 4 carbon atoms, such as ethylene oxide or propylene oxide, preferably ethylene oxide alone or in a mixture with other alkylene oxides, and a relatively hydrophobic compound, such as a fatty alcohol, a fatty acid, a sterol, one Fatty acid glyceride, a fatty amine, an arylamine, a fatty mercaptan, tall oil, etc. The nonionic surface-active agents also include condensation products from one or more alkanolamines with a relatively low alkyl radical, such as methanolamine, ethanolamine, propanolamine etc., and a fatty acid such as lauric acid, cetyl acid, Tall oil fatty acid, abietic acid, etc., d. H. the corresponding amides.

Besonders vorteilhafte nichtionogene oberflächenaktive Mittel sind Kondensationsprodukte aus einer hydrophoben Verbindung mit mindestens einem aktiven Wasserstoffatom und einem Niederalkylenoxyd, z. B. das Kondensationsprodukt aus einem aliphatischen Alkohol mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und etwa 3 bis 30 Mol Äthylenoxyd pro Mol des Alkohols oder das Kondensationsprodukt aus einem AI-kylphenol mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und etwa 3 bis 30 Mol Äthylenoxyd pro Mol Alkyl-phenol. Andere nichtionogene Detergentien sind Kondensationsprodukte von Äthylenoxyd mit einer hydrophoben Verbindung, die durch Kondensation von Propylenoxyd mit Pro-pylenglycol gebildet ist. Particularly advantageous nonionic surface active agents are condensation products of a hydrophobic compound with at least one active hydrogen atom and a lower alkylene oxide, e.g. B. the condensation product of an aliphatic alcohol with about 8 to 18 carbon atoms and about 3 to 30 moles of ethylene oxide per mole of the alcohol or the condensation product of an alkyl phenol with about 8 to 18 carbon atoms in the alkyl group and about 3 to 30 moles of ethylene oxide per Moles of alkyl phenol. Other nonionic detergents are condensation products of ethylene oxide with a hydrophobic compound formed by the condensation of propylene oxide with propylene glycol.

Amphotere oberflächenaktive Verbindungen können allgemein definiert werden als Verbindungen, die im gleichen Molekül sowohl anionische als auch kationische Gruppen enthalten. Solche Verbindungen können je nach der Art der anionbildenden Gruppe, die gewöhnlich Carboxyl, Sulfo oder Sulfato ist, in Klassen eingeteilt werden. Beispiele derartiger Verbindungen sind Natrium-N-kokos-/j-aminopropionat, Na-trium-N-talg-/3-aminodipropionat, Natrium-N-lauryl-y3-imino-dipropionat u. dgl. Amphoteric surface-active compounds can be generally defined as compounds which contain both anionic and cationic groups in the same molecule. Such compounds can be categorized depending on the type of the anion-forming group, which is usually carboxyl, sulfo or sulfato. Examples of such compounds are sodium N-coconut / i-aminopropionate, sodium trium-N-tallow / 3-aminodipropionate, sodium N-lauryl-y3-imino-dipropionate and the like. the like

Andere typische Beispiele aus diesen Kategorien von anionaktiven, nichtionogenen und/oder amphoteren oberflächenaktiven Mitteln sind in «Surface Active Agents» von Schwartz und Perry, Interscience Publishers, New York (1949) und Journal of American Oil Chemists Society, Bd. 34, Nr. 4, S. 170 bis 216 (April 1957) beschrieben. Other typical examples from these categories of anionic, nonionic and / or amphoteric surfactants are found in "Surface Active Agents" by Schwartz and Perry, Interscience Publishers, New York (1949) and Journal of American Oil Chemists Society, Vol. 34, No. 4, pp. 170 to 216 (April 1957).

