Composiciones de hipoclorito de calcio.

Una composición de potencial de incendio reducido y con estabilidad aumentada del cloro disponible quecomprende al menos un 40 % en peso de hipoclorito de calcio hidratado,

y al menos dos de 0,1 a 19 % en peso desulfato de magnesio heptahidratado, 0,1 a 19 % en peso de sulfato de aluminio y potasio dodecahidratado, 0,1 a 19% en peso de fosfato trisódico dodecahidratado, 0,1 a 10 % en peso de tripolifosfato de sodio hexahidratado y 0,1 a19 % en peso de tetraborato de sodio decahidratado.

Composiciones de hipoclorito de calcio La presente invención se refiere en general a composiciones estables de hipoclorito de calcio, y más particularmente a composiciones que tienen una estabilidad mejorada. Se describe también en el presente documento un procedimiento para estabilizar hipoclorito de calcio.

Antecedente de la invención El hipoclorito de calcio (hipo cal) se conoce desde hace casi 100 años. Inicialmente, el hipo cal sin refinar, que se conocía como “polvo blanqueante” se producía con un contenido aproximadamente del 35 % de cloro disponible. En la década de los 30 del siglo pasado, los fabricantes tuvieron éxito al refinar el hipo cal; se produjo hipo cal anhidro que contenía un 80 % de cloro disponible o más. Tras algunos incendios, se llevaron a cabo investigaciones que mostraron que el hipo cal con un 70 % de cloro disponible era menos vigoroso que el que tenía un 80 % de cloro disponible, por tanto, los fabricantes limitaron el hipo cal a un 70 % de cloro disponible.

El hipoclorito de calcio anhidro que contenía un 70 % de cloro disponible estuvo implicado en muchos incendios a bordo de buques que se produjeron durante los últimos años de la década de los 60 y los primeros años de la década de los 70 del siglo pasado y que produjeron daños importantes a las propiedades y pérdida de vidas. Debido a estos incidentes, los fabricantes de hipo cal produjeron formas hidratadas menos reactivas de hipo cal. Véanse las Patentes de los Estados Unidos Nos 3.544.267; 3.895.099 y 4.053.429. Patentaron también sales hidratadas mezcladas con hipo cal anhidro para formar hipo cal hidratado. Véase la Patente de los Estados Unidos Nº

3.793.216.

El hipoclorito de calcio hidratado que contiene al menos un 65 % de cloro disponible y entre aproximadamente 5, 5 a 16 % de agua está disponible como se muestra en el Chemical Economics Handbook, Hypochlorite Bleaches (2003) SRI International. Aquellos que contienen del 5, 5 al 10 % de humedad se han convertido en la forma comercial más ampliamente disponible y se han designado por las Naciones Unidas como UN 2880. Incluso con un 10 % de humedad, el hipo cal dihidratado no está completamente saturado con agua, la saturación completa necesitaría aproximadamente un 17 % de agua. El hipo cal comercial tiene menos cantidad de agua que la saturación debido a que un mayor contenido de agua tendría un efecto adverso sobre la estabilidad del hipo cal. Es bien conocida en la técnica la pérdida de estabilidad del cloro disponible en el hipo cal debida a la presencia del contenido de humedad, la temperatura y la humedad; véanse las patentes de los Estados Unidos Nos 3.544.267, 4.355.014 y 4.965.016, y

Bibby y Milestone, J. Chem. Tech. Biotechnol (34A) , pp. 423- 430 (1984) .

La comercialización de hipo cal hidratado además de los cambios en el almacenamiento del material a bordo de buques propuesto por Clancey, Journal of Hazardous Materials, (1) pp. 83-94, (1975/76) hizo que el hipo cal fuera más seguro durante su el trasporte marino. Esto fue confirmado inicialmente por el trabajo de Mandell, Fire Technology (7) , pp. 157-161 (1971) , que mostró una endotermia para el hipo cal hidratado a 40 ºC de acuerdo con la calorimetría de barrido diferencial (DSC) . Esta endotermia, que no está presente en el material anhidro, se piensa que proporciona un pozo térmico para detener rápidamente una exotermia de tal manera que no se produzca la propagación. Esta investigación utilizó también ensayos que incorporaban cerillas, encendedores, o una gota de glicerina como fuente de ignición para el hipoclorito de sodio.

Un estudio de Cardillo, Rev. Combust, (48) pp, 300-305 (1994) , concluyó que la adición de humedad disminuye la temperatura a la cual tiene lugar la descomposición del hipo cal Concluyeron también que podría aumentarse el calor generado durante la descomposición. Gray y Halliburton, Fire Safety Journal (35) , pp. 223-239 (2000) , investigaron el hipo cal hidratado basado en incendios en alta mar que sucedieron a finales de la década de los 90 del siglo pasado. Concluyeron que el hipo cal hidratado tenía una temperatura ambiente crítica para grandes cantidades de material menor de lo que se pensaba anteriormente. Ambos estudios confirman que el hipo cal hidratado no es tan estable a la descomposición exotérmica de lo que se había notificado anteriormente. El subcomité de Transporte de Mercancías Peligrosas de la ONU (TDG) confirmó este punto utilizando un ensayo de descomposición autoacelerante (SADT) sobre diversos hipo cal fabricados. Véase, UN/SCETDG/21/INF.8 (2002) .

