PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE PERCARBONATO SÓDICO.

LA INVENCION SE REFIERE A UN NUEVO PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION "EN SECO" DE PERCARBONATO SODICO (PROCESO SECO).

UN CRISTAL MONOHIDRATO SE HACE REACCIONAR CON UNA CANTIDAD CASIESTEQUIOMETRICA DE SOLUCION ACUOSA CONCENTRADA DE PEROXIDO DE HIDROGENO, EN RELACION CON LA CANTIDAD DE OXIGENO ACTIVO EXIGIDO EN EL PERCARBONATO SODICO. ESTE PROCEDIMIENTO PUEDE COMBINARSE, CON UNA NOTABLE VENTAJA, CON LA COMPACTACION SUBSIGUIENTE DEL PERCARBONATO SODICO OBTENIDO. SE PUEDEN OBTENER PRODUCTOS DE PERCARBONATO SODICO QUE CONTENGAN DIVERSAS CONCENTRACIONES DE OXIGENO ACTIVO DE AL MENOS UN 10%, PERO EN PARTICULAR CON CONCENTRACIONES DE OXIGENO ACTIVO SUPERIOR AL 14,5% EN PESO. LOS PRODUCTOS DE PERCARBONATO SODICO RESULTANTES SE CARACTERIZAN PORQUE TIENEN CARACTERISTICAS NOTABLEMENTE VENTAJOSAS EN CUANTO A VELOCIDAD DE DISOLUCION, ESTABILIDAD Y COMPATIBILIDAD CON LA BASE DETERGENTE, Y SON SUPERIORES A LOS PERCARBONATOS SODICO CONVENCIONALES OBTENIDOS, POR EJEMPLO, POR UN PROCESO DE CRISTALIZACION. LA INVENCION SE REFIERE IGUALMENTE A DICHOS PRODUCTOS DE PERCARBONATO SODICO Y A LOS COMPUESTOS DETERGENTES QUE LOS CONTIENEN

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de percarbonato sódico (denominado en lo que sigue también abreviadamente, “PCS”) con contenidos en oxígeno activo de al menos 10% en peso, en particular > 14,5 a 15,2% en peso, así como al propio PCS y a composiciones de blanqueo y detergentes con contenido en el nuevo producto de PCS.

El percarbonato sódico se utiliza como componente de blanqueo en detergentes, agentes de blanqueo y agentes de limpieza en forma de polvo. Se distingue por una buena solubilidad en agua así como por una rápida liberación del peróxido de hidrógeno, y no es contaminante, dado que sus productos de descomposición no contaminan el medio ambiente.

Para el percarbonato sódico se indica en la bibliografía la fórmula empírica Na2CO3· 1,5 H2O2 con un contenido teórico en oxígeno activo de 15,28% en peso. Sin embargo, en este caso se ha de tener en cuenta que el percarbonato sódico, preparado técnicamente a partir de peróxido de hidrógeno y sosa, no es, por lo general, ningún compuesto homogéneo y bien definido de este tipo, sino que, por una parte, representa una mezcla a base de distintos compuestos con contenido en agua de hidratación de las fórmulas

Na2CO3 · 1,5 H2O2

Na2CO3 · 1,5 H2O2· H2O

Na2CO3 · 2 H2O2· H2O

Na2CO3 · 2 H2O2

Na2CO3 · x H2O2

y, por otra parte, en función del procedimiento de preparación, contiene adicionalmente además una cierta proporción de sosa no oxidada, así como otros aditivos condicionados por la preparación tales como, p. ej., sulfato de sodio o sal de cocina. Tanto por las condiciones de preparación como también por los respectivos aditivos, las propiedades del producto están marcadas de forma decisiva no sólo con relación a la estabilidad, sino también con relación, p. ej., al contenido en oxígeno activo, la solubilidad y el peso a granel o bien el tamaño de grano del percarbonato sódico. Así, el contenido en oxígeno activo alcanzable asciende en el percarbonato sódico, solamente en casos favorables, a 13,4 hasta 14,5% en peso pero, condicionado por los aditivos condicionados por la preparación (sulfato, sal de cocina) así como medidas de estabilizantes, es a menudo mucho más bajo. También, la buena solubilidad en sí del percarbonato sódico está a menudo disminuida, por ejemplo, por la presencia condicionada por la preparación, de otras sales tales como sosa, sulfato de sodio y sal de cocina. Además, la densidad aparente o el tamaño de grano alcanzable del percarbonato sódico es, por lo general, sólo poco variable en los procedimientos de preparación del estado conocido de la técnica y, la mayoría de las veces, queda desde un principio limitado a intervalos estrechos de valores debido al tipo de procedimiento o a la sosa empleada.