Die Menge der Austauschersilikate, die in Kombination The amount of exchange silicates in combination

620 659 620 659

mit der oberflächenaktiven Verbindung verwendet werden muss, hängt von dem Verwendungszweck, der Art der verwendeten oberflächenaktiven Verbindung, den pH-Bedingungen u. dgl. ab. Das optimale Verhältnis von oberflächenaktiver Verbindung zu Ionenaustauscher hängt von der speziellen verwendeten oberflächenaktiven Verbindung und dem Verwendungszweck, für den das Wasch-bzw. Reinigungsmittel bestimmt ist, ab, aber das Gewichtsverhältnis von oberflächenaktiver Verbindung zu Silikataustauscher liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 3 :1 bis 1:6. to be used with the surfactant depends on the intended use, the type of surfactant used, the pH conditions and the like. Like. The optimal ratio of surface-active compound to ion exchanger depends on the specific surface-active compound used and the intended use for which the washing or. Detergent is determined, but the weight ratio of surface-active compound to silicate exchanger is generally in the range of about 3: 1 to 1: 6.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. The following examples illustrate the invention.

Beispiel 1 example 1

Ein mit Umlenkblechen versehenes 113,6-Liter-Reak-tionsgefäss (30 gallon-Reaktionsgefäss) wurde mit einem Tur-binenrührer versehen, dessen Schaufeln einen Durchmesser von 152,4 mm (6 inches) hatten und der mit 250 Umdrehungen pro Minute zu rotieren vermochte. Eine 0,454molare Alkalimetallsilikatlösung wurde hergestellt, indem man 2,018 kg (4,45 lbs.) Natriumsilikat der Formel: A 113.6 liter reaction vessel (30 gallon reaction vessel) provided with baffle plates was equipped with a turbine stirrer, the blades of which had a diameter of 152.4 mm (6 inches) and which was rotating at 250 revolutions per minute was able to. A 0.454 molar alkali metal silicate solution was prepared by using 2.018 kg (4.45 lbs.) Sodium silicate of the formula:

Na20-2,5 Si02 Na20-2.5 Si02

in 20,971 Liter (5,54 gals.) Wasser löste, während eine limolare Lösung von Natriumaluminat der Formel: dissolved in 20.971 liters (5.54 gals.) of water, while a limolar solution of sodium aluminate of the formula:

1,6 Na20/Al203 1.6 Na20 / Al203

hergestellt wurde, indem man 4,763 kg (10,5 lbs.) Natriumaluminat in 16,883 Liter (4,46 gals.) Wasser löste. Das Reak-tionsgefäss wurde mit der Silikatlösung beschickt und der Rührer in Betrieb gesetzt. Dann wurde die Aluminatlösung in einem dünnen Strom zugefügt, so dass sie auf die Oberfläche der kräftig gerührten Flüssigkeit in der Nähe der Wandung des Reaktionsgefässes auftraf. Der Zusatz der Natriumaluminatlösung wurde 30 Minuten lang fortgesetzt. Insgesamt 16,883 Liter (4,46 gals.) der Lösung wurden verwendet. Während der Umsetzung betrug die Temperatur 50° C. Das Reaktionsgemisch wurde weitere 5 Minuten lang gerührt, worauf der Niederschlag durch Filtration abgetrennt und gründlich mit Wasser gewaschen wurde. Der resultierende Filterkuchen wurde bei 110° C getrocknet, wobei ein bröckliger Kuchen erhalten wurde, der beim Zusammendrücken leicht zu einem Pulver zerfiel. Dieser Kuchen wurde einmal durch eine Sieb-Hammermühle mit entferntem Sieb geführt, um die agglomerierte Masse vollständig in ein feines Pulver überzuführen. Die Ausbeute betrug 3,515 kg (7,75 lbs.). Die Eigenschaften des Produktes sind in den Tabellen I und II angegeben. was prepared by dissolving 4.7.5 kg (10.5 lbs.) of sodium aluminate in 16.883 liters (4.46 g.) of water. The reaction vessel was charged with the silicate solution and the stirrer started up. The aluminate solution was then added in a thin stream so that it struck the surface of the vigorously stirred liquid near the wall of the reaction vessel. The addition of the sodium aluminate solution was continued for 30 minutes. A total of 16.883 liters (4.46 gals.) Of the solution was used. During the reaction the temperature was 50 ° C. The reaction mixture was stirred for a further 5 minutes, after which the precipitate was separated by filtration and washed thoroughly with water. The resulting filter cake was dried at 110 ° C to obtain a crumbly cake that easily disintegrated into a powder when compressed. This cake was passed through a sieve hammer mill with the sieve removed to completely convert the agglomerated mass into a fine powder. The yield was 3.515 kg (7.75 lbs.). The properties of the product are given in Tables I and II.