Aunque se ha sido buscado durante mucho tiempo mejorar el cloro disponible y reducir la reactividad del hipo cal a la vez, otro problema con el uso de hipo cal, concretamente la formación de incrustaciones de calcio, se ha investigado igualmente. Desde los primeros usos del hipo cal como compuesto líquido blanqueante, las incrustaciones, tales como de carbonato de calcio, se han considerado un problema. Los inhibidores de las incrustaciones tales como pirofosfato de sodio, tripolifosfato de sodio, poliacrilato de sodio, ácido fosfonobutano tricarboxílico y sales alcalinas de PESA y/o poli (ácido maleico) se han añadido para mejorar la trasparencia de las disoluciones de hipo cal o para evitar las deposiciones de jabones y detergentes sensibles al calcio o reducir las incrustaciones en el equipo de alimentación de hipo cal. Mullins, en la Patente de los Estados Unidos Nº. 5.112.521 y Faust, en la Patente de los Estados Unidos Nº. 3.669.894, confirman también lo que sabían los expertos en la 65 materia; es difícil encontrar aditivos que se puedan premezclar con hipo cal debido a que dichos aditivos pueden afectar la estabilidad del hipo cal produciendo una pérdida de cloro disponible, especialmente a temperaturas elevadas.

Los investigadores han añadido materiales que redujeron el empolvado y aumentaron la resistencia a la ignición mediante encendedores, cerillas, o una gota de glicerina utilizando sales inorgánicas hidratadas de bajo punto de 5 fusión pulverizadas en forma de grano tales como hidratos de sulfato de magnesio, hidratos de tetraborato de sodio, hidratos de sulfato de aluminio, e hidratos de fosfato de sodio; véase, la Patente de los Estados Unidos Nº

4.146.676. Adicionalmente, se pueden usar también revestimientos de sales de metales alcalinos del tipo cloruro de sodio y materiales alcalinos del tipo hidróxido de calcio para tamponar las composiciones por encima de pH 9. Tanto la patente de los Estados Unidos Nº 4.146.676 y el documento de Pickens, WO/99/61376, están de acuerdo en que de materiales ácidos producen una disminución en la estabilidad durante el almacenamiento.

Otros investigadores han añadido materiales al hipoclorito de calcio para proporcionar otras funciones. Para el tratamiento del agua, Loehr, Patente de los Estados Unidos Nº. 4.747.978, añadió de 0, 1 a aproximadamente 3 % de sales de aluminio solubles en agua para aumentar la transparencia del agua. Pickens añadió sales de aluminio hidratadas siempre que fueran neutralizadas con una cantidad equivalente de sal de borato hidratada. Girvan, Patente de los Estados Unidos Nº 5.676.844, añadió sales de borato hidratadas o ácido bórico para mejorar las propiedades del hipo cal. Robson, en la patente de los Estados Unidos Nº. 3.560.396, utilizó preparaciones de hipo cal con nitrato de sodio secas mediante pulverización para reducir la reactividad.

Solo dos composiciones inventivas que contienen formulaciones premezcladas con hipoclorito de calcio divulgan un aumento de estabilidad debido a la pérdida del cloro disponible, Jaszka, Patente de los Estados Unidos Nº 3.036.013, añade una disolución de una sal soluble que reaccionaría con el hipoclorito de calcio para formar una sal de calcio insoluble en la superficie de cada gránulo. Este revestimiento aumentaría la estabilidad de la partícula en presencia de humedad e hidratación. Este revestimiento retardaría también la velocidad de disolución de la composición. Las sales adecuadas incluyen silicato de sodio, borato de sodio, carbonato de sodio, fosfato trisódico, fosfato disódico, y fluoruro de potasio. La composición de Murakami en la Patente de los Estados Unidos Nº 4.355.014, utilizó al menos un 5 % de hidróxido de calcio para aumentar la estabilidad de las composiciones que contienen al menos un 4 % y hasta un 22 % de humedad. En ambos casos, el procedimiento y/o el material añadidos dieron como resultado una ralentización de la velocidad de disolución del hipo cal. Este no es un efecto deseable cuando se añade el material como una mezcla granular seca en una aplicación de tratamiento del agua u otras aplicaciones que necesitan una dosis rápida del... [Seguir leyendo]

1. Una composición de potencial de incendio reducido y con estabilidad aumentada del cloro disponible que comprende al menos un 40 % en peso de hipoclorito de calcio hidratado, y al menos dos de 0, 1 a 19 % en peso de sulfato de magnesio heptahidratado, 0, 1 a 19 % en peso de sulfato de aluminio y potasio dodecahidratado, 0, 1 a 19 % en peso de fosfato trisódico dodecahidratado, 0, 1 a 10 % en peso de tripolifosfato de sodio hexahidratado y 0, 1 a 19 % en peso de tetraborato de sodio decahidratado.

2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un 70 % de hipoclorito de calcio hidratado, un 14, 3 % de sulfato de magnesio heptahidratado, un 9 % de sulfato de aluminio y potasio dodecahidratado, un 4, 7 % de fosfato trisódico dodecahidratado y un 2 % de tripolifosfato de sodio hexahidratado.

3. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, donde el hipoclorito de calcio contiene entre un 5 % y un 22 %

de agua. 15

4. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, donde la concentración del hipoclorito de calcio hidratado es del 40 al 90 % en peso.

(control) en comparación con