Sin embargo, existe cada vez más el deseo de percarbonatos sódicos con un elevado contenido en oxígeno activo y distintas densidades aparentes o tamaños de granos, en cada caso conforme a los distintos requisitos del fabricante de detergentes, por ejemplo para aplicaciones en detergentes en polvo ligeros con una baja densidad aparente o en detergentes compactos con una elevada densidad aparente de los componentes detergentes, de blanqueo y de limpieza. En este caso, también es particularmente necesario ajustar entre sí las densidades aparentes de los distintos componentes de composiciones de este tipo, con el fin de excluir ampliamente una disgregación que se manifestaría obligatoriamente en el caso de pesos a granel diferentes de los componentes.

Para la preparación de percarbonato sódico se conocen en el estado de la técnica tres tecnologías: el procedimiento de cristalización, el procedimiento de rociado y el procedimiento de secado.

Por norma general, el percarbonato sódico se prepara mediante el procedimiento de cristalización. En este caso, una disolución o suspensión de sosa se hace reaccionar con peróxido de hidrógeno a 10 hasta 20ºC y cristaliza en presencia de estabilizadores tales como, por ejemplo, vidrio soluble, ácidos fosfónicos inorgánicos u orgánicos, etc. Debido a la buena solubilidad del percarbonato sódico es, sin embargo, necesario con el fin de aumentar el rendimiento, separar mediante precipitación salina el percarbonato sódico de la mezcla de reacción para lo cual, en el estado conocido de la técnica, se incorpora en la mezcla de reacción preferiblemente sal de cocina en una concentración de aproximadamente 240 g/l. Sin embargo, la cristalización es difícil de controlar, de modo que se aconseja, con el fin de conformar una estructura cristalina favorable, añadir los denominados mejoradores de la cristalización tales como polifosfatos o poliacrilatos. El percarbonato sódico cristalizado se separa luego por centrifugación y se seca en procedimientos en sí usuales, por ejemplo en el lecho turbulento. El PCS obtenido mediante el procedimiento de cristalización no es óptimo, sin embargo, para muchas aplicaciones y, en particular, a menudo se ve afectado en sus propiedades por el contenido en sal de cocina condicionado por la preparación.

En el caso de los procedimientos de pulverización para la preparación de carbonato de sodio no es necesario filtrar o centrifugar para separar el percarbonato sódico de las aguas madre. Más bien, en el caso de estos procedimientos de pulverización se seca una disolución acuosa (o, eventualmente, también una suspensión escasamente concentrada) a base de sosa y peróxido de hidrógeno en un secador por pulverización. Productos de secado por pulverización poseen, por norma general, sin embargo una densidad aparente muy baja de aproximadamente sólo 0,35 kg/l y, por lo tanto, no son utilizables como tales para las formulaciones actuales de detergentes que contienen cada vez más componentes granulares con densidades aparentes elevadas. Además, durante la pulverización de disoluciones se ha de separar mucho agua, lo cual requiere, sin embargo, un gasto de energía adicional.

En variaciones del procedimiento de pulverización se pulverizan, por ejemplo, disoluciones a base de sosa y peróxido de hidrógeno de forma continua sobre un lecho fluidizado con aire caliente a base de percarbonato de sodio dispuesto previamente. La etapa de pulverización y de secado puede realizarse alternativamente en una etapa o en dos etapas. En otra variación del procedimiento de pulverización, disoluciones a base de carbonato de sodio y peróxido de hidrógeno se inyectan a través de toberas separadas en una cámara de reacción, haciendo pasar a través de la cámara de reacción al mismo tiempo una mezcla caliente a base de aire y dióxido de carbono. Sin embargo, según este procedimiento se obtiene un percarbonato sódico extremadamente poroso, el cual, en relación con la densidad aparente y la resistencia a la abrasión, no cumple los requisitos de composiciones detergentes de los patrones actuales.