Beispiel 2 Example 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei aber nach der Fällung des Pigmentes 30 Minuten lang weiter gerührt wurde, ehe das Pigment durch Filtration abgetrennt und gewaschen wurde. Die Eigenschaften dieses Produktes sind in den Tabellen I und II angegeben. The procedure of Example 1 was repeated, but stirring continued for 30 minutes after the pigment was precipitated before the pigment was separated by filtration and washed. The properties of this product are given in Tables I and II.

Beispiel 3 Example 3

Dieses Beispiel wurde unter Anwendung der gleichen Vorrichtung und der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1 ausgeführt. Das Reaktionsgefäss wurde mit einer 0,123mola-ren Silikatlösung beschickt, die hergestellt worden war, indem man 3,062 kg (6,75 lbs.) eines Natriumsilikates mit der Zusammensetzung Na20-2,4 Si02 in 31,419 Liter (8,3 gallons) Wasser löste, während eine 0,585molare Aluminatlösung hergestellt wurde, indem man 9,435 kg (20,8 lbs.) Natriumaluminat der Zusammensetzung 2,6 Na20/Al203 in 61,324 Liter (16,2 gallons) Wasser löste. Der gebildete Niederschlag wurde wie in Beispiel 1 beschrieben abfiltriert, getrocknet und pulverisiert. Die Eigenschaften dieses Produktes sind in Tabelle IV angegeben. This example was carried out using the same device and procedure as in Example 1. The reaction vessel was charged with a 0.123 molar silicate solution which was prepared by dissolving 3.062 kg (6.75 lbs.) Of sodium silicate having the composition Na20-2.4 Si02 in 31.419 liters (8.3 gallons) of water while preparing a 0.585 molar aluminate solution by dissolving 9.435 kg (20.8 lbs.) of sodium aluminate having the composition 2.6 Na20 / Al203 in 61.324 liters (16.2 gallons) of water. The precipitate formed was filtered off as described in Example 1, dried and pulverized. The properties of this product are given in Table IV.

Beispiel 4 Example 4

Die Verfahrensweise von Beispiel 3 wurde wiederholt. Der einzige Unterschied bestand darin, dass die Reaktionstemperatur auf 25° C gesenkt wurde. The procedure of Example 3 was repeated. The only difference was that the reaction temperature was lowered to 25 ° C.

Beispiel 5 Example 5

Die allgemeinen Verfahren der Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt, wobei aber Silikate mit Molverhältnissen von Si02 : Na20 von 2,2 bis 2,8 und Aluminate mit Molverhältnissen von Na20: A1203 von 1,2 bis 2,8 anstelle der in Beispiel 1 und 2 verwendeten Ausgangsmaterialien verwendet wurden. Es wurde gefunden, dass durch Änderung der Molverhältnisse der Oxyde Produkte mit einer Ölabsorbation von mindestens 75 ml/100 g und BET-Oberflächen von mindestens 50 m2/g erzeugt werden konnten. Die durch Eindringen von Quecksilber feststellbaren Hohlräume betrugen mehr als 2,0 ml/g. Die Basenaustauschkapazitäten betrugen mindestens 200 mg CaC03/g. Die Wasserweichmachungsgeschwindigkeiten lagen in der Grössenordnung von 38,6 mg pro Liter (2,7 grains per gallon) pro Minute. The general procedures of Examples 1 and 2 were repeated, but using silicates with molar ratios of SiO2: Na20 from 2.2 to 2.8 and aluminates with molar ratios of Na20: A1203 from 1.2 to 2.8 instead of those in Examples 1 and 2 raw materials used were used. It was found that by changing the molar ratios of the oxides, products with an oil absorption of at least 75 ml / 100 g and BET surface areas of at least 50 m2 / g could be produced. The voids found by the penetration of mercury were more than 2.0 ml / g. The base exchange capacities were at least 200 mg CaC03 / g. The water softening rates were on the order of 38.6 mg per liter (2.7 grains per gallon) per minute.