Según el denominado procedimiento de secado se prepara percarbonato sódico al hacer reaccionar Na2CO3 exento de agua de hidratación con una disolución concentrada de peróxido de hidrógeno de 50 a 80% en peso y, ya durante la reacción, se separan por evaporación las pequeñas cantidades de agua liberada. En este procedimiento, durante toda la reacción se presenta una mezcla de reacción en esencia (ampliamente) seca. El procedimiento puede llevarse a cabo, por ejemplo, en mezcladores, en reactores de lecho fluidizado o también en reactores tubulares con dispositivos de inyección para H2O2. Además de los largos tiempos de reacción, este procedimiento tiene el inconveniente de que no tiene lugar una purificación del carbonato de sodio preparado de esta manera, de modo que deben tomarse medidas adicionales, ya durante la reacción, para la estabilización del producto, por ejemplo la adición de estabilizadores especiales. Particularmente desventajoso es que el peróxido de hidrógeno debe ser empleado en un gran exceso, con el fin de obtener un PCS con un contenido suficiente en oxígeno activo. Además de ello, este procedimiento es poco variable en relación con las propiedades del granulado del percarbonato sódico,

p. ej. en relación con la densidad aparente y el tamaño de grano, dado que la forma del granulado de percarbonato sódico corresponde esencialmente (es decir no teniendo en cuenta ligeras redondeces condicionadas por la reacción) a la forma del granulado de la sosa empleada. En particular, en la preparación de granulados de percarbonato sódico con una densidad aparente elevada para detergentes compactos debe emplearse, por... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de percarbonato sódico (PCS), en el que en una primera etapa, la etapa de reacción, se hace reaccionar sosa monohidrato sólida, obtenida a partir de sosa con un peso a granel de 0,20 a 0,48 kg/l o de 0,50 a 0,55 kg/l mediante reacción de la forma de sosa anhidra con una cantidad molar de agua de hasta aproximadamente 1,5 veces, con una cantidad casi estequiométrica, referida al contenido en oxígeno activo deseado en el percarbonato sódico de una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno al 50 a 70% en peso, a temperaturas de reacción de cómo máximo 80ºC, en un dispositivo mezclador para formar una masa a modo de pasta o masa a base de percarbonato sódico húmedo, y se seca, caracterizado porque, en una segunda etapa, la etapa de compactación/granulación en seco, el percarbonato sódico obtenido después del secado en la primera etapa, se compacta para formar emplastros, y porque los emplastros se transforman seguidamente, en el transcurso de una granulación en seco, mediante trituración y tamizado, en un granulado de percarbonato sódico con un contenido en oxígeno activo de > 14,5 a 15,2% en peso y un peso a granel de 0,85 a 1,1 kg/l y un diámetro medio de grano de 550 a 1.100 µm.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la compactación compacta a una presión de al menos 50 bar hasta como máximo 150 bar, preferiblemente a una presión 80 a 120 bar.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el granulado de percarbonato sódico se prepara con un diámetro medio de grano superior a 600 μm, preferiblemente de 640 a 1.000 μm.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se prepara un granulado de percarbonato sódico con un peso a granel de 0,93 a 1,1 kg/l.

5. Percarbonato sódico (PCS) con un contenido en oxígeno activo de > 14,5 a 15,2% en peso, un diámetro medio de grano de 640 a 1.100 μm, preferiblemente de 640 a 1.000 μm, y un peso a granel de 0,85 kg/l a 1,1 kg/l y un índice de abrasión inferior a 5% (medido bajo condiciones estándar según la norma ISO 5937).

6. Percarbonato sódico según la reivindicación 5, caracterizado porque se puede obtener según un procedimiento de las reivindicaciones 1 a 4 sin adición de agentes deslizantes mediante compactación/granulación en seco, y presenta una pérdida de la estabilidad inferior a 6,2% medida en condiciones estándares (calentamiento durante 2 h hasta 105ºC).

7. Composiciones de blanqueo o detergentes sólidas que contienen 0,5 a 40% en peso, preferiblemente 5 a 25% en peso del percarbonato sódico de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 ó 6, y 99,5 a 60% en peso, preferiblemente 95 a 75% en peso de sustancias de formulación y coadyuvantes habituales en composiciones de blanqueo o detergentes del grupo de los tensioactivos, mejoradores de la detergencia, activadores de blanqueo, precursores de agentes de blanqueo de perácidos, enzimas, estabilizadores enzimáticos, soportes de suciedad y/o agentes de compatibilización, formadores de complejos y quelatos, reguladores de la espuma de jabón y aditivos tales como abrillantadores ópticos, agentes opacificantes, inhibidores de la corrosión, antielectrostáticos, colorantes, bactericidas.

8. Composición de blanqueo y detergente según la reivindicación 7, caracterizada porque contiene un percarbonato sódico de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 ó 6 en presencia de mejoradores de la detergencia del grupo de las zeolitas.