Wie bereits erwähnt, soll der Ausdruck «Pigmente» nicht farbgebende Materialien, die anderen Substanzen oder Mischungen Farbe verleihen, bezeichnen, sondern bezieht sich auf die fein verteilte, amorphe Beschaffenheit der Materialien. Die Vergrösserungen der Fig. 1 bis 6 sind 4400fach, 11 ÜOOfach, 4400fach, 11 OOOfach, 20 500fach bzw. 20 500fach. As already mentioned, the term “pigments” is not intended to denote coloring materials that give color to other substances or mixtures, but refers to the finely divided, amorphous nature of the materials. The enlargements of FIGS. 1 to 6 are 4400 times, 11 times, 4400 times, 11 times, 20 500 times and 20 500 times, respectively.

Alle Testdaten wurden nach bekannten, genormten und in der Industrie angewandten Testverfahren bestimmt. Z. B. wurden die Ölabsorptionswerte nach der Norm ASTM-D281-31 (1966) Adopted 1931, Reapproved 1966, die pH-Werte nach der Norm ASTM-E70-68 (1973), die BET-Oberfläche nach der Methode von Brunauer, Emmett und Teller, Jour. Am. Chem. Soc. 60, 309 bis 316 (1938), das Eindringen von Quecksilber (mercury intrusion) nach der Methode von 1958 ASTM Proc. Manual ASTM Bull. (1959) TP-49-54, das Stampfvolumen (pack density) nach ASTM C493, 17, C373, 17 und die Basenaustauschkapazität sowie die Wasserweichmachungsgeschwindigkeit nach der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 2 412 837 (31. Oktober 1974) bestimmt. All test data were determined according to known, standardized test methods used in industry. For example, the oil absorption values were adopted according to ASTM-D281-31 (1966), adopted in 1931, Reapproved in 1966, the pH values according to ASTM-E70-68 (1973), the BET surface area according to the method of Brunauer, Emmett and Teller , Jour. At the. Chem. Soc. 60, 309 to 316 (1938), the penetration of mercury (mercury intrusion) according to the method of 1958 ASTM Proc. Manual ASTM Bull. (1959) TP-49-54, the tamped volume (pack density) according to ASTM C493, 17, C373, 17 and the base exchange capacity and the rate of water softening according to German Offenlegungsschrift No. 2 412 837 (October 31, 1974) .

6 6

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

S S

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims (4)

620 659620 659 1. Verfahren zur Herstellung von zum Weichmachen von Wasser geeigneten und in Wasch- und Reinigungsmitteln v erwendbaren, fein zerteilten amorphen pigmentförmigen Alkalimetallalumosilikaten der Formel M20 • A1203 • 2,0 bis 3,8 Si02- X H20, worin M ein Alkalimetall bedeutet und X einen Wert von 2,5 bis 6 hat, die eine Ölabsorption von mindestens 75 ml/100 g, eine BET-Oberfläche von mindestens 50 m2/g, ein Stampfvolumen von mehr als 160,0 kg/m3, ein durch Eindringen von Quecksilber festgestelltes Hohlraumvolumen von mehr als 2,0 ml/g, eine Basenaustauschkapazität von mindestens 200 mg CaC03/g und eine anfängliche Was-serweichmachungsgeschwindigkeit von 38,6 mg pro Liter pro Minute haben und deren Primärteilchen kugelförmig sind und eine Grösse im Bereich von 400 bis 500 Angström-Einheiten haben, dadurch gekennzeichnet, dass man a) eine wässrige Lösung eines Alkalimetallsilikates mit einem Molverhältnis von Si02 zu M20 von 2,2 bis 2,8 herstellt, deren Konzentration 4molar oder geringer ist, 1. Process for the preparation of finely divided amorphous pigment-shaped alkali metal aluminosilicates suitable for softening water and usable in detergents and cleaning agents, of the formula M20 • A1203 • 2.0 to 3.8 Si02 - X H20, in which M denotes an alkali metal and X has a value of 2.5 to 6, which has an oil absorption of at least 75 ml / 100 g, a BET surface area of at least 50 m2 / g, a tamped volume of more than 160.0 kg / m3, a value determined by the penetration of mercury Have void volumes greater than 2.0 ml / g, a base exchange capacity of at least 200 mg CaC03 / g, and an initial water softening rate of 38.6 mg per liter per minute and whose primary particles are spherical and have a size in the range of 400 to 500 Angstrom units have characterized in that a) an aqueous solution of an alkali metal silicate with a molar ratio of SiO 2 to M 20 of 2.2 to 2.8 is produced, the concentration of which is 4 molar or less t, b) die wässrige Lösung kräftig rührt, wodurch man sie einer hohen Scherbeanspruchung und Turbulenz aussetzt und ihr eine lineare Geschwindigkeit von 91 bis 122 m pro Minute erteilt, und in die Alkalimetallsilikatlösung bei einer Temperatur von 15 bis 70° C langsam eine Lösung eines Alkalimetall-aluminates mit einem Molverhältnis von M20 zu A1203 von 1,2 bis 2,8 einführt, deren Konzentration 2molar oder geringer ist, b) the aqueous solution is stirred vigorously, subjecting it to high shear stress and turbulence and giving it a linear velocity of 91 to 122 m per minute, and slowly adding a solution of an alkali metal solution to the alkali metal silicate solution at a temperature of 15 to 70 ° C. introduces aluminates with a molar ratio of M20 to A1203 from 1.2 to 2.8, the concentration of which is 2 molar or less, c) die durch Zugabe der Alkalimetallaluminatlösung zu der Alkalimetallsilikatlösung gebildete Reaktionsmasse weiter rührt, wobei man den pH-Wert der Reaktionsmasse während der Fällung auf einem Wert von mindestens 10,5 hält, um dadurch das fein zerteilte amorphe Alkalimetallalumosilikat auszufällen, und d) das Alkalimetallalumosilikat gewinnt. c) stirring the reaction mass formed by adding the alkali metal aluminate solution to the alkali metal silicate solution while maintaining the pH of the reaction mass at a value of at least 10.5 during the precipitation to thereby precipitate the finely divided amorphous alkali metal aluminosilicate, and d) the alkali metal aluminosilicate wins. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass M Natrium bedeutet. 2. The method according to claim 1, characterized in that M is sodium. 2 2nd patentansprüche claims 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Natriumaluminatlösung bei einer Temperatur von 20 bis 40° C langsam zu der wässrigen Natriumsilikatlösung zusetzt. 3. The method according to claim 2, characterized in that slowly adding the aqueous sodium aluminate solution at a temperature of 20 to 40 ° C to the aqueous sodium silicate solution. 4. Ein synthetisches Detergens enthaltendes Waschmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es als Ionen- bzw. Basenaustau-scher und Wasserweichmachungsmittel ein nach dem Verfahren nach Anspruch 2 hergestelltes Alkalimetallalumosilikat enthält. 4. A detergent containing synthetic detergent, characterized in that it contains an alkali metal aluminosilicate produced by the process according to claim 2 as ion or base exchanger and water softening agent.